CN214751385U - 一种高性能半实物dcs装置 - Google Patents
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Abstract
一种高性能半实物DCS装置，包括半实物DCS机柜，所述半实物DCS机柜内部放置有计算机主机，计算机主机与高速DCS板卡相连，所述高速DCS板卡为多个，通过高速DCS板卡底板进行连接，计算机主机上连接有监视用显示器。本实用新型能够在解决上述现存DCS相关装置弊端的情况下实现对虚拟DCS与工艺系统硬件的直接交互。
Description
技术领域
本实用新型涉及分布式控制系统技术领域，特别涉及一种高性能半实物DCS装置。
背景技术
分布式控制系统(DCS)作为一项成熟的过程控制技术,已经广泛应用于核电站的设计、建造以及运行过程中。虚拟DCS以纯软件形式实现了实物DCS的关键功能,同时增加了仿真功能,有助于开展设计验证、参数调试、培训等活动。基于虚拟实物技术路线的虚拟DCS,在实现时需要处理大量的指令与反馈,合理的分级交互机制能够提高虚拟DCS指令执行与反馈的效率,有助于实现一机多模功能,提高计算机硬件资源利用率。但是，虚拟DCS也有其明显的缺点，即其只能运行在特定的计算机上，不能与实际的被控系统进行交互，其功能受到非常大的限制。随着虚拟DCS技术的发展，虽然实现了通过总线通信的方式将虚拟DCS接入到实际DCS系统中，但是仍然存在着非常大的弊端。主要缺点有：
1.针对工艺系统安装的DCS只能针对某一特定的工艺系统进行设计，DCS性能有限且不够灵活，无法使用一些先进的控制算法。
2.目前发展比较成熟的虚拟DCS均是在计算机上进行运行操作，缺乏与硬件设备的连接。无论是对电厂操作员进行培训还是验证一些先进的控制算法方面都极大受限于仿真模型的精度。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种高性能半实物DCS装置，该装置能够在解决上述现存DCS相关装置针对工艺系统安装的DCS只能针对某一特定的工艺系统进行设计使得DCS性能有限，且不够灵活从而无法使用一些先进的控制算法以及目前发展比较成熟的虚拟DCS均是在计算机上进行运行操作，缺乏与硬件设备的连接，的情况下实现虚拟DCS与工艺系统硬件的直接交互。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
一种高性能半实物DCS装置，包括半实物DCS机柜6，所述半实物DCS机柜6内部放置有计算机主机5，计算机主机5与高速DCS板卡4相连，所述高速DCS板卡4为多个，通过高速DCS板卡底板进行连接，计算机主机5上连接有监视用显示器1。
所述半实物DCS机柜6作为其他设备的载体，为高性能半实物DCS装置的其他设备提供支撑和保护作用。
所述计算机主机5负责处理高速DCS板卡4接收的信号，将输出的控制信号传送给高速DCS板卡4，实现软件和硬件的交互。
所述高速DCS板卡4通过高速连接器插在高速DCS板卡底板上，通过采用不同的高速DCS板卡，快速实现对不同对象的测量和控制。
所述高速DCS板卡4包括但不限于：继电器板卡，波形发生器板卡，矢量信号手法板卡，高速串口板卡，可编程电源板卡，RF多路复用器开关板卡，RF模拟信号发生器板卡，以太网接口板卡，声音与震动测试板卡，矢量信号发生器板卡，PROFIBUS接口板卡，GPIB仪器控制板卡，应变/桥输入板卡，数字模式仪器板卡，FlexRay接口板卡，矩阵开关板卡，示波器板卡，串行仪器控制板卡，多功能I/O板卡，IF数字化仪器板卡，模拟输入板卡，多功能可重配置I/O板卡，源测量单元板卡，CAN接口板卡，矢量网络分析仪板卡，DeviceNet接口板卡，数字万用表板卡，多路复用器开关板卡，温度输入板卡，计数器/定时器板卡，并行处理板卡，矢量信号分析板卡，CANopen接口板卡，数字I/O板卡，PXI可重配置I/O板卡，FPGA板卡，可编程电阻板卡，信号插入开关板卡，继电器驱动板卡，以太网接口板卡，LIN接口板卡。
所述半实物DCS机柜6顶部设置有显示器托架2和键盘鼠标托架3，所述显示器托架2用于放置半实物DCS机柜6。
本实用新型的有益效果：
本实用新型高性能半实物DCS装置在具体操作时，首先选择合适的高速DCS板卡，将选择好的板卡插入半实物DCS机柜中，接着连接DCS板卡与对应的被控对象，在高性能计算机中编写相关的控制程序即可实现对被测物体的控制。
采用高性能半实物DCS装置来实现对目标工艺系统的控制有如下优点：第一，采用DCS控制板卡的设计可以实现高性能半实物DCS功能上的灵活组合，实现对目标工艺模型的快速控制；第二，采用高性能计算机，高速DCS板卡底板，高速DCS板卡这样的三级设计，区别于传统DCS采用嵌入式系统的羸弱性能，高性能计算机的加入使得实现对被控工艺系统的高性能控制成为了现实，同时也可以实现对先进的控制理论和控制策略的验证。
高速DCS板卡一端采用高速板对板连接器来实现与高速DCS板卡底板的连接，另一端负责与半实物DCS机柜固定的挡片采用快拆卡口式结构，同时这一端的高速连接器采用了热插拔的结构，方便了高性能半实物DCS装置的快速部署。
附图说明
图1为本实用新型的正面视图。
其中1为监视用显示器、2为显示器托架、3为键盘鼠标托架，4为高速DCS板卡，5为计算机主机，6为半实物DCS机柜。
图2为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。
如图1图2所示：一种高性能半实物DCS装置，包括半实物DCS机柜6，所述半实物DCS机柜6内部放置有计算机主机5，计算机主机5与高速DCS板卡4相连，所述高速DCS板卡4为多个，通过高速DCS板卡底板进行连接，
半实物DCS机柜6：半实物DCS机柜6主要是作为其他设备的载体，为高性能半实物DCS装置的其他设备提供支撑和保护作用。
计算机主机5：计算机主机5主要包括主机以及键盘、鼠标等必要的输入输出设备，计算机主机5是高性能半实物DCS装置的主要计算单元，负责处理高速DCS板卡4接收的信号，将输出的控制信号传送给高速DCS板卡4，实现软件和硬件的交互。
高速DCS板卡4：高速DCS板卡4主要是将软件和硬件结合起来，将软件的控制信号传送给硬件的泵，阀门等。高速DCS板卡4是通过高速连接器插在高速DCS板卡底板上的，通过采用不同的高速DCS板卡，可以快速实现对不同对象的测量和控制。高性能半实物DCS装置主要采用的高速DCS板卡4包括但不限于：继电器板卡，波形发生器板卡，矢量信号手法板卡，高速串口板卡，可编程电源板卡，RF多路复用器开关板卡，RF模拟信号发生器板卡，以太网接口板卡，声音与震动测试板卡，矢量信号发生器板卡，PROFIBUS接口板卡，GPIB仪器控制板卡，应变/桥输入板卡，数字模式仪器板卡，FlexRay接口板卡，矩阵开关板卡，示波器板卡，串行仪器控制板卡，多功能I/O板卡，IF数字化仪器板卡，模拟输入板卡，多功能可重配置I/O板卡，源测量单元板卡，CAN接口板卡，矢量网络分析仪板卡，DeviceNet接口板卡，数字万用表板卡，多路复用器开关板卡，温度输入板卡，计数器/定时器板卡，并行处理板卡，矢量信号分析板卡，CANopen接口板卡，数字I/O板卡，PXI可重配置I/O板卡，FPGA板卡，可编程电阻板卡，信号插入开关板卡，继电器驱动板卡，以太网接口板卡，LIN接口板卡等。
高速DCS板卡底板：高速DCS板卡底板主要是负责将高速DCS板卡4连接起来，保证高速DCS板卡能够高效稳定工作。同时，高速DCS板卡底板还实现了高速DCS板卡与仿真计算机的高速连接，保证高速DCS板卡4的采集信号能够快速传给计算机主机5，计算机主机5的激素那结果能够及时传送给被控对象。
本实用新型的具体工作过程为：
(1)根据被控对象选择合适的高速DCS板卡4型号及数量；
(2)将选好的高速DCS板卡4插入半实物DCS机柜6中，高速DCS板4卡一端的高速连接器连接在高速DSC板卡底板上，另一端的固定挡片通过卡扣的形式卡在半实物DCS机柜6上，通过一个连接一个卡接实现了高速DCS板卡4与高速DCS板卡底板的连接，同时也实现了高速DCS板卡4与半实物DCS机柜6的固定。同时将高速DCS板卡4固定在半实物DCS机柜上；
(3)将半实物DCS机柜上的高速DCS板卡通过接线的方式连接到被测工艺系统的泵，阀门，电机等上；
(4)在计算机主机5上编写相应的控制程序；
(5)启动测试程序，开始对待测工艺系统进行测试；
(6)更换被测工艺过程时，重复上述过程(1)-(5)。
Claims (5)
1.一种高性能半实物DCS装置，其特征在于，包括半实物DCS机柜(6)，所述半实物DCS机柜(6)内部放置有计算机主机(5)，计算机主机(5)与高速DCS板卡(4)相连，所述高速DCS板卡(4)为多个，通过高速DCS板卡底板进行连接，计算机主机(5)上连接有监视用显示器(1)；
所述高速DCS板卡(4)通过高速连接器插在高速DCS板卡底板上的，通过采用不同的高速DCS板卡，快速实现对不同对象的测量和控制。
2.根据权利要求1所述的一种高性能半实物DCS装置，其特征在于，所述半实物DCS机柜(6)作为其他设备的载体，为高性能半实物DCS装置的其他设备提供支撑和保护作用。
3.根据权利要求1所述的一种高性能半实物DCS装置，其特征在于，所述计算机主机(5)负责处理高速DCS板卡(4)接收的信号，将输出的控制信号传送给高速DCS板卡(4)，实现软件和硬件的交互。
4.根据权利要求1所述的一种高性能半实物DCS装置，其特征在于，所述高速DCS板卡(4)包括但不限于：继电器板卡，波形发生器板卡，矢量信号手法板卡，高速串口板卡，可编程电源板卡，RF多路复用器开关板卡，RF模拟信号发生器板卡，以太网接口板卡，声音与震动测试板卡，矢量信号发生器板卡，PROFIBUS接口板卡，GPIB仪器控制板卡，应变/桥输入板卡，数字模式仪器板卡，FlexRay 接口板卡，矩阵开关板卡，示波器板卡，串行仪器控制板卡，多功能I/O板卡，IF数字化仪器板卡，模拟输入板卡，多功能可重配置I/O板卡，源测量单元板卡，CAN接口板卡，矢量网络分析仪板卡，DeviceNet接口板卡，数字万用表板卡，多路复用器开关板卡，温度输入板卡，计数器/定时器板卡，并行处理板卡，矢量信号分析板卡，CANopen接口板卡，数字I/O板卡，PXI可重配置I/O板卡，FPGA板卡，可编程电阻板卡，信号插入开关板卡，继电器驱动板卡，以太网接口板卡，LIN接口板卡。
5.根据权利要求1所述的一种高性能半实物DCS装置，其特征在于，所述半实物DCS机柜(6)顶部设置有显示器托架(2)和键盘鼠标托架(3)，所述显示器托架(2)用于放置半实物DCS机柜(6)。
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2021
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