一种虚拟仪器外挂式dcs优化的无扰切换控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种虚拟仪器外挂式DCS优化的无扰切换控制方法，其属于DCS优化控制领域，包括如下步骤：1、在DCS机柜内增设MODBUS485模块，采用外挂式控制器与DCS机柜内的MODBUS485模块进行串口通信，实时交换数据；且在外挂式控制器中设置通信心跳包，将所述通信心跳包与DCS机柜内的计数器连接通信；2、通过在DCS逻辑中实现对外挂控制器和DCS PID控制器之间的切换；当所述通信心跳包和DCS机柜内的计数器通信中断时，则切换到DCS侧手动状态；3、通过对外挂式控制器输出的互相远程跟踪，实现无扰切换。本发明的优点是可在此基础上实现各种原来在DCS上难于实现的先进控制策略，从而提高控制品质，达到稳定运行过程、节能降耗等作用，有非常好的安全效益、经济效益。
【专利说明】
一种虚拟仪器外挂式DCS优化的无扰切换控制方法
技术领域
[0001]本发明涉及一种虚拟仪器外挂式DCS优化的无扰切换控制方法，其属于DCS优化控制领域，其用于实现外挂式优化控制器与DCS控制器之间的无扰切换。
【背景技术】
[0002]火电厂机组控制都是通过DCS逻辑实施。DCS虽然是数字控制系统，但为了工程实际实施方便，提供的编程界面是模拟的，这导致一些基于直接数字控制(DDC)的先进控制策略无法实施。例如对于类似过热蒸汽温度、脱硝等大迟延过程，基于DDC的预测控制可以取得比常规串级PID控制更好的控制效果，这时外挂式控制是更好控制优化手段。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是提供了一种安全可靠的虚拟仪器外挂式DCS优化的无扰切换控制方法。
[0004]本发明的技术方案如下:
(1)在DCS机柜内增设M0DBUS485模块，采用外挂式控制器与DCS机柜内的M0DBUS485模块进行串口通信，实时交换数据;且在外挂式控制器中设置通信心跳包，将所述通信心跳包与DCS机柜内的计数器连接通信；
(2)通过在DCS逻辑中实现对外挂控制器和DCSPID控制器之间的切换；当所述通信心跳包和DCS机柜内的计数器通信中断时，则切换到DCS侧手动状态；
(3)通过对外挂式控制器输出的互相远程跟踪，实现无扰切换。
[0005]进一步的，所述外挂式控制器采用西门子工控机IPC3000。
[0006]进一步的，所述外挂式控制器采用LABVIEW编程实现。
[0007]进一步的，所述外挂式控制器和M0DBUS485模块之间通过屏蔽双绞线连接实现通
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[0008]本发明的有益效果如下:
本发明构建一种DCS外挂式控制优化的无扰切换方法，在此基础上可实现各种原来在DCS上难于实现的先进控制策略，从而提高控制品质，达到稳定运行过程、节能降耗等作用，有非常好的安全效益、经济效益。
【附图说明】
[0009]图1是本发明的系统通信连接方式示意图。
[0010]图2是本发明的工作原理图。
【具体实施方式】
[0011]下面结合图1?图2和实施例对本发明做进一步说明。
[0012]如图1?图2所示，本实施例采用如下方式实现: (1)在DCS机柜内增设M0DBUS485模块，采用外挂式控制器与DCS机柜内的M0DBUS485模块进行串口通信，实时交换数据;且在外挂式控制器中设置通信心跳包，将所述通信心跳包与DCS机柜内的计数器连接通信；
(2)通过在DCS逻辑中实现对外挂控制器和DCSPID控制器之间的切换；当所述通信心跳包和DCS机柜内的计数器通信中断时，则切换到DCS侧手动状态；
(3)通过对外挂式控制器输出的互相远程跟踪，实现无扰切换。
[0013]进一步的，外挂式控制器采用西门子工控机IPC3000，运行LABVIEW虚拟仪器软件，所示工控机与DCS机柜内的M0DBUS485模块进行串口通信，实时交换数据。优化的所述控制器使用LABVIEW编程实现。外挂式控制器与DCS PID控制器之间的切换在DCS逻辑中实现，夕卜挂式控制器中使用LABVIEW编程实现通信心跳包，由DCS计数器检测，如果通信中断，立刻切换到DCS侧手动状态。通过对外挂式控制器输出的互相远程跟踪，实现无扰切换。
[0014]进一步的，所述外挂式控制器采用西门子IPC3000工控机，所述外挂式控制器和M0DBUS485模块之间通过屏蔽双绞线连接实现通信。
[0015]如图2所示，DCS侧是MODBUS主站，外挂控制器是MODBUS从站，通信方式为RTU，波特率为19200，奇偶校验无，数据位8，停止位I。
[0016]外挂控制器MODBUS从站由LABVIEWMODBUS SERVER实现。
[0017]无扰切换的具体实施如图2所示，具体详细叙述如下:
I)闭环控制环节的设定值、过程被调量取自DCS侧，通过MODBUS通信传给外挂式控制器;所述外挂式控制器是外挂优化控制器，外挂式控制器通过MODBUS通信跟踪DCS PID控制器输出；所述DCS PID控制器通过MODBUS通信跟踪外挂优化控制器输出；从而实现无扰切换。
[0018]2)当DCS PID控制器稳定运行时，无切手动条件时，可投入远程自动，控制权由DCS PID控制器转到外挂式优化控制器。
[0019]3)当DCS侧发生切手动条件时，控制权交回DCS PID控制器，系统运行于手动；
4)外挂控制程序产生心跳包(O—I数字序列)，不断复位DCS侧计数器，使之不会溢出；当通信中断，计数器溢出，控制权自动回到DCS PID控制器手中，保证通信故障状态下控制稳定。
[0020]在外挂式控制中，外挂控制器与DCS通过串口、网口通信并实时交互数据，优化的先进控制策略在外挂式控制器上实施，当发生切手动条件或通信故障时，DCS上原常规控制逻辑接管控制，为保证机组安全稳定运行，无扰切换是优化控制策略实施的必要条件。
[0021]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种虚拟仪器外挂式DCS优化的无扰切换控制方法，其特征在于:其包括如下步骤: 在DCS机柜内增设M0DBUS485模块，采用外挂式控制器与DCS机柜内的M0DBUS485模块进行串口通信，实时交换数据;且在外挂式控制器中设置通信心跳包，将所述通信心跳包与DCS机柜内的计数器连接通信； 通过在DCS逻辑中实现对外挂控制器和DCS PID控制器之间的切换；当所述通信心跳包和DCS机柜内的计数器通信中断时，则切换到DCS侧手动状态； 通过对外挂式控制器输出的互相远程跟踪，实现无扰切换。2.根据权利要求1所述的一种虚拟仪器外挂式DCS优化的无扰切换控制方法，其特征在于:所述外挂式控制器采用西门子工控机IPC3000。3.根据权利要求1所述的一种虚拟仪器外挂式DCS优化的无扰切换控制方法，其特征在于:所述外挂式控制器采用LABVIEW编程实现。4.根据权利要求2所述的一种虚拟仪器外挂式DCS优化的无扰切换控制方法，其特征在于:所述外挂式控制器和M0DBUS485模块之间通过屏蔽双绞线连接实现通信。5.根据权利要求1所述的一种虚拟仪器外挂式DCS优化的无扰切换控制方法，其特征在于:所述无扰切换的具体步骤如下: .1)闭环控制环节的设定值、过程被调量取自DCS侧，通过MODBUS通信传给外挂式控制器;所述外挂式控制器是外挂优化控制器，外挂式控制器通过MODBUS通信跟踪DCS PID控制器输出；所述DCS PID控制器通过MODBUS通信跟踪外挂优化控制器输出；从而实现无扰切换； . 2)当DCSPID控制器稳定运行时，无切手动条件时，可投入远程自动，控制权由DCSPID控制器转到外挂式优化控制器； . 3)当DCS侧发生切手动条件时，控制权交回DCSPID控制器，系统运行于手动； .4)外挂控制程序产生心跳包(O—I数字序列)，不断复位DCS侧计数器，使之不会溢出；当通信中断，计数器溢出，控制权自动回到DCS PID控制器手中，保证通信故障状态下控制稳定。
【文档编号】G05B19/042GK106054703SQ201610398155
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年6月7日
【发明人】袁晓磊
【申请人】河北省电力建设调整试验所, 国家电网公司, 国网河北省电力公司电力科学研究院