·1414· 工程科学学报，第39卷，第9期 监控计算机 监控计算机 控制器设计计算机 工业以太网 交换机 工业以太网 控制系统 电缆/总线 控制系统 执行机构 检测仪表 男 对象计算机 混合选别过程 图3混合选别过程实际控制系统结构 Fig.3 Actual structure of the control system for the mixed separation process 依明 男 虚拟执行机构 虚拟对象 嘘拟检测仪表 算，结合对象计算机中的虚拟对象，获得控制器设计模 型，利用其设计模型获得控制器参数.控制器设计计 图2混合选别过程半实物仿真实验控制系统结构 算机具体结构如图4所示. Fig.2 Proposed structure of the hardware-in-the-loop simulation sys- tem for the mixed separation process :控制器设计运行指标期望值B*肉，口*阴 计算机 拟对象、虚拟执行机构和虚拟检测仪表，代替实际工业 优化控制器 PID参数整定 现场的现场工艺过程、执行机构、检测仪表.实际工业 优化设定值(C)、F0、F0)、 现场控制系统结构如图3所示 0、L00、L4 工业以太网 2.1对象计算机 过程变量 虚拟对象、虚拟执行机构和虚拟检测仪表的模型 (CT、F)、F0L0、L队 Lg、Ik、k) 模型参数实时辨识 建立，用于模拟工业现场被控对象.利用对虚拟对象、 执行机构和检测仪表的建模来模拟实际工业现场中各 个生产过程和设备的动态特性，实现控制回路控制以 监控计算机 及设备启停、联锁功能 过程回路控制器 虚拟对象和虚拟设备、检测仪表的模型图形界面 Internet 设计，由于其虚拟部分的设计都是由MATLAB完成， 生产过程运行监控界面 不能直观地显示各个虚拟部分的运行状态，所以由图 OPC OPC OPC 形界面来动态的展示混合选别过程，提高可视化程度. 对象 模型输出值 被控对象输入值 对象计算机具体结构如图4所示. 计算机 (C,T、F⊙、F0、LO f0)、f0、0、 L0、L、L.0)、) 、,0、f0》 2.2控制器设计计算机 虚拟对象系统 控制器设计计算机主要用于优化控制器设计、底 虚拟 模型输出 虛拟 模型输人 虚拟 传感器 层控制器设计和控制器设计模型参数辨识. 对象 执行器 模型 膜型 模型 优化控制器通过工业以太网与过程回路控制器实 现OPC通讯，获得实时的过程数据，根据企业生产、运 可视化对象界面 行指标以及边界条件信息启动混合选别优化控制算 图4混合选别过程半实物仿真系统结构 法，进而获得混合选别过程相关过程回路的目标值. Fig.4 System structure of the hardware-in-the-loop simulation sys- 底层控制器设计包括回路控制算法和控制器参数计 tem for the mixed separation process工程科学学报,第 39 卷,第 9 期 图 2 混合选别过程半实物仿真实验控制系统结构 Fig. 2 Proposed structure of the hardware鄄in鄄the鄄loop simulation sys鄄 tem for the mixed separation process 拟对象、虚拟执行机构和虚拟检测仪表,代替实际工业 现场的现场工艺过程、执行机构、检测仪表. 实际工业 现场控制系统结构如图 3 所示. 2郾 1 对象计算机 虚拟对象、虚拟执行机构和虚拟检测仪表的模型 建立,用于模拟工业现场被控对象. 利用对虚拟对象、 执行机构和检测仪表的建模来模拟实际工业现场中各 个生产过程和设备的动态特性,实现控制回路控制以 及设备启停、联锁功能. 虚拟对象和虚拟设备、检测仪表的模型图形界面 设计,由于其虚拟部分的设计都是由 MATLAB 完成, 不能直观地显示各个虚拟部分的运行状态,所以由图 形界面来动态的展示混合选别过程,提高可视化程度. 对象计算机具体结构如图 4 所示. 2郾 2 控制器设计计算机 控制器设计计算机主要用于优化控制器设计、底 层控制器设计和控制器设计模型参数辨识. 优化控制器通过工业以太网与过程回路控制器实 现 OPC 通讯,获得实时的过程数据,根据企业生产、运 行指标以及边界条件信息启动混合选别优化控制算 法,进而获得混合选别过程相关过程回路的目标值. 底层控制器设计包括回路控制算法和控制器参数计 图 3 混合选别过程实际控制系统结构 Fig. 3 Actual structure of the control system for the mixed separation process 算,结合对象计算机中的虚拟对象,获得控制器设计模 图 4 混合选别过程半实物仿真系统结构 Fig. 4 System structure of the hardware鄄in鄄the鄄loop simulation sys鄄 tem for the mixed separation process 型,利用其设计模型获得控制器参数. 控制器设计计 算机具体结构如图 4 所示. ·1414·