基于Simulink代码生成器的翻译模拟式虚拟DCS实现方案

张 旭，邓志光，彭 韬

（中国核动力研究设计院 核反应堆系统设计技术重点实验室，成都 610213）

0 引言

DCS 的仿真方法主要有3 种，包括纯模拟（Simulation）、虚拟实物（Emulation）和实物模拟（Stimulation）[1,2]。采用纯模拟的方法，将被仿真DCS 系统的算法逻辑翻译到另一套仿真平台，这种方法被称为翻译模拟（Translation）[3-5]。翻译模拟与虚拟实物和实物模拟相比具有技术简单、成本低的优势；同时，比根据顶层设计，在仿真平台人工绘制组态图的方法，节约了大量的工作量。

图1 基于Simulink代码生成器的翻译式虚拟DCS流程图Fig.1 Flow chart of a translating virtual DCS based on Simulink code generator

以Simulink 作为仿真平台的仿真方法有两种：一种是以Simulink 作为运算内核，通过外部程序调用Simulink 进行运算；另一种是以Simulink 作为组态显示工具及代码生成器，通过组态翻译软件将DCS 系统的组态逻辑翻译到Simulink 上，由Simulink 生成代码，再将其编译成*.dll 或*.lib 算法文件，并被周期性调用，构成基于Simulink 代码生成器的翻译模拟式虚拟DCS，实现仪控系统的仿真功能。本文详细介绍第二种方法构建的翻译模拟式虚拟DCS。

1 系统设计

1.1 总体设计

系统主要包括两部分，即虚拟DCS 与Simulink。虚拟DCS 实现组态翻译、代码编译、周期调用算法运算等功能。Simulink 实现组态画面显示、代码生成等功能。如图1 所示，其中，虚拟DCS 主要由两部分组成，即组态翻译软件与运算调度软件。

基于Simulink 代码生成器的翻译式虚拟DCS 系统架构，如图2 所示。组态翻译软件读取被翻译DCS 平台的组态文件，按照翻译逻辑识别，通过向Matlab 发送命令行的方式，调用Simulink 绘制算法块与连接线，构成组态图；再使用Simulink 作为代码生成器，把图形组态转换为C++代码，再编译为*.lib 格式的算法文件。……