过程控制硬件在环仿真系统开发与验证

摘要

设计了一款可以模拟过程对象的实时仿真系统,为基于可编程控制器(PLC)的过程控制系统提供实质等效的被控对象.该系统主要由数字仿真核及其外设、工业标准信号接口和人机接口模块构成.利用dsPIC33数字控制器对描述动态对象的差分描述方程进行高速迭代,并使用低成本控制器外设实现隔离式电压变送、4～20 mA电流变送、高速和低速的数字I/O和支持MODBUS协议的串行通信,可以实现在环仿真系统与PLC的直连,以及向实际过程控制系统的设计迁移.最后,在系统中实现了经典双容水箱实时仿真及其与S7-200控制器的互动,实现了单变量的闭环控制,验证了硬件在环仿真系统的迭代运算精度与闭环控制效果.