作为化工生产的重要设备,连续搅拌反应釜在化工、制药、发酵等领域得到广泛的应用。因其反应过程常常涉及高温高压和有毒有害物质,所以新的控制技术和控制方案在未验证前不能直接应用到系统中,否则很可能因技术不成熟或操作失误造成设备损坏,甚至人员伤亡。为了增强实验安全性,降低实验成本,同时克服全数字仿真的抽象性,提高操作者操作的真实感,本课题以半实物仿真技术为基础,自主设计了一套连续搅拌反应釜硬件在回路实时仿真平台。在深入分析半实物仿真平台需求的基础上,首先提出了平台的总体设计方案,即危险的过程反应用数字仿真服务器实现,实际的操作装置(如开关、PLC、调节阀、触摸屏等)以物理本体的形式加入平台当中。本论文中,我们简要介绍了连续搅拌反应釜的组成结构以及工艺流程,系统分析了反应釜的工作原理,同时以实际化工反应为例,根据建立的反应釜非线性微分方程,利用MATLAB/Simulink搭建了全数字仿真系统(服务器),通过多功能快速开发环境Quarc和Q4数据采集卡实现了数字仿真系统与外围硬件的实时通讯。其次,介绍了监控系统的硬件组成和软件的搭建过程,实现了对反应釜内各个变量的实时采集、实时监控、数据归档等功能。然后,针对全数字仿真系统、监控系统及外围硬件间电气信号不匹配问题,设计了信号调理模块,确保三者间的无障碍通讯。最后,我们成功将一种典型的先进控制算法——模糊控制算法在设计的硬件在回路实时仿真平台上进行了验证,针对指针查表法存在的不足,根据模糊规则和模糊推理,利用梯形图在Step7中实现了模糊控制算法。实验结果表明:自主开发的半实物仿真平台,运行效果良好,能够很好的模拟反应釜的工艺流程,同时在仿真回路中增加的实际物理本体,能够真实还原实际操作环境,给人一种身临其境的真实感,而且该平台能够有效验证控制器的实时性。除此之外,由于在仿真系统中控制器及控制算法实现过程和在真实系统中的实现过程一致,相关的控制技术可以非常容易地从仿真系统移植到实际工程中,从而大大提高控制系统开发的效率,因此可作为控制技术和控制方案的开发平台。