通訊模塊 1794-OA8 羅克韋爾 超大庫存

通訊模塊 1794-OA8 羅克韋爾 超大庫存

通訊模塊 1794-OA8 羅克韋爾 超大庫存

DCS數字孿生體的需求分析

集散控制系統DCS是一個集結構、電氣、控制、熱力、信息等多學科于一體的分布式控制系統，該系統用來實現不同工況下工藝的生產、過程控制、專設保護設施驅動，系統狀態控制指令等功能。在工藝設備的運行過程中，來自現場的傳感器會向DCS傳輸大量現場物理量信息，通過邏輯運算得出相應邏輯指令，同時機柜自身也會產生非常多的狀態信息和測試信息，這些信息長期沒有得到很好的關聯。在DCS產品數字化過程中，傳統的設計理念和方法容易產生“信息孤島”和“信息重復”的問題，DCS產生的動態信息流無法被實時調度以及協同處理。

通過借鑒數字孿生技術的優勢，重點研究集散控制系統DCS在不同行業中對數字孿生技術的應用及開發，利用虛擬的DCS孿生環境，可以完成DCS設計驗證、故障模擬、數據聯動、智能預警、智能控制等功能應用控制和操作。基于實體DCS系統構建DCS數字孿生體的過程可分為如下三步。

1）搭建物理實體DCS系統環境，DCS系統（包括控制器、采集模塊、通信模塊和相關控制應用軟件等）可以選用不同的品牌。

2）構建DCS孿生體，可以仿真建模實物DCS，構建DCS系統數字孿生體，DCS孿生體需具備以下功能：

3）建立DCS數字孿生體測試床，借助應用展示接口為用戶提供實體交互能力、感知能力，通過DCS數字孿生體構建出的測試床將通過數字孿生技術復制出一個數字孿生體。

DCS數字孿生體的設計方案

(一) DCS數字孿生體總體架構設計

DCS數字孿生系統通過與物理世界不間斷地交互和反饋閉環信息、融合數據，能夠模擬對象在物理世界中的行為，檢測物理世界的變化，反映物理世界的運行狀況、評估物理世界的狀態，診斷發生的問題、預測未來趨勢，甚至優化和改變物理世界。在數字孿生體中引入安全監測、測試驗證等工具，可以支持DCS安全檢測功能，通過數字孿生系統完成設計驗證、故障模擬、數據聯動、智能預警、智能控制等功能應用控制和操作。

結合項目DCS數字孿生體的需求基礎架構和能力特點，DCS數字孿生體系架構，可以參考面向制造業的數字孿生體系架構標準ISO/DIS 23247，該標準雖然是面向制造業的數字孿生體系架構，但考慮到ISO標準的性和性，相關架構能夠從很大程度上反映DCS數字孿生體的關鍵要素和核心內涵。DCS數字孿生體的框架如圖1所示。

圖1 DCS數字孿生體的框架

DCS數字孿生系統包含以下三層。

一是數據采集與控制實體，主要包括數據采集子實體（物聯感知）與設備控制子實體（對象控制）。數據采集子實體通過監測和傳感設備面向物理對象收集信息，實現物理對象與數字孿生體之間的信息同步，具備數據采集、數據預處理以及數據標識等核心功能。設備控制子實體控制和驅動物理對象，具備指令控制、驅動執行、控制標識等核心功能。

二是核心實體，核心實體負責將物理對象映射為數字孿生體，從而進行維護，包括DCS操作和管理、DCS仿真應用和服務、DCS資源接入和交互三個子實體。DCS操作和管理子實體支持對物理對象的數字化建模、描述、展現、同步，以及對整個核心實體的操作和管理、DCS仿真應用和服務子實體支持系統仿真、數據分析和報告等功能，而DCS資源接入和交互子實體向上層的用戶實體層提供對核心實體功能的訪問。作為核心實體的重要組成部分，數字孿生組件是構建工控業務場景的重要基礎，組件可以構成組建資源池，借助DCS操作和管理模塊，用戶可以構建行業工藝業務基礎環境。

三是用戶實體，面向利用數字孿生體實現制造應用的用戶，包括人員、設備、應用（MES/SCADA）等，實現高效的人機交互。

除上述三層外，DCS數字孿生體系的架構中還包括跨系統的各類實體，用于實現不同層之間的數據轉換，提供數據準確性、完整性和安全性保障。

通訊模塊 1794-OA8 羅克韋爾 超大庫存