基于虛擬機技術(shù)的DCS仿真系統設計與實(shí)現

隨著(zhù)工業(yè)的發(fā)展，DCS(Distributed Control System)的應用越來(lái)越廣，但是由于DCS本身的分散控制集中管理的特點(diǎn)必然導致其存在一定的復雜性，不會(huì )像普通系統那樣容易使用，所以在DCS產(chǎn)生的同時(shí)，相應的仿真系統也應運而生。

1 現有DCS仿真系統

DCS仿真系統是將真實(shí)DCS在非DCS的計算機系統中重現(純軟件)，不會(huì )涉及到底層硬件，完全可以運行在普通的PC環(huán)境中?；谶@種與硬件無(wú)關(guān)的特性，仿真系統可應用于操作人員的培訓和前期的工程調試。所以，DCS仿真系統的仿真程度直接影響到后期的實(shí)際操作。

目前主要存在兩種方式：(1)保留原有的集散控制系統軟件和硬件，接入一個(gè)只限于實(shí)現過(guò)程仿真的仿真計算機，即激勵(Stimulation)方式；(2)全范圍各個(gè)部分的仿真，用軟件模擬硬件的方式仿真其人機界面，而不必復制其所有功能，即仿真(Simulation)方式[1]。

上述兩種方式中，激勵方式的軟硬件仿真程度較高，但實(shí)現復雜，與模型連接也很困難。相對來(lái)說(shuō)仿真方式比較容易實(shí)現，軟件實(shí)現整個(gè)過(guò)程靈活性較強，可以運用于不同的環(huán)境，同時(shí)便于系統升級。

2 基于虛擬機技術(shù)的DCS仿真系統

在各個(gè)環(huán)節使用軟件實(shí)現對DCS的仿真，然而DCS中很多軟件已經(jīng)運行在PC機上，尤其是操作人員使用的上位機軟件，這部分完全可以直接使用，不必額外仿真，具體操作在實(shí)際DCS中與DCS仿真系統中都完全一樣，并使得硬件及其相關(guān)硬件也能得到完全模擬?；?a class="contentlabel" href="http://dyxdggzs.com/news/listbylabel/label/虛擬機">虛擬機技術(shù)的DCS系統實(shí)現的是硬件以及與硬件相關(guān)部分的仿真，即可以在PC環(huán)境中再現DCS。圖1所示為DCS結構圖。



圖1中Level 2的工程師站、操作員站均運行在PC環(huán)境中，Level 1及Level 0是硬件相關(guān)的部分?？刂破魇钦麄€(gè)DCS中最為重要的環(huán)節，對上起著(zhù)接受操作命令和反饋現場(chǎng)數據的作用；對下起著(zhù)傳遞命令和采集現場(chǎng)數據的作用。目前最簡(jiǎn)單的控制器仿真是將控制器程序移植到PC環(huán)境中，這樣不僅改變了控制器程序，也丟失了一部分硬件特性，同時(shí)會(huì )隨著(zhù)控制器程序的不斷升級而頻繁升級，并需要時(shí)刻保持與控制器程序對齊。