一种全数字现地控制盘柜的建模方法技术

一种全数字现地控制盘柜的建模方法，构造核心模块并定义功能；对设备模型中使用的数据进行分类，类型包括两类：实时动态数据和模型静态数据；将实时动态数据中的输入数据和输出数据分开，分别设置输入接口和输出接口；输入接口接收实时计算数据，模型根据输入变量的值进行计算，将计算结果通过输出接口转换为数据输出，设置参数设置接口，对模型静态数据进行设置；按照要求定义结构变量；由设备模型构成仿真模块，再由仿真模块构成盘柜模型。本发明专利技术可以对断路器控制柜、水电站辅助设备控制柜等进行全数字仿真。能够完整的反应控制盘柜的工作原理，实现盘柜的操作、控制、监视和保护功能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数字建模方法，特别是。
技术介绍
全数字模型的仿真系统代表仿真培训系统未来的发展方向。控制盘柜在电厂、变 电站中是最重要的监控部件，要实现操作、控制、状态显示和保护等功能。由于盘柜的结构 复杂，各项功能之间关联性极强，进行全数字化的建模难度较大。目前已有的建模方法难以 将盘柜的整体功能进行如实的展现，面向对象的建模方法用来对盘柜的操作按钮、把手、开 关和信号灯等部件建模。模块化的建模方法实现保护过程与自动控制过程。采用不同方法 建立的模型由于缺乏统一的标准，交互困难，难以反映控制细节。目前还没有文献或资料明 确的提出系统构建反映全部功能的全数字模型的方法。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提供，可以对 断路器控制柜、水电站辅助设备控制柜进行全数字仿真。能够完整的反应控制盘柜的工作 原理，实现盘柜的操作、控制、监视和保护功能。 本专利技术所采用的技术方案为： -种全数字现地控制盘柜的建模方法，包括以下步骤： 步骤1 :构造核心模块并定义功能： 构造出多个核心模块，多个核心模块分别对应实现盘柜的操作功能、监视功能、电 源结构、控制原理、PLC控制原理，每一个核心模块包括多种仿真对象，一种仿真对象代表一 类设备，每一种对象具有多种属性； 步骤2 :建立通用的设备模型： 步骤2. 1 :对设备模型中使用的数据进行分类，类型包括两类：实时动态数据和模 型静态数据； 步骤2. 2 :将实时动态数据中的输入数据和输出数据分开，分别设置输入接口和 输出接口；输入接口接收实时计算数据，模型根据输入变量的值进行计算，将计算结果通过 输出接口转换为数据输出。 设置参数设置接口，对模型静态数据进行设置； 步骤2. 3 :按照以下的要求定义结构变量： 1)能够区分模块的类型，如操作、监视、电源、控制和自动； 2)能够区分同一模块下的对象类型和数量； 3)能够区分变量属性变如输入变量、输出变量和静态参数； 4)能够区分变量的类型和数量，如浮点型和整型。 同一类对象采用相同变量结构的模型模版，模型采用事件触发的方式来启动，检 测输入变量中来反应事件的变量，通过如下的规则执行模型：IF 满足启动条件 THEN 模型启动执行算法ELSE 未启动； 步骤3 :由设备模型构成仿真模块，再由仿真模块构成盘柜模型： 1)、统计盘柜的设备数量，对设备进行编号，根据设备类型选择相应的模型模版， 对设备的参数进行定制，建立所有设备的设备模型； 2)、将设备模型组合构成仿真模块， 组合的过程中，将该模块的设备模型直接与该模块外部的数据进交换的输入和输 出接口作为模块的输入和输出接口；形成模块后，再根据盘柜的工作逻辑，将各模块的输入 和输出相连，形成盘柜模型，与数据库直接进行数据交换的输入和输出接口作为盘柜的输 入和输出接口。 所述步骤1中，多个核心模块包括：操作模块、监视模块、电源模块、控制模块、自 动模块；操作模块的仿真对象为：把手、按钮、开关、保险、压板，用于实现盘柜的手动操作 功能；监视模块的仿真对象为：信号计、仪表，用于实现盘柜的信号监视功能；电源模块的 仿真对象为：动力电源、控制电源、信号电源、装置电源，用于反应盘柜内各控制回路的工作 状态；控制模块实现电气控制回路的控制逻辑；自动模块用于实现带有PLC装置盘柜的PLC 自动控制功能。 所述步骤2. 2中，输入接口、输出接口和参数设置接口包含浮点型和整型两类数 据接口；浮点型数据接□主要接收和发送电压、电流、功率、转速、频率、压力、流量、液位、时 间等状态量；整型数据接口接收和发送如有电/无电，投入/退出，启动/停机等状态的整 型状态量。 所述步骤3中，仿真模块中，操作模块、监视模块、可以直接由设备模型组合而成； 按照盘柜电源的电路图将上一级电源模型的输出与下一级电源模型的输入相连，形成电源 模块；控制模块的只有一类设备模型，只需要考虑设备的数量；自动模块按照PLC的构成选 择对象，按PLC的控制逻辑通过输入和输出接口将不同属性的设备模型组合。 本专利技术，技术效果如下：、 1)、同类设备使用相同的模型模版，可以通过设置参数对设备属性进行定制。2)、全数字建模，维护方便，成本低。 3)、所有模型采用统一的接口和变量结构，可以对模型进行定制，通用性强，便于 扩展。 4)、功能强大，开发周期短、成本低且维护方便，具有很强的通用性，并可根据仿真 的需求对模块进行定制，并灵活的与数字仿真培训系统对接。【附图说明】 图1是专利技术盘柜的模型结构示意图； 图2是专利技术设备模型的结构示意图； 图3是专利技术盘柜的建模流程图。【具体实施方式】 如图1所示，本专利技术一种全数字现地控制盘柜的模型，由多种核心模块组合而成， 每种核心模块包含多种类型的仿真对象，每个仿真对象包含具有不同属性的设备。对设备 建模，同一类仿真对象具有同一的接口和模块算法，并可根据仿真需要对设备属性进行定 制。由设备模型构成仿真模块，再通过仿真模块的组合来对现地控制盘柜的操作、监视、控 制和保护等所有功能，从而实现对现地控制柜的全数字仿真。 步骤一，选中核心模块并定义功能： 构造出模型的多个核心模块，多个核心模块对应实现包括盘柜的操作功能、监视 功能、控制原理、电源结构和PLC控制原理。每种模块包括多种仿真对象，一种仿真对象代 表一类设备，每种对象具有多种属性。模块、设备模型及模块的功能说明见表1 : 表1模型的功能说明 步骤二，建立通用的设备模型： 每个模块包含多个设备模型，采用统一的接口。 (1)、对设备模型中使用的数据进行分类，类型包括两类：实时动态数据和模型静 态数据。数据说明见表2 表2数据说明表 (2)、定义模型接口和结构： 所有的设备模型采用统一的模型结构如图2所示。设备模型分成4个部分。将实 时动态数据中的输入数据和输出数据分开，分别设置输入接口和输出接口；输入接口接当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种全数字现地控制盘柜的建模方法，其特征在于包括以下步骤：步骤1：构造核心模块并定义功能：构造出多个核心模块，多个核心模块分别对应实现盘柜的操作功能、监视功能、电源结构、控制原理、PLC控制原理，每一个核心模块包括多种仿真对象，一种仿真对象代表一类设备，每一种对象具有多种属性；步骤2：建立通用的设备模型：步骤2.1：对设备模型中使用的数据进行分类，类型包括两类：实时动态数据和模型静态数据；步骤2.2：将实时动态数据中的输入数据和输出数据分开，分别设置输入接口和输出接口；输入接口接收实时计算数据，模型根据输入变量的值进行计算，将计算结果通过输出接口转换为数据输出。设置参数设置接口，对模型静态数据进行设置；步骤2.3：按照以下的要求定义结构变量：1)能够区分模块的类型，如操作、监视、电源、控制和自动；2)能够区分同一模块下的对象类型和数量；3)能够区分变量属性,如输入变量、输出变量和静态参数；4)能够区分变量的数据类型和数量，如浮点型和整型。同一类对象采用相同变量结构的模型模版，模型采用事件触发的方式来启动，检测输入变量中来自反应事件的变量，通过如下的规则执行模型：IF     满足启动条件    THEN模型启动执行算法ELSE     未启动；步骤3：由设备模型构成仿真模块，再由仿真模块构成盘柜模型：1)统计盘柜的设备数量，对设备进行编号，根据设备类型选择相应的模型模版，对设备的参数进行定制，建立所有设备的设备模型；2)将设备模型组合构成仿真模块，组合的过程中，将该模块的设备模型直接与该模块外部的数据进交换的输入和输出接口作为模块的输入和输出接口；形成模块后，再根据盘柜的工作逻辑，将各模块的输入和输出相连，形成盘柜模型，与数据库直接进行数据交换的输入和输出接口作为盘柜的输入和输出接口。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈铁，吴喜春，甘辉霞，
申请(专利权)人：三峡大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42