利用工控软件开发 !＂# 仿真系统的新思路

出相应的类的具体实现代码。 这无疑是一个庞大的软件编程工 作。这种方式的开发导致对不同流程、不同 ./0 都 要 重 复 编 码， 降低了代码的可利用率和开发效率。 针对上述问题，现在 ./0 仿真操作界面的 通 用 开 发 模 式 是先开发一个类似工控组态软件的仿真组态平台， 利用该平台 将流程图、 调节器界面、 组画面、 报警画面、 趋势画面信息组态 成仿真组态数据库； 同时开发一个运行平台， 利用该运行平 台软件读取仿真组态数据库， 并产生实时运行的仿真操作界
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%3 。这种方法可以极大地提高代码利用率， 尤其是对采用同 面 1)，
./0 仿 真 操 作 界 面 的 开 发 目 的 是 使 仿 真 培 训 系 统 能 逼 真 再现实际 ./0 操作站的各种画面并完成相应的功能 ， 使 学 员
有一种身临其境的感觉。 这种表象逼真与否直接决定了仿真器 的成败。从工艺操作培训的角度看， ./0 仿真操作界面主要有 流程图、 调节器界面、 组画面、 报警画面、 趋势画面等。 现有的仿 真器中对这几类画面的实现大都采用面向对象的编程技术实 现 1)2%3。
计算机工程与应用 !""#$!%
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虽然第二种方法可以带来很好的维护性和扩展性， 但是仿 真组态平台和运行平台的开发也是一个巨大的编程任务， 如开 发一个这样的平台其源码长度可达 &’ 万行以上 (!)， 从开发到测 试完毕， 要有一年时间。
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利用工控软件开发 *+, 仿真操作界面
通过对仿真系统开发过程的分析可以发现， *+, 仿真操作
几乎可以不用再做编程。而扩展到其他 一种 ./0 的不同流程， 只需在原来基础上开发适应新的 ./0 类型的类 ， 基本 ./0 时， 的平台框架可以保持不变。
基金项目： 国家 &’# 项目“ 复杂工业过程的先进控制技术与软件” （ 编号： ((%)#)#" ） 作者简介： 王宇红（ ， 男， 博士， 主要从事混杂系统控制、 预测控制等研究。黄德先（ ， 男， 博士， 教授， 主要从事系统辨识、 过程控制、 智 )*+", ） )*-&, ） 能控制、 预测控制等研究。高东杰（ ， 男， 中国科学院自动化所研究员， 博士生导师， 研究领域为系统辨识、 过程控制、 鲁棒控制等。 )*%#, ）
利用工控软件开发 !"# 仿真系统的新思路
! 王宇红 )， 黄德先 ) ) !
高东杰 !
金以慧 )
（ 清华大学自动化系， 北京 )"""&%）
4,5678： 9:;<=>?6=>@5678$AB7=>;:6$CD:$E=
（ 中国科学院自动化研究所， 北京 )"""&" ）
摘
要
提出了利用工控软件开发 ./0 仿真系统的新思路， 并介绍了该思路的具体实现方法。仿真界面可以用工控软
AB4’()C’： ( =C? BAN6AC>9 A< DCFC8<M ./0 B75:86A<N 7B MNCBC=ACD$TC687U6A7<= <O A;7B BAN6AC>9 7B DCBEN7VCD 7= DCA678$075:W 86A7<= M7EA:NCB <O ./0 XJS E6= VC E<=O7>:NCD V9 E<=AN<8 E<=O7>:N6A7<= B<OA?6NC$075:86A7<= O6ECM86ACB 6=D ANC=DB <O XJS E6= VC DCFC8<MCD V9 (EA7FCG E<=AN<8B$/<55:=7E6A7<= VCA?CC= XJS 6=D 5<DC8 E<5M:A7=> B<OA?6NC 7B 6EE<5M87B;CD :B7=> ..4 6=D HI/ ACE;=<8<>9$L;C =C? BAN6AC>9 56YCB O:88 :BC <O E<=AN<8 E<=O7>:N6A7<= B<OA?6NC 6=D =C? ACE;=<8<>9 B:E; 6B ./HJ， HI/ ， ..4 ， (EA7FCG$L;:B D7OOCNC=A ./0 B75:86A<N E6= VC DCFC8<MCD V9 <=C M86AO<N5$L;C =C? 6NE;7ACEA:NC E6= VC A6YC= 6B 6 =C? Y7=D <O >C=CN68 O<N5 A< DCFC8<M ./0 B75:86A<N$L;7B E6= BMCCD :M DCFC8<M5C=A <O ./0 B75:86A<N >NC6A89$ D%+&,(E4： ./0 B75:86A<N， HI/ ， ./HJ， (EA7FCG
图&
利用工控组态软件开发 *+, 仿真界面的步骤
首先利用工控软件组态数据点。由于不需要与现场进行 所以利用工控软件提供的常数点（ 或计算 . ; 0， +<=>4?=4 9<5=4） 来 组 态 被 仿 真 的 *+, 数 据 点 ， 或者将数 点（ +?@3A@?45<= 9<5=4） 据点组态在工控软件提供的虚拟设备（ 如 **: ， 上。工控 ,.B） 软件对这些点的数目是无限制的。 其次，将被仿真的 *+, 流程图通过各种方 式 转 化 为 工 控 软件可以接受的图形格式。 在大部分情况下是可以直接利用被 仿 真 *+, 的 流 程 图 的 。 如 *7@4?C 、 +7=4AD、 .;2 等都是基于 其流程图可以转化为 E9F 或 GB9 直接 -./*0-, /1 平台的， 应用。 色柱、 闪烁 第三， 对 被 仿 真 *+, 的 动 态 显 示 元 素 如 数 字 、 等组态， 同时对画面的动态切换进行组态。这些功能用组态软 件能轻松实现。 最后， 对调节面板、 趋势图、 组、 报警画面等组态。 这也是困 难最大的一部分，因为各种 *+, 的差别主要体现 在 这 几 种 画 面及其操作上。 一种办法是利用工控软件提供的强大组态功能 并配合脚本编写组态出相应上述几种 *+, 画面， 这 种 方 法 简 利用定制的 单但繁琐。另一种办法是自 己 开 发 2345678 控 件 ， 各 2345678 控件实现上述几种 *+, 画面 。 特 别 是 对 趋 势 画 面 ， 种 *+, 之间差别很大，利用工控软件现有的功能 实 现 趋 势 画 面有较大难度， 这 时 可 以 开 发 2345678 控 件 来 实 现 ， 这种方法 可以给用户以最大的灵活性， 同时可以做到最大程度的逼真。
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用工控软件开发 *+, 仿真操作界面优点
（ 画面生成的多样性。 &） 在 *+, 仿真系统中，仿真画面的绘制是一个 十 分 繁 重 的
工作， 为了保持仿真画面的逼真性， 要对画面上元素的尺寸、 坐 标、 颜色进行确定， 由于工控软件的画面组态大都采用矢量绘 制形式， 修改方便， 一定程度上可以减轻画面绘制的强度； 或者 可以将 *+, 画面通过扫描、数码摄像等形式引入到 工 控 软 件 中， 而 多 数 工 控 软 件 基 于 -./*0-, 平 台 ， 支持多种格式图像 文件。 由 于 现 在 大 多 数 *+, 系 统 的 操 作 平 台 是 基 于 -./*0-, 因此可以将被仿真的 *+, 画面方便 地 传 输 到 工 控 软 件 /1 的， 中， 直接应用。这无疑为 *+, 的画面仿真提供了最大的方便。 （ 调节器、 组、 报警、 趋势等画面的实现模块化。 !） 不 同 *+, 在 调 节 器 、 组、 报警、 趋势等画面上有较大的差 别。利用工控软件可以针对特定的 *+, 组态出相应的调节器、 组、 报警、 趋势等画面或面板。 随着工控软件对 2345678 控件和 09+ 接口的支持， 使得人 们有更大的灵活性来开发定制各种 *+, 面板、趋势 、 组 等 画 面。实现对 *+, 的完美逼真的仿真。 （ 利用工控软件的报表、 打印功能可以为学员提供全面 #） 翔实的操作评价。 （ 工控软件与模型计算软件接口方便。 %） 以前，利用工控软件开发 *+, 仿真操作界面 的 一 个 很 大 障碍是模型计算软件与工控软件通讯接口问题。 而现在工控软 因此模型计算 件对 09+ 、 **: 等标准接口提供了完善的支 持 ， 软件与工控软件可以实现双向、 自由的通讯， 通讯接口开发无 任何难度。 （ 工 控 软 件 方 便 透 明 的 联 网 方 式 使 得 *+, 仿 真 器 在 结 ’） 构设计上更加灵活。
促进装置成功开车的强有力工具。 其在石化行业的广泛应用和 所产生的巨大效益使得每一个石化企业在新装置开车前都 要 考虑首先在仿真培训系统上对操作人员、 技术人员进行模拟 培训。 目前，仿真系统的开发集中在两个方面： ./0 仿真操作界 面的开发和流程动态数学模型的开发。文章探讨 的 是 ./0 仿 真操作界面的开发， 提出了一种新思路。