基于实体控制站的仿真系统设计

基于实体控制站的仿真系统设计

陈泳群滕野

（中广核核电运营有限公司广东深圳518120）

摘要：本文主要介绍岭澳核电站二期“三废”控制系统仿真系统的设计思路和实践方案，该仿真系统的最大特点是采用虚拟控制站与实体控制站相结合的方式，并且针对不同的培训对象，运行人员和仪控维修人员分别设置了模式1和模式2两种不同的模式，培训场景与岭澳二期KSN系统一致。目前仿真系统已投入教学，并取得非常显著效果。

关键词：实体控制站；虚拟控制站；仿真服务器

一、前言

岭澳二期“三废”控制系统（KSN）的控制采用北京“和利时”提供的HOLLIASMACSⅥ系统，由于DCS国产化的需要，该平台也应用于红沿河、阳江、宁德等核电站。因此，KSN仿真系统的开发更具有涵盖广泛和切合实效的重要意义。

原培训系统配置只包括1套最小化控制站及组态终端，没有工艺对象及运行操作终端，只能对仪控维修人员提供简单的组态操作培训，不能再现KSN系统的现场控制逻辑，更不能对运行人员进行KSN工艺流程的人机界面操作培训。

因此为满足仪控维修和运行现操人员的培训需求，在现有最小系统基础上，经过反复设计论证，克服重重技术阻碍，开发出KSN仿真系统（仿真DCS）与控制实体（激励DCS）相融合的培训平台，该方案的设计与实现是DCS仿真模式的一个新探索。

二、设计思路

KSN仿真系统的设计与实现是为满足岭澳二期仪控维修及运行操作员的培训需求，主要功能是仪控人员可以真实在线岭澳二期KSN系统的控制逻辑并进行组态工具训练；运行操作人员可以进行“三废”工艺设备的监控操作训练。

用于运行人员的培训只需要采用虚拟仿真的方式即可，包括现场控制站的仿真和工艺系统的仿真。

而为了更加贴近现场，用于仪控人员培训时则需要使用到实体控制站，仪控人员在实体控制站上进行控制逻辑的组态和下装。由于培训系统上只有1个实体控制站，而现场实际的控制系统有8个控制站，因此，在系统设计时，要求该实体控制站可以实现8个控制站中任意一个控制站的功能，而其余7个控制站采用虚拟仿真的方式实现，与实体控制站采用网络通讯的形式进行信号互送。

三、实践方案

本仿真系统采用一对冗余的仿真服务器（IP：117、118），系统所涉及的工艺系统仿真、控制站仿真都是在仿真服务器上实现，是整个仿真系统的核心所在。

工程师站（IP：28）用于仿真系统的组态、修改，并可以实现控制站、工艺系统的接入和切除，是整个仿真系统的管理核心。

仿真系统针对运行人员和仪控维修人员分别设置了模式1和模式2两种不同的模式。

1、模式1

模式1是针对运行操作的人员的培训，此时采用全仿真的仿真，无需使用HOLLIASMACSⅥ的控制站的系统服务器，所有控制逻辑和工艺系统仿真都在仿真服务器上实现，运行培训人员在操作员站（IP：21-26）上进行操作练习，教员通过教练员站（IP：27）进行场景设置。

2、模式2

模式2针对仪控维修人员培训，此时需要使用HOLLIASMACSⅥ的控制站和系统服务器，并将仿真服务器中的一个控制站切除，用实体控制站替代。

实体控制站与LEVEL0层的数据通讯、实体控制站与其余虚拟控制站的数据通讯采用OPC通讯的方式，仿真服务器作为OPC通讯的主站，实体控制站作为OPC通讯的子站。

虚拟控制站与系统服务器的数据通讯则采用MODBUS/TCP通讯方式，仿真服务器作为通讯主站，系统服务器作为通讯子站。

由于实体控制站作为不同控制站使用时，OPC通讯和MODBUS/TCP通讯的点表配置不同，因此，针对实体控制站作为控制站10-17使用，分别配置了通讯点表，当实体控制站功能切换时，相应的通讯点表也需要进行切换。

图1仿真系统结构图

四、结束语

本培训系统的价值是可以为仪控维修和运行操作人员提供实操训练，而且培训场景与岭澳二期KSN系统一致。

仪控维修人员可以根据需求选择不同的系统或设备场景进行实训，同时可以进行现场的故障验证工作。

运行操作人员通过该仿真平台的人机界面操作训练，学员可以快速掌握“三废”系统的启、停操作及控制原理，以及事故工况的演练，填补了对运行培训的空白。

目前，系统已投入教学，取得了非常显著效果。随着设备的磨合和教学场景的不断挖掘和完善，尤其故障场景的设置和训练，该系统的功能和价值将得到更大的体现。

参考文献

[1]冯冬芹黄文君工业通信网络与系统集成科学出版社2004年12月第1版213-236