工业锅炉实际操作考核模拟机的制作方法

xiaoxiao2020-6-26  31

专利名称:工业锅炉实际操作考核模拟机的制作方法
技术领域
本发明涉及一种锅炉司炉人员培训或考核的模拟机。
背景技术
目前,工业锅炉司炉人员实际操作考核工作,由于各种条件限制, 一直 无法实现在真实环境中对司炉人员上机操作进行培训和考核,大部分是以书 面答题的形式进行考核,无法对司炉人员实际操作能力进行确认。同时,对 于工业锅炉出现运行故障时司炉人员的故障排除操作和应急处理能力更是无 法在锅炉实际运行中进行培训和考核。

发明内容
本发明的目的是克服上述不足问题,提供一种工业锅炉实际操作培训考 核模拟机,结构逼真,操作部件真实,智能的锅炉工作参数、状态和声光效 果,营造锅炉运行现场,实现对工业锅炉司炉人员实际操作培训和考核。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是主要由模拟样机及计算机 系统组成,模拟样机机体及内部结构为实际锅炉按比例縮小,在机体上培训 考核的控点上装有可供操作部件及信号采集装置,操件部件发出信号由信号 采集装置采集控点信号,控点信号通过线缆传输至控制系统,信号通过控制 系统处理后传递至计算机系统,计算机系统对接收的信号进行处理及作出相 应的反应,将反应信号传递给控制模块,控制模块将接收的信号进行处理后 反馈至模拟样机。
所述信号采集装置为传感器,传感器装在控点处并与控制系统接通。
所述控制系统以工业以太网作为主干网络,RS-485总线为扩展网络,主 控制器挂接在以太网上,各个控制器之间通过高速以太网进行数据信息交换, 主控制器以RS-485总线为扩展网络,现场I/O设备作为控制器的从设备接入
RS-485总线,控制器CPU输入状态和输入信息从输入接口输进,CPU将之存 入工作数据存储器中或输入映象寄存器,从编程器输入的程序存入到用户程 序存储器中,然后CPU根据系统程序存储器的解释编译程序,把用户程序翻 译成PLC内部所认可的用户编译程序,把结果存入输出映象寄存器或工作数 据存储器中,然后输出到输出接口、控制外部驱动器。
所述计算机系统包括模拟炉硬件驱动和状态显示模块、数据库模块、模 拟培训考核模块,数据库模块驱动模拟培训考核模块,模拟培训考核模块数 据连接数据库模块并存贮,数据库模块与模拟炉硬件驱动和状态显示模块网 络连接。
所述模拟培训考核模块为学员自训练模块和/或模拟考核模块。 所述数据库模块包括试题数据库模块和学员信息库模块。 所述试题数据库模块包括试题数据库扩充模块和试题数据库编辑模块。 所述学员信息库模块包括新学员信息录入模块和学员档案査询模块。 所述学员自训练模块与数据库模块中的试题数据库模块互通,为组巻练 习模块、单题练习模块或工业锅炉功能演示模块中的一种的多种。 所述模拟机机体内通过声光模拟制做锅炉实际运行状态等。 所述模拟机体上控点为锅炉在实际运行中工作参数可供操作的部位,如 水位、工作压力、进、出水温度。
本发明提供了一种全面的模拟系统,利用计算机软件应用技术、配合声 光模拟技术等营造真实锅炉运行现场,让司炉人员上机进行各种实际操作训 练和考核,尤其是在仿真环境中,让司炉人员对锅炉在运行中出现的异常现 象和故障进行分析、判断和处理,使司炉人员操作能力在短时间内得到提高, 减少人为误操作造成的锅炉事故率。带来了诸多的有益效果
1、突破了以往司炉人员的考核模式,注重司炉人员实际操作能力的(培 训)考核,尤其突出的是,实现了对锅炉出现故障司炉人员应急处理、排除 操作能力的考核。
2,编辑的考核试题、建立的试题库能够复盖锅炉在运行中安全附件操作、
负荷调节操作和故障排除操作,规范了司炉操作步骤,对司炉操作起到指导 作用,考核试题输入模拟系统中。
3,锅炉样机逼真,结构清楚可见,安全附件和操作阀门均为真实部件, 能够使学员体验真实感觉,增加学员感性认识。
4、 使司炉人员仿真环境中面对锅炉出现的各种异常、故障现象时分析、 判断和处理能力进行全面准确的考核。
5、 考核系统实现了自由扩展考题的功能,随着考题的不断增加可以快速 方便的录入新试题或对原有试题进行维护。试题数据库的建立原则采用模块 化和标准化思想,将锅炉上各控制点和显示点进行代码标准化,非常有利于 系统今后的不断扩展和平移,为系统升级提供了方便条件。
6、 该系统允许学员进行自我训练,包括题目练习和模拟考试,在具体功 能设计上突出了学员自我训练功能,可实现模拟锅炉实体的各种实际操作练 习,使学员获得大量现场操作的感性认识,是进行司炉人员操作技能培训的 良好工具。由于采用网络架构系统,系统允许两名学员同时在不同锅炉上进 行练习,系统会对不同的操作给出相应的指示和反馈,提高了模拟机的使用 效率。


图l为本发明结构示意图。
图2为本发明控制系统结构图。
图3为本发明计算机系统框图。
图4为本发明考试系统框图。
具体实施例方式
如图1所示的工业锅炉实际操作培训考核模拟机,主要由模拟样机1、 控制系统2及计算机系统3组成,模拟样机机体及内部结构为实际锅炉按比 例縮小,模拟机机体内通过声光模拟制做有仿真火焰4等,在机体上设有多 个培训考核的控点,控点为锅炉在实际运行中工作参数可供操作的部位,如 水位计、压力表、进水阀、出水阀等,控点处装有可供操作部件及传感器式
信号采集装置,操件部件因操作而发出控点信号,由传感器采集控点信号, 然后将控点信号通过线缆传输至控制系统,信号通过控制系统处理后传递至 计算机系统,计算机系统对接收的信号进行处理及作出相应的反应,将反应 信号传递给控制模块,控制模块将接收的信号进行处理后反馈至模拟样机。
控制系统如图2所示以工业以太网作为主干网络,RS-485总线为扩展网 络,主控制器挂接在以太网上,各个控制器之间通过高速以太网进行数据信 息交换,主控制器以RS-485总线为扩展网络,现场I/O设备作为控制器的从 设备接入RS-485总线,控制器CPU输入状态和输入信息从输入接口输进,CPU 将之存入工作数据存储器中或输入映象寄存器,从编程器输入的程序存入到 用户程序存储器中,然后CPU根据系统程序存储器的解释编译程序,把用户 程序翻译成PLC内部所认可的用户编译程序,把结果存入输出映象寄存器或 工作数据存储器中,然后输出到输出接口、控制外部驱动器。CPU由控制器、 运算器和寄存器组成。这些电路集成在一个芯片上。CPU通过地址总线、数 据总线与1/0接口电路相连接。存储器分为系统程序存储器和用户存储器。 系统程序存储器用以存放系统程序,包括管理程序,监控程序以及对用户程 序做编译处理的解释编译程序。由只读存储器、ROM组成,内容不可更改, 断电不消失。用户存储器分为用户程序存储区和工作数据存储区。由随机 存取存储器(RAM)组成。M区断电内容消失。V区用高效的锂电池作为后备 电源,断电可以保存一段时间。
计算机系统如图3所示包括模拟炉硬件驱动和状态显示模块、数据库模 块、模拟培训考核模块,模拟培训考核模块包括学员自训练模块和模拟考核 模块,数据库模块试题数据库模块和学员信息库模块,试题数据库模块包括 试题数据库扩充模块和试题数据库编辑模块;学员信息库模块包括新学员信 息录入模块和学员档案査询模块,模拟培训考核模块数据连接数据库模块并 存贮,数据库模块与模拟炉硬件驱动和状态显示模块网络连接,学员自训练 模块包括组巻练习模块、单题练习模块和工业锅炉功能演示模块,学员自训 练模块与数据库模块中的试题数据库模块互通。
以考核为例,如图4所示具体操作流程如下
1. 录入新学员信息
2. 输入学员学号,从题库中随机抽取多道试题组成试巻。可以按照2题、 3题和4 6题三种方式形成试巻。
3. 进入考核,自动校验题目初始状态,当初始状态不符时,必须调整后 方能进行考核。
4. 考核考试后,自动开始计时,考核快结束时有提示报警。在考核时间 内,每道题允许学员重复操作一遍。调整试题初始状态的时候,计时 器暂停。
5. 系统自动记录学员操作步骤,在教师主机上能够显示正确步骤,并图 形显示学员操作状态。
6. 学员进行操作时,硬件和附件系统会根据学员操作,按照相应逻辑关 系进行显示,如水位的上升下降、压力表指针动作等。
7. 学员操作完毕后,能够看到自己操作步骤和正确步骤,系统自动打分 并记入档案。
8. 如果学员不及格,需要进行补考时,当输入学号时会自动显示补考次数。
计算机系统源程序片段 程序代码-
Dim strSQLTemp As String Dim dbs As Database Dim rst As Recordset
Private Sub cb—锅炉类型一Click()
strSQLTemp = "select * from控制单元where锅炉类型-'" & cb—锅炉类型&
Ado—控制单元.CommandType = adCmdText Ado—控制单元.RecordSource = strSQLTemp Ado—控制单元.Refresh dgJS制单元.Refresh
End Sub
Private Sub cmd—返回—Click()
Ado一控制单元.Refresh Unload Me
End Sub
Private Sub cmd—确定—Click()
Ado—控制单元.Recordset.Update
Ado—控制单元.Recordset!锅炉类型=cb—锅炉类型.Text
Ado—控制单元.Recordset.Update
End Sub
Private Sub cmd—删除—Click()
If MsgBox("是否删除? ", vbYesNo,"删除记录")=vbYes Then
Ado—控制单元.Recordset.Delete
Ado—控制单元.Recordset.MoveNext
If Ado—控制单元.Recordset.EOF Then Ado—控制单元.Recordset.MoveLast
End If End If
End Sub
Private Sub cmd—添加—Click()
If MsgBox("是否添加新记录? ", vbYesNo,"添加记录")=vbYes Then
Ado—控制单元.Recordset.AddNew
End If End Sub
Private Sub dg—操作单元—AfterColEdit(ByVal Collndex As Integer)
End Sub
Private Sub dg—控制单元—ButtonClick(ByVal Collndex As Integer) IfColIndex = 3Then
Is—控制单元类型.Visible = True
Is—控制单元类型.Width = dg一控制单元.Columns(3).Width
Is—控制单元类型丄eft = dg一控制单元丄eft + dg—控制单元.Columns(3)丄eft
ls一控制单元类型.Top = dg—控制单元.Top + dg—控制单元.RowTop(dg—控制单元.Row) + dg—控制单 元.RowHeight End If
End Sub
Private Sub Form一LoadO
Dim mdbPath As String Dim dbs As Database Dim rst As Recordset Dim nCount As Integer Dim i As Integer
mdbPath = App.Path + '、试题数据库.mdb"
Set dbs = OpenDatabase(mdbPath)
'dg—控制单元.<:0111111115(2).8加011 = 11116
dg—控制单元.Columns(3).Button = True
strSQLTemp = "select distinct控制单元类型from控制单元"
Set rst = dbs.OpenRecordset(strSQLTemp)
rst.MoveLast
nCount = rst.RecordCount
rst.MoveFirst
For i = 1 To nCount
lsJS制单元类型.Addltem (rst!控制单元类型)
rst.MoveNext
Next
cb—锅炉类型.AddItem ("燃煤蒸汽锅炉") cb—锅炉类型.AddItem ("燃油蒸汽锅炉") cb—锅炉类型丄istlndex = 0
strSQLTemp = "select * from控制单元where锅炉类型-"'& cb—锅炉类型&"'order by序号;"
Set rst = dbs.OpenRecordset(strSQLTemp)
rst.MoveLast
nCount = rst.RecordCount
Ado—控制单元.CommandType = adCmdText Ado—控制单元.RecordSource = strSQLTempAdo—控制单元.Refresh dg—控制单元.Refresh
End Sub
Private Sub lsJS制单元类型—Click()
dg—控制单元.CoIumns(3)丄ocked = False
dg—控制单元.Columns(3).Text = Is—控制单元类型.Text
Is—控制单元类型.Visible = False
End Sub
权利要求
1、工业锅炉实际操作培训考核模拟机,其特征是其主要由模拟样机(1)及计算机系统(3)组成,模拟样机机体及内部结构为实际锅炉按比例缩小,在机体上培训考核的控点上装有可供操作部件及信号采集装置,操件部件发出信号由信号采集装置采集控点信号,然后将控点信号经控制系统(2)转换后传递至计算机系统。
2、 根据权利要求1所述的工业锅炉实际操作培训考核模拟机,其特征是: 模拟机机体内通过声光模拟制做锅炉实际运行状态,模拟机体上控点为锅炉 在实际运行中工作参数可供操作的部位。
3、 根据权利要求1所述的工业锅炉实际操作培训考核模拟机,其特征是 信号采集装置为传感器,传感器装在控点处并与控制系统接通。
4、 根据权利要求1所述的工业锅炉实际操作培训考核模拟机,其特征是控制系统以工业以太网作为主干网络,RS-485总线为扩展网络,主控制器挂接在以太网上,各个控制器之间通过高速以太网进行数据信息交换,主控制器以RS-485总线为扩展网络,现场I/O设备作为控制器的从设备接入RS-485 总线,控制器CPU输入状态和输入信息从输入接口输进,CPU将之存入工作 数据存储器中或输入映象寄存器,从编程器输入的程序存入到用户程序存储 器中,然后CPU根据系统程序存储器的解释编译程序,把用户程序翻译成PLC 内部所认可的用户编译程序,把结果存入输出映象寄存器或工作数据存储器 中,然后输出到输出接口、控制外部驱动器。
5、 根据权利要求1-4任一所述的工业锅炉实际操作培训考核模拟机,其 特征是计算机系统包括模拟炉硬件驱动和状态显示模块、数据库模块、模 拟培训考核模块,数据库模块驱动模拟培训考核模块,模拟培训考核模块数 据连接数据库模块并存贮,数据库模块与模拟炉硬件驱动和状态显示模块网 络连接。
6、 根据权利要求5所述的工业锅炉实际操作培训考核模拟机,其特征是: 模拟培训考核模块为学员自训练模块和/或模拟考核模块。
7、 根据权利要求5所述的工业锅炉实际操作培训考核模拟机,其特征是: 数据库模块包括试题数据库模块和学员信息库模块。
8、 根据权利要求7所述的工业锅炉实际操作培训考核模拟机,其特征是: 试题数据库模块包括试题数据库扩充模块和试题数据库编辑模块。
9、 根据权利要求7所述的工业锅炉实际操作培训考核模拟机,其特征是:学员信息库模块包括新学员信息录入模块和学员档案查询模块。
10、根据权利要求5所述的工业锅炉实际操作培训考核模拟机,其特征是:学员自训练模块与数据库模块中的试题数据库模块互通,为组巻练习模块、 单题练习模块或工业锅炉功能演示模块中的一种的多种。
全文摘要
本发明涉及锅炉司炉人员培训考核系统,工业锅炉实际操作培训考核模拟机,主要由模拟样机及计算机系统组成,模拟样机机体及内部结构为实际锅炉按比例缩小,在机体上培训考核的控点上装有可供操作部件及信号采集装置,操件部件发出信号由信号采集装置采集控点信号,然后将控点信号经控制系统转换后传递至计算机系统。本发明突出了工业锅炉故障排除操作和应急处理能力(培训)考核功能的模拟机。它实现了对锅炉出现故障司炉人员应急处理、排除操作能力的考核;拥有一套能够覆盖锅炉在运行中安全附件操作、负荷调节操作和故障排除操作方面的试题库;拥有一套与之配套的专用培训软件,该软件能够控制本模拟机上控点显示相应状态,并能够接受模拟机反馈的信号进行相应的处理,软件实现了自由扩展考题的功能,扩展的考题能够直接在模拟机上进行考核操作。
文档编号G09B25/02GK101174370SQ20071015843
公开日2008年5月7日 申请日期2007年11月20日 优先权日2007年11月20日
发明者刘庆峰, 刘玉文, 周一卉, 孙旭东, 宫俱岭, 李鸿雁, 杨德胜, 蒲建国, 斌 薛, 宁 郑 申请人:大连市锅炉压力容器检验研究所;三浦工业株式会社

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