本發(fā)明屬于電廠仿真技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種實(shí)現(xiàn)等效果高性能B/S發(fā)布的電廠仿真方法。

背景技術(shù)：

電廠仿真系統(tǒng)，是利用計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將發(fā)電廠的發(fā)電過程(包括鍋爐、汽機(jī)、發(fā)電機(jī)、熱力循環(huán)系統(tǒng)、升壓站等設(shè)備)通過數(shù)學(xué)模型進(jìn)行數(shù)值模擬計(jì)算，通過人機(jī)工作站圖形系統(tǒng)展示仿真結(jié)果，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)實(shí)際電廠系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)和演化規(guī)律的綜合評(píng)估與預(yù)測。通過電廠仿真系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)操作人員培訓(xùn)的目的。

目前的電廠仿真系統(tǒng)均采用C/S架構(gòu)，在培訓(xùn)仿真室構(gòu)建專門的局域網(wǎng)進(jìn)行。典型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。其中，仿真服務(wù)器：用于基于仿真模型進(jìn)行仿真計(jì)算。操作員站：為PC計(jì)算機(jī)，通過人機(jī)交互界面與仿真服務(wù)器交換操作輸入和仿真結(jié)果；就地操作站：PC計(jì)算機(jī)，通過人機(jī)交互界面與仿真服務(wù)器交換操作輸入和仿真結(jié)果。

整個(gè)電廠仿真系統(tǒng)由開發(fā)廠商作為專門的應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)得到。其中，就地操作站和操作員站上的人機(jī)交互應(yīng)用采用專門開發(fā)的應(yīng)用提供功能。也就是采用常規(guī)的Client/Server模式。

上述基于C/S架構(gòu)的電廠仿真系統(tǒng)，主要存在以下不足：對(duì)于就地操作站和操作員站等客戶端，需要使用專門配置的仿真系統(tǒng)人機(jī)交互應(yīng)用，才能訪問仿真服務(wù)器提供的仿真服務(wù)。因此，就地操作站和操作員站等客戶端的數(shù)目直接影響整個(gè)仿真系統(tǒng)的造價(jià)。出于成本考慮，目前電廠仿真培訓(xùn)室只配置2、4、6等有限客戶端，其他客戶端無法訪問仿真系統(tǒng)。因此，其擴(kuò)展性有限，不利于大規(guī)模開展仿真培訓(xùn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)等效果高性能B/S發(fā)布的電廠仿真方法，可有效解決上述問題。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明提供一種實(shí)現(xiàn)等效果高性能B/S發(fā)布的電廠仿真方法，包括以下步驟：

步驟1，客戶端瀏覽器和web服務(wù)器之間建立基于WebSocket協(xié)議的通信連接；所述客戶端瀏覽器以HTML5形式顯示仿真交互界面；當(dāng)所述客戶端瀏覽器的仿真交互界面接收到來自于用戶操作的仿真請(qǐng)求時(shí)，所述客戶端瀏覽器通過WebSocket協(xié)議將所述仿真請(qǐng)求發(fā)送給所述web服務(wù)器；其中，所述仿真請(qǐng)求包括仿真結(jié)果獲取請(qǐng)求或仿真控制指令；

步驟2，當(dāng)所述web服務(wù)器接收到所述仿真請(qǐng)求時(shí)，所述web服務(wù)器將所述仿真請(qǐng)求發(fā)送給仿真接口服務(wù)器；

步驟3，所述仿真接口服務(wù)器將接收到的所述仿真請(qǐng)求翻譯成對(duì)仿真內(nèi)存庫的操作變量；具體的，如果所述仿真請(qǐng)求為仿真結(jié)果獲取請(qǐng)求，則將所述仿真請(qǐng)求翻譯成對(duì)仿真內(nèi)存庫輸出變量的讀取操作變量；如果所述仿真請(qǐng)求為仿真控制指令，則將所述仿真請(qǐng)求翻譯成對(duì)仿真內(nèi)存庫輸入變量的寫入操作變量；

步驟4，所述仿真接口服務(wù)器將所述對(duì)內(nèi)存庫的操作變量通過標(biāo)準(zhǔn)接口寫入到仿真內(nèi)存庫，使所述仿真內(nèi)存庫的相關(guān)操作變量發(fā)生變化；

步驟5，當(dāng)所述仿真內(nèi)存庫的操作變量發(fā)生變化時(shí)，所述仿真服務(wù)器立即探測到仿真內(nèi)存庫的操作變量發(fā)生變化；所述仿真服務(wù)器從所述仿真內(nèi)存庫中讀取發(fā)生變化后的相關(guān)操作變量，并調(diào)用數(shù)學(xué)仿真模型進(jìn)行仿真計(jì)算，得到仿真結(jié)果；

步驟6，所述仿真服務(wù)器將所述仿真結(jié)果寫入到仿真內(nèi)存庫中；一旦所述仿真內(nèi)存庫被寫入所述仿真結(jié)果，所述仿真接口服務(wù)器立即探測到仿真內(nèi)存庫被寫入仿真結(jié)果，因此，所述仿真接口服務(wù)器從所述仿真內(nèi)存庫中讀取本次仿真結(jié)果，并將讀取到的所述本次仿真結(jié)果傳輸給所述web服務(wù)器；

步驟7，所述web服務(wù)器通過WebSocket接口，將所述本次仿真結(jié)果推送給客戶端瀏覽器的HTML5頁面；

步驟8，所述客戶端瀏覽器的HTML5頁面通過WebSocket接口獲取本次仿真結(jié)果，并更新顯示的HTML5仿真交互界面。

優(yōu)選的，步驟6中，所述仿真接口服務(wù)器從所述仿真內(nèi)存庫中讀取本次仿真結(jié)果，并將讀取到的所述本次仿真結(jié)果傳輸給所述web服務(wù)器，具體為：

所述仿真接口服務(wù)器采用TCP/IP應(yīng)用協(xié)議，將所述本次仿真結(jié)果傳輸給所述web服務(wù)器。

優(yōu)選的，步驟8具體為：

所述客戶端瀏覽器的HTML5頁面利用JavaScript腳本通過WebSocket接口獲取本次仿真結(jié)果。

本發(fā)明提供的一種實(shí)現(xiàn)等效果高性能B/S發(fā)布的電廠仿真方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1.不影響原仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，最大化利用原仿真系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)原仿真系統(tǒng)應(yīng)用范圍的顯著擴(kuò)充，并具有等效果高性能的特點(diǎn)；

2.利用基于HTML5/WebSocket技術(shù)的B/S發(fā)布形態(tài)仿真系統(tǒng)，用戶可以在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中集成仿真系統(tǒng)，可以在更多人群中開展應(yīng)急演練等應(yīng)用，不僅可以進(jìn)一步發(fā)揮仿真系統(tǒng)作用、擴(kuò)大使用范圍，而且可以明顯簡化系統(tǒng)部署、降低仿真系統(tǒng)的造價(jià)。

附圖說明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的電廠仿真系統(tǒng)的C/S架構(gòu)圖；

圖2為對(duì)傳統(tǒng)電廠仿真系統(tǒng)的改造架構(gòu)圖；

圖3為本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)等效果高性能B/S發(fā)布的電廠仿真方法的簡化流程示意圖；

圖4為本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)等效果高性能B/S發(fā)布的電廠仿真方法的詳細(xì)流程示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明在目前常規(guī)電廠仿真系統(tǒng)架構(gòu)基礎(chǔ)之上，利用HTML5/WebSocket技術(shù)，通過增加Web服務(wù)器和仿真接口服務(wù)器，在不影響原有仿真系統(tǒng)的前提下，實(shí)現(xiàn)仿真圖形、仿真數(shù)據(jù)的等效果、高性能Web發(fā)布。

本發(fā)明技術(shù)特點(diǎn)包括：

1.不影響原仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，最大化利用原仿真系統(tǒng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)原仿真系統(tǒng)應(yīng)用范圍的顯著擴(kuò)充，并具有等效果高性能的特點(diǎn)；

2.利用基于HTML5/WebSocket技術(shù)的B/S發(fā)布形態(tài)仿真系統(tǒng)，用戶可以在生產(chǎn)管理系統(tǒng)中集成仿真系統(tǒng)，可以在更多人群中開展應(yīng)急演練等應(yīng)用，不僅可以進(jìn)一步發(fā)揮仿真系統(tǒng)作用、擴(kuò)大使用范圍，而且可以明顯簡化系統(tǒng)部署、降低仿真系統(tǒng)的造價(jià)。

參考圖2，為本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)電廠仿真系統(tǒng)的改造架構(gòu)圖；從圖2可以看出，本發(fā)明在原仿真系統(tǒng)區(qū)域之外，增加Web服務(wù)器和仿真接口服務(wù)器，仿真接口服務(wù)器通過仿真內(nèi)存庫與原仿真服務(wù)器連接，Web服務(wù)器通過WebSocket通訊協(xié)議與客戶端瀏覽器相連，形成“B/S發(fā)布區(qū)域”。用戶可通過瀏覽器訪問Web服務(wù)器，進(jìn)而訪問所發(fā)布的仿真畫面和數(shù)據(jù)。

參考圖3和圖4，本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)等效果高性能B/S發(fā)布的電廠仿真方法，包括以下步驟：

步驟1，客戶端瀏覽器和web服務(wù)器之間建立基于WebSocket協(xié)議的通信連接；所述客戶端瀏覽器以HTML5形式顯示仿真交互界面；當(dāng)所述客戶端瀏覽器的仿真交互界面接收到來自于用戶操作的仿真請(qǐng)求時(shí)，所述客戶端瀏覽器通過WebSocket協(xié)議將所述仿真請(qǐng)求發(fā)送給所述web服務(wù)器，具體的，可結(jié)合WebSocket接口傳遞給web服務(wù)器，也可以間接通過JavaScript腳本，利用WebSocket傳遞給Web服務(wù)器；其中，所述仿真請(qǐng)求包括仿真結(jié)果獲取請(qǐng)求或仿真控制指令；仿真結(jié)果獲取請(qǐng)求就是指：從后端獲取最新的仿真結(jié)果數(shù)據(jù)，包括測量類、開關(guān)類、檔位類數(shù)據(jù)。仿真控制指令，即向后端發(fā)送控制指令，如開關(guān)啟閉指令、檔位調(diào)節(jié)指令、位置設(shè)置指令、狀態(tài)設(shè)置指令等。

步驟2，當(dāng)所述web服務(wù)器接收到所述仿真請(qǐng)求時(shí)，所述web服務(wù)器將所述仿真請(qǐng)求發(fā)送給仿真接口服務(wù)器；

步驟3，所述仿真接口服務(wù)器將接收到的所述仿真請(qǐng)求翻譯成對(duì)仿真內(nèi)存庫的操作變量；具體的，如果所述仿真請(qǐng)求為仿真結(jié)果獲取請(qǐng)求，則將所述仿真請(qǐng)求翻譯成對(duì)仿真內(nèi)存庫輸出變量的讀取操作變量；如果所述仿真請(qǐng)求為仿真控制指令，則將所述仿真請(qǐng)求翻譯成對(duì)仿真內(nèi)存庫輸入變量的寫入操作變量；

步驟4，所述仿真接口服務(wù)器將所述對(duì)內(nèi)存庫的操作變量通過標(biāo)準(zhǔn)接口，如OPC接口寫入到仿真內(nèi)存庫，使所述仿真內(nèi)存庫的相關(guān)操作變量發(fā)生變化；

步驟5，當(dāng)所述仿真內(nèi)存庫的操作變量發(fā)生變化時(shí)，所述仿真服務(wù)器立即探測到仿真內(nèi)存庫的操作變量發(fā)生變化；所述仿真服務(wù)器從所述仿真內(nèi)存庫中讀取發(fā)生變化后的相關(guān)操作變量，包括:輸入變量、輸出變量或系統(tǒng)變量等，并調(diào)用數(shù)學(xué)仿真模型進(jìn)行仿真計(jì)算，得到仿真結(jié)果；

步驟6，所述仿真服務(wù)器將所述仿真結(jié)果寫入到仿真內(nèi)存庫中；一旦所述仿真內(nèi)存庫被寫入所述仿真結(jié)果，所述仿真接口服務(wù)器立即探測到仿真內(nèi)存庫被寫入仿真結(jié)果，因此，所述仿真接口服務(wù)器從所述仿真內(nèi)存庫中讀取本次仿真結(jié)果，并將讀取到的所述本次仿真結(jié)果采用約定的OPC接口或基于TCP/IP的其他應(yīng)用協(xié)議，傳輸給所述web服務(wù)器；

步驟7，所述web服務(wù)器通過WebSocket接口，將所述本次仿真結(jié)果推送給客戶端瀏覽器的HTML5頁面；

步驟8，所述客戶端瀏覽器的HTML5頁面通過WebSocket接口獲取本次仿真結(jié)果，并更新顯示的HTML5仿真交互界面。

具體的，所述客戶端瀏覽器的HTML5頁面可利用JavaScript腳本通過WebSocket接口獲取本次仿真結(jié)果。

上述過程完成了操作人員通過瀏覽器調(diào)整機(jī)組運(yùn)行參數(shù)和條件，并獲得仿真結(jié)果，并在瀏覽器上顯示出調(diào)整后仿真運(yùn)行結(jié)果的整個(gè)完整流程。

本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)等效果高性能B/S發(fā)布的電廠仿真方法，主要特點(diǎn)如下：

(1)原仿真服務(wù)器中的人機(jī)畫面，利用專門的轉(zhuǎn)換工具，將其轉(zhuǎn)換為適合B/S發(fā)布的形式。鑒于目前的技術(shù)主流方向，本發(fā)明發(fā)布成HTML5頁面。HTML5頁面中通過JavaScript腳本，實(shí)現(xiàn)對(duì)web服務(wù)器上仿真數(shù)據(jù)的訪問。

(2)由于HTML5目前具備獨(dú)立的標(biāo)準(zhǔn)，而且目前主流瀏覽器對(duì)其中的絕大部分特性支持，所以用HTML5來表示原仿真系統(tǒng)畫面，可以確保等效果實(shí)現(xiàn)。

(3)傳統(tǒng)HTTP協(xié)議和web服務(wù)器形態(tài)接口，不適應(yīng)高性能、及時(shí)的信息雙向傳遞。本發(fā)明采用WebSocket作為Web服務(wù)器和瀏覽器之間的通訊協(xié)議，不僅目前主流瀏覽器支持，而且基本具備與TCP/IP類似的性能，可以確保基于瀏覽器結(jié)構(gòu)下的高性能仿真應(yīng)用。

(4)原仿真服務(wù)器通過內(nèi)存庫(或其他仿真接口)來實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真模型輸入、輸出、中間和系統(tǒng)變量的管理，而且，內(nèi)存庫會(huì)通過標(biāo)準(zhǔn)接口對(duì)外輸出(如OPC接口等)。本發(fā)明中，Web服務(wù)器利用OPC接口訪問仿真內(nèi)存庫中的仿真模型輸入變量、輸出變量、中間變量或系統(tǒng)變量，從而能夠得到仿真模型的仿真結(jié)果。

現(xiàn)有技術(shù)中，存在一些解決方案，通過引入WebServer，利用瀏覽器與WebServer之間的HTTP協(xié)議，結(jié)合Web Service服務(wù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)仿真系統(tǒng)的功能擴(kuò)展調(diào)用。但是Web Service服務(wù)和HTTP協(xié)議都是基于短連接的技術(shù)手段，不適合信息的雙向及時(shí)傳遞。仿真應(yīng)用對(duì)于響應(yīng)和性能要求很高(秒級(jí)響應(yīng)和畫面刷新)，這種技術(shù)方案勢(shì)必對(duì)擴(kuò)展后的性能帶來巨大的不利影響。另外，仿真系統(tǒng)畫面以各類工藝流程、監(jiān)控畫面為主，傳統(tǒng)仿真交互頁面受到瀏覽器的限制，往往難以全面實(shí)現(xiàn)原仿真系統(tǒng)中的圖形特征的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)的展示效果。而本發(fā)明中，將應(yīng)用中相關(guān)的圖形、數(shù)據(jù)等遵照應(yīng)用中的形態(tài)，轉(zhuǎn)換為HTML5結(jié)合WebSockt目前主流瀏覽器可訪問形式，使用戶能夠在遠(yuǎn)程通過intranet或internet利用瀏覽器進(jìn)行訪問的同時(shí)，可以保持與原仿真的等效果和高性能。

由此可見，本發(fā)明提供的實(shí)現(xiàn)等效果高性能B/S發(fā)布的電廠仿真方法，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)在不修改原仿真系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加Web服務(wù)器和仿真接口服務(wù)器，形成仿真系統(tǒng)B/S等效果高性能發(fā)布系統(tǒng)，；

(2)原仿真系統(tǒng)通過轉(zhuǎn)換程序?qū)⒎抡嫒藱C(jī)畫面轉(zhuǎn)換為HTML5形式頁面，存儲(chǔ)到Web服務(wù)器上。瀏覽器HTML5頁面通過WebSocket與Web服務(wù)器連接，實(shí)現(xiàn)人機(jī)數(shù)據(jù)和仿真結(jié)果的傳遞。一方面確保仿真信息的雙向傳遞，另一方面可確保系統(tǒng)具有與傳統(tǒng)仿真系統(tǒng)類似的性能；

(3)Web服務(wù)器通過標(biāo)準(zhǔn)接口(如OPC接口)、仿真接口服務(wù)器和原仿真服務(wù)器通信，傳遞輸入變量或系統(tǒng)變量，并獲取仿真結(jié)果的輸出或中間變量的輸出。作為新增加的系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)，在完全不影響原仿真系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和實(shí)現(xiàn)的前提下，對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用范圍進(jìn)行了顯著擴(kuò)充。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視本發(fā)明的保護(hù)范圍。