專利名稱：一種化工操作實(shí)訓(xùn)裝置的控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種化工操作實(shí)訓(xùn)裝置的控制系統(tǒng)，主要用于化工行業(yè)學(xué)員的崗位職 業(yè)能力的訓(xùn)練和考核。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)化工行業(yè)學(xué)員的崗位職業(yè)能力的訓(xùn)練，一般通過頂崗實(shí)習(xí)完成，而化工 行業(yè)的高安全性要求和連續(xù)性生產(chǎn)特點(diǎn)決定了新學(xué)員在頂崗實(shí)習(xí)時很難獲得實(shí)際操作機(jī) 會；相應(yīng)的考核也只能靠書面試題為主，不能真實(shí)反映學(xué)員的崗位職業(yè)能力水平。國內(nèi)也有通過化工仿真軟件訓(xùn)練學(xué)員的崗位職業(yè)能力，但仿真軟件不能提供真實(shí) 工廠情境，不能觀察現(xiàn)場情況，不能進(jìn)行現(xiàn)場操作，無法提高學(xué)員的安全環(huán)保意識和職業(yè)素 質(zhì)，學(xué)員很少遇到故障導(dǎo)致故障處理能力不能提高、已發(fā)生狀況不能再現(xiàn)并操作。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種可保證化工行業(yè)學(xué)員培訓(xùn) 安全、能有效提高學(xué)員實(shí)際操作及故障處理能力的一種化工操作實(shí)訓(xùn)裝置的控制系統(tǒng)。本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的
一種化工操作實(shí)訓(xùn)裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括工程師站、教師站、學(xué)員站、0PC 服務(wù)器、控制系統(tǒng)和化工單元，其中，教師站和學(xué)員站連通，而工程師站、教師站和學(xué)員站則 通過以太網(wǎng)與0PC服務(wù)器連接，0PC服務(wù)器同時通過工業(yè)以太網(wǎng)與控制系統(tǒng)連接，而控制 系統(tǒng)則與化工單元連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。進(jìn)一步，所述的化工單元包括制動閥門、測量儀表、開關(guān)起停按鈕和手動閥門，其 中，控制系統(tǒng)與制動閥門、測量儀表、開關(guān)起停按鈕和手動閥門進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而所述的測 量儀表包括數(shù)字化智能儀表和模擬儀表。此外，上述的控制系統(tǒng)還包括FCS控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)和DCS控制系統(tǒng)，其中， FCS控制系統(tǒng)連接數(shù)字化智能儀表，而PLC控制系統(tǒng)和DCS控制系統(tǒng)則連接模擬儀表。而上述的開關(guān)起停按鈕和手動閥門中則設(shè)置有行程轉(zhuǎn)換裝置，行程轉(zhuǎn)換裝置通過 變送模塊將開關(guān)起停按鈕和手動閥門的輸入信號以模擬量信號的方式傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)。另外，教師站內(nèi)還具有故障設(shè)置模塊，且故障設(shè)置模塊可以為閥卡故障模塊、泵氣 縛故障模塊或氣蝕故障模塊。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明所述的控制系統(tǒng)不僅能夠使得學(xué)員在化工實(shí)訓(xùn)過程 中，不僅能夠避免安全隱患問題，還能進(jìn)行實(shí)際操作，提高學(xué)員的實(shí)際操作水平，同時本發(fā) 明還能夠設(shè)置故障，因此可以增強(qiáng)學(xué)員的解決實(shí)際操作中出現(xiàn)的各種問題，此外，由于本發(fā) 明所述的現(xiàn)場設(shè)備中沒有物料，因此降低了運(yùn)行成本。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中主要附圖標(biāo)記含義為
1、工程師站 2、教師站3、學(xué)員站 4、0PC服務(wù)器
5、.FCS控制系統(tǒng)6、PLC控制系統(tǒng)7、DCS控制系統(tǒng)8、制動閥門
9、測量儀表 10、開關(guān)起停按鈕11、手動閥門 12、以太網(wǎng) 13、工業(yè)以太網(wǎng) 14、化工單元。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖，詳細(xì)說明本發(fā)明的
具體實(shí)施例方式
圖1為本發(fā)明一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示化工操作實(shí)訓(xùn)裝置的控制系統(tǒng)，包括工程師站1、教師站2、學(xué)員站3、 0PC服務(wù)器4、控制系統(tǒng)和化工單元，工程師站1用于組態(tài)和監(jiān)控及數(shù)據(jù)采集(SCADA)系統(tǒng)； 教師站2用于管理學(xué)員站3，包括學(xué)員登錄管理、實(shí)訓(xùn)任務(wù)分配、考核任務(wù)分配；學(xué)員站3用 于學(xué)員訓(xùn)練及考核；0PC服務(wù)器4用于工程師站1、教師站2、學(xué)員站3與控制系統(tǒng)間的數(shù)據(jù) 傳輸；控制系統(tǒng)用于現(xiàn)場化工單元中的測量儀表9、閥門等的數(shù)據(jù)傳輸；其中，教師站2和 學(xué)員站3連通，而工程師站1、教師站2和學(xué)員站3則通過以太網(wǎng)12與0PC服務(wù)器4連接， 0PC服務(wù)器4同時通過工業(yè)以太網(wǎng)13與控制系統(tǒng)連接，而控制系統(tǒng)則與化工單元連接并進(jìn) 行數(shù)據(jù)傳輸。其中，化工單元包括制動閥門8、測量儀表9、開關(guān)起停按鈕10和手動閥門11，其 中，控制系統(tǒng)與制動閥門8、測量儀表9、開關(guān)起停按鈕10和手動閥門11進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，而 所述的測量儀表9包括數(shù)字化智能儀表和模擬儀表。而上述的控制系統(tǒng)還包括FCS控制系統(tǒng)5、PLC控制系統(tǒng)6和DCS控制系統(tǒng)7，其 中，F(xiàn)CS控制系統(tǒng)5連接數(shù)字化智能儀表，而PLC控制系統(tǒng)6和DCS控制系統(tǒng)7則連接模擬 儀表。而上述的開關(guān)起停按鈕10和手動閥門11中則設(shè)置有行程轉(zhuǎn)換裝置，行程轉(zhuǎn)換裝 置通過變送模塊將開關(guān)起停按鈕10和手動閥門11的輸入信號以模擬量信號的方式傳輸?shù)?控制系統(tǒng)，即開關(guān)起停按鈕10可將開關(guān)信號送至教師站2和/或?qū)W員站3模擬計算軟件； 手動閥門11可將開關(guān)信號或開度信號送至教師站2和/或?qū)W員站3模擬計算軟件；教師 站2和/或?qū)W員站3模擬計算軟件根據(jù)操作信息計算出工藝參數(shù)，送至現(xiàn)場儀表顯示，所以 現(xiàn)場儀表顯示的并非真實(shí)檢測數(shù)據(jù)；教師站2和/或?qū)W員站3同時可以計算并設(shè)置制動閥 門8的開度，如手動閥門11可將開關(guān)信號或開度信號送至教師站2和/或?qū)W員站3模擬計 算軟件，閥位顯示時，利用標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號傳送至DCS控制系統(tǒng)，模擬量信號的獲得是將手 動閥門11的行程由直行程轉(zhuǎn)變?yōu)榻切谐?齒輪的齒數(shù)要經(jīng)過計算)，然后通過專門的變送模 塊的轉(zhuǎn)換變成標(biāo)準(zhǔn)的模擬量信號(變送模塊的供電是安全的24V DC,輸出的信號是標(biāo)準(zhǔn)的 4——20mA DC),同時在回路中串聯(lián)一只數(shù)顯表用于現(xiàn)場進(jìn)行指示。上述的測量儀表9并沒有進(jìn)行真正的測量，其顯示的數(shù)據(jù)來自于模擬計算軟件。 這些測量儀表9包括經(jīng)過改造的溫度、壓力、流量、液位顯示儀表。另外，教師站2內(nèi)還具有故障設(shè)置模塊，且故障設(shè)置模塊可以為閥卡故障模塊、泵 氣縛故障模塊或氣蝕故障模塊，可以為學(xué)員設(shè)置閥卡故障，即學(xué)員站3閥位顯示正常而現(xiàn) 場閥位不能變化；泵氣縛故障或氣蝕故障等，即泵內(nèi)揚(yáng)聲器發(fā)出相應(yīng)噪音，以提高學(xué)員的解決問題的能力。此外，本發(fā)明具有可伸縮性，各個化工單元14之間既可相互關(guān)聯(lián)聯(lián)合運(yùn)行，又可 相互獨(dú)立獨(dú)立運(yùn)行，使用哪種方式由教師站2設(shè)置。以上已以較佳實(shí)施例公開了本發(fā)明，然其并非用以限制本發(fā)明，凡采用等同替換 或者等效變換方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種化工操作實(shí)訓(xùn)裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括工程師站、教師站、學(xué)員站、OPC服務(wù)器、控制系統(tǒng)和化工單元，其中，教師站和學(xué)員站連通，而工程師站、教師站和學(xué)員站則通過以太網(wǎng)與OPC服務(wù)器連接， OPC服務(wù)器同時通過工業(yè)以太網(wǎng)與控制系統(tǒng)連接，而控制系統(tǒng)則與化工單元連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化工操作實(shí)訓(xùn)裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的化 工單元包括制動閥門、測量儀表、開關(guān)起停按鈕和手動閥門，其中，控制系統(tǒng)與制動閥門、測 量儀表、開關(guān)起停按鈕和手動閥門進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種化工操作實(shí)訓(xùn)裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的測 量儀表包括數(shù)字化智能儀表和模擬儀表。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種化工操作實(shí)訓(xùn)裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的控 制系統(tǒng)包括FCS控制系統(tǒng)、PLC控制系統(tǒng)和DCS控制系統(tǒng)，其中，F(xiàn)CS控制系統(tǒng)連接數(shù)字化智 能儀表，而PLC控制系統(tǒng)和DCS控制系統(tǒng)則連接模擬儀表。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的化工操作實(shí)訓(xùn)裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的開關(guān)起 停按鈕和手動閥門中設(shè)置有行程轉(zhuǎn)換裝置，行程轉(zhuǎn)換裝置通過變送模塊將開關(guān)起停按鈕和 手動閥門的輸入信號以模擬量信號的方式傳輸?shù)娇刂葡到y(tǒng)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種化工操作實(shí)訓(xùn)裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的教 師站內(nèi)具有故障設(shè)置模塊。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種化工操作實(shí)訓(xùn)裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的故 障設(shè)置模塊為閥卡故障模塊、泵氣縛故障模塊或氣蝕故障模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種化工操作實(shí)訓(xùn)裝置的控制系統(tǒng)，其特征在于，包括工程師站、教師站、學(xué)員站、OPC服務(wù)器、控制系統(tǒng)和化工單元，其中，教師站和學(xué)員站連通，而工程師站、教師站和學(xué)員站則通過以太網(wǎng)與OPC服務(wù)器連接，OPC服務(wù)器同時通過工業(yè)以太網(wǎng)與控制系統(tǒng)連接，而控制系統(tǒng)則與化工單元連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。本發(fā)明所述的控制系統(tǒng)不僅能夠使得學(xué)員在化工實(shí)訓(xùn)過程中，不僅能夠避免安全隱患問題，還能進(jìn)行實(shí)際操作，提高學(xué)員的實(shí)際操作水平，同時本發(fā)明還能夠設(shè)置故障，因此可以增強(qiáng)學(xué)員的解決實(shí)際操作中出現(xiàn)的各種問題，此外，由于本發(fā)明所述的現(xiàn)場設(shè)備中沒有物料，因此降低了運(yùn)行成本。
文檔編號G09B9/00GK101980320SQ20101055919
公開日2011年2月23日 申請日期2010年11月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月25日
發(fā)明者周靈丹, 孫海燕, 季錦林, 楊宇, 林木森, 湯立新, 石榮榮, 蔣麗芬, 蔡源, 許寧 申請人:南京化工職業(yè)技術(shù)學(xué)院