一種國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合模擬訓(xùn)練裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合模擬訓(xùn)練裝置，包括與中心監(jiān)控計算機相連的環(huán)境監(jiān)控PLC控制器和電力綜合測試儀；環(huán)境監(jiān)控PLC控制器上連接有普通溫濕度傳感器、防爆溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、壓差開關(guān)、超聲波傳感器以及測控用繼電器；電力綜合測試儀上連接有電流互感器。本實用新型采用總線體系結(jié)構(gòu)將國防工程保障系統(tǒng)中的環(huán)境監(jiān)控、電力監(jiān)控、給排水監(jiān)控等子系統(tǒng)與測控對象整合于一體，構(gòu)成各保障要素綜合自動化控制實訓(xùn)平臺，不僅具備基本的理論示教、操作訓(xùn)練功能，同時還具有安裝接線、系統(tǒng)調(diào)試、故障排除、技能考核等功能，適合多批次、多人次頻繁使用，可有效滿足國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的教學(xué)考核要求。
【專利說明】一種國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合模擬訓(xùn)練裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型屬于智能建筑樓宇自控系統(tǒng)教學(xué)用具【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種樓宇設(shè)備自動監(jiān)控系統(tǒng)，具體涉及一種國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合模擬訓(xùn)練裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著樓宇自控系統(tǒng)在國防工程領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，對從事該系統(tǒng)工程設(shè)計、安裝調(diào)試、操作使用、維護修理的人才需求日益顯著。同時，隨著軍隊士兵職業(yè)技能鑒定工種“綜合信息管理系統(tǒng)操作員”培訓(xùn)和士兵職業(yè)技能鑒定工作的開展，越來越多的專業(yè)技術(shù)士官和軍隊培訓(xùn)鑒定機構(gòu)對相關(guān)教學(xué)培訓(xùn)和技能鑒定裝置的需求也愈發(fā)強烈。目前市場上已有各式樓宇自控系統(tǒng)實訓(xùn)裝置，但民用樓宇自控系統(tǒng)的監(jiān)控對象、監(jiān)控內(nèi)容和運行方式與國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)差別較大，且民用樓宇自控系統(tǒng)實訓(xùn)裝置多數(shù)為示教類實驗臺，僅能滿足設(shè)備認(rèn)知、操作使用技能的培訓(xùn)，對于最需要的安裝接線、系統(tǒng)調(diào)試和故障排除等實踐操作技能難以培養(yǎng)。雖然個別實訓(xùn)裝置具備安裝、接線和故障設(shè)置功能，但安裝接線一般采用二次接線端子，若多輪次、多班級、多人次頻繁使用，極易造成設(shè)備損壞；故障設(shè)置功能僅能完成線路的短路與斷路等簡單故障設(shè)置，不能適應(yīng)國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)教學(xué)考核的要求。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型的目的在于解決上述問題，提供一種國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合模擬訓(xùn)練裝置，該裝置具備“理論教學(xué)、操作使用、故障排除、安裝調(diào)試和考核鑒定”五項訓(xùn)練功能，具有“正常、安裝、故障、聯(lián)網(wǎng)”四種工作模式，可直觀形象地展示國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)、給排水監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計、安裝、調(diào)試、操作、維修等全過程。
[0004]為達到上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:包括均與網(wǎng)絡(luò)交換機相交互的中心監(jiān)控計算機、環(huán)境監(jiān)控PLC控制器以及電力綜合測試儀；其中，環(huán)境監(jiān)控PLC控制器上連接有溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、超聲波傳感器、壓差開關(guān)以及測控用繼電器；繼電器的輸出端與環(huán)境監(jiān)控、電力監(jiān)控、給排水監(jiān)控子系統(tǒng)模擬屏的受控設(shè)備相連，環(huán)境監(jiān)控、電力監(jiān)控、給排水監(jiān)控子系統(tǒng)模擬屏的狀態(tài)反饋設(shè)備連接到環(huán)境監(jiān)控PLC控制器上；電力綜合測試儀上連接有電流互感器。
[0005]所述的中心監(jiān)控計算機上連接有液晶顯示器、鼠標(biāo)以及鍵盤。
[0006]所述的環(huán)境監(jiān)控PLC控制器直接與中心監(jiān)控計算機聯(lián)網(wǎng)。
[0007]所述的電力綜合測試儀通過串口服務(wù)器與中心監(jiān)控計算機交互。
[0008]所述的溫濕度傳感器包括普通溫濕度傳感器和防爆溫濕度傳感器。
[0009]所述的防爆溫濕度傳感器通過安全柵隔離后接入環(huán)境監(jiān)控PLC控制器。
[0010]整個國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合模擬訓(xùn)練裝置采用立式柜體結(jié)構(gòu)，包括前面板、后背板、照明燈、電器插座和電源開關(guān)，中心監(jiān)控計算機外置式安裝；前面板上部為典型國防工程防護通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)模擬屏，包括按鈕、指示燈、轉(zhuǎn)換開關(guān)、乒乓開關(guān)及顯示儀表；中部為環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，包括環(huán)境監(jiān)控PLC控制器、繼電器、傳感器、電位器、轉(zhuǎn)換開關(guān)；下部一側(cè)為電力監(jiān)控系統(tǒng)，包括電力綜合測試儀；另一側(cè)為給排水監(jiān)控系統(tǒng)，包括超聲波傳感器以及模擬水泵；前面板上設(shè)有若干個插孔式連接端子；后背板上包括變壓器、電流互感器并設(shè)有二次接線端子；環(huán)境監(jiān)控PLC控制器、普通溫濕度傳感器、防爆溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、壓差開關(guān)、超聲波傳感器以及被控模擬設(shè)備的I/O接口均通過二次接線端子引至相應(yīng)的插孔式連接端子上。
[0011]所述的前面板上還設(shè)有能夠用機械鎖開啟的遮蔽式故障設(shè)置箱，故障設(shè)置箱內(nèi)部裝有若干故障設(shè)置開關(guān)，故障設(shè)置開關(guān)串聯(lián)在各設(shè)備之間的電氣連接線路上。
[0012]相對于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型具有以下有益效果:
[0013]本實用新型將環(huán)境監(jiān)控PLC控制器、電力綜合測試儀以及中心監(jiān)控計算機通過網(wǎng)絡(luò)交換機連接到一起，將用于理論示教以及用于操作訓(xùn)練的功能模塊安裝在一起，不僅具備基本的理論示教、操作訓(xùn)練功能，同時還具有安裝接線、系統(tǒng)調(diào)試、故障排除、技能考核等功能，適合多批次、多人次頻繁使用，可有效滿足國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的教學(xué)考核要求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1為本實用新型的原理圖；
[0015]圖2為本實用新型的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本實用新型插接孔接線示例圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，對本實用新型做進一步詳細(xì)的說明:
[0018]參見圖1，本實用新型包括均與網(wǎng)絡(luò)交換機相交互的中心監(jiān)控計算機、環(huán)境監(jiān)控PLC控制器以及電力綜合測試儀；中心監(jiān)控計算機上連接有液晶顯示器、鼠標(biāo)以及鍵盤。環(huán)境監(jiān)控PLC控制器直接與中心監(jiān)控計算機聯(lián)網(wǎng)。其中，環(huán)境監(jiān)控PLC控制器上連接有溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、超聲波傳感器、壓差開關(guān)以及測控用繼電器；溫濕度傳感器包括普通溫濕度傳感器和防爆溫濕度傳感器。防爆溫濕度傳感器通過安全柵隔離后接入環(huán)境監(jiān)控PLC控制器。繼電器的輸出端與環(huán)境監(jiān)控、電力監(jiān)控、給排水監(jiān)控子系統(tǒng)模擬屏的受控設(shè)備相連，環(huán)境監(jiān)控、電力監(jiān)控、給排水監(jiān)控子系統(tǒng)模擬屏的狀態(tài)反饋設(shè)備連接到環(huán)境監(jiān)控PLC控制器上；電力綜合測試儀通過串口服務(wù)器與中心監(jiān)控計算機交互，電力綜合測試儀上連接有電流互感器。
[0019]如圖2所示，本實用新型采用立式柜體結(jié)構(gòu)，前面板上部為典型國防工程防護通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)模擬屏，安裝有按鈕、指示燈、轉(zhuǎn)換開關(guān)、乒乓開關(guān)及顯示儀表。按鈕用于模擬手動控制通風(fēng)空調(diào)設(shè)備啟停，指示燈用于顯示設(shè)備工作狀態(tài)，轉(zhuǎn)換開關(guān)用于實現(xiàn)手動和自動工作模式之間的切換，乒乓開關(guān)用于人工模擬設(shè)備故障狀態(tài)，顯示儀表用于溫度、濕度、二氧化碳濃度等參數(shù)的實時顯示；中部為環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，安裝有環(huán)境監(jiān)控PLC控制器、繼電器、傳感器、安全柵、電位器、轉(zhuǎn)換開關(guān)等設(shè)備。環(huán)境監(jiān)控PLC控制器包括CPU模塊、電源模塊、Al模塊、DI模塊、DO模塊，傳感器包括普通溫濕度傳感器、防爆溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器和壓差開關(guān)，通過轉(zhuǎn)換開關(guān)實現(xiàn)真實傳感器信號與模擬電位器信號之間的切換以模擬陣地環(huán)境參數(shù)變化；左下部為電力監(jiān)控系統(tǒng)，安裝有電力綜合測試儀，用于實時顯示電網(wǎng)電壓和電流；右下部為給排水監(jiān)控系統(tǒng)，安裝有超聲波傳感器、模擬水泵等設(shè)備，通過人工改變超聲波傳感器的遮擋距離，模擬國防工程內(nèi)部水庫液位控制、污水池液位監(jiān)控過程；前面板上印制有典型國防工程防護通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)、電力監(jiān)控系統(tǒng)和給排水監(jiān)控系統(tǒng)原理圖，布設(shè)各設(shè)備I/O接口插孔式連接端子，各插孔連接端子周圍附有I/O接口名稱及符號標(biāo)識；在前面板上安裝有遮蔽式故障設(shè)置箱，且可用機械鎖開啟，故障設(shè)置箱內(nèi)部裝有若干故障設(shè)置開關(guān)，故障設(shè)置開關(guān)串聯(lián)在各設(shè)備之間的電氣連接線路上；后背板上設(shè)有二次接線端子排，所述設(shè)備的I/o接口均通過二次接線端子從后背板引至前面板相應(yīng)插孔式連接端子。
[0020]本實用新型共設(shè)8路A1、5路D1、7路DO插接信號和故障點，其中溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器和超聲波傳感器共8路Al (將傳感器與模擬電位器視為一整體)，壓差開關(guān)I路DI，模擬屏4路DI (除濕機、加熱器狀態(tài)，除濕機、加熱器故障)；模擬屏6路DO (清潔風(fēng)機、除濕機、加熱器、送風(fēng)機、回風(fēng)機、排風(fēng)機控制)，水泵控制I路D0。前面板上的所有插接孔均有預(yù)接線，當(dāng)故障設(shè)置箱中的開關(guān)打到“正?！眰?cè)時，插接孔無效，系統(tǒng)處于“正?！蹦Ｊ?；當(dāng)開關(guān)打到“故障”側(cè)時，插接孔有效，系統(tǒng)處于“安裝”模式，可通過插接孔連接各設(shè)備。如圖3所示，對于DI信號，設(shè)備旁“NO”和“COM”分別接至PLC側(cè)的“ + ”和“一”;對于DO信號，需要對控制回路供電，所以電源“L”必須接PLC側(cè)“NO”，PLC側(cè)“COM”和電源“N”分別接至設(shè)備旁的“L”和“N” ;對于Al信號，將傳感器側(cè)的“信號(如溫度)”和“GND”分別接至PLC側(cè)的“Al*”和“RET”即可。
[0021]本實用新型在前面板上相應(yīng)位置通過插線孔將設(shè)備的各連接點引出，配合故障設(shè)置箱，實現(xiàn)“正常、安裝、故障、聯(lián)網(wǎng)”四種模式的轉(zhuǎn)換。在“正?！蹦Ｊ较?，系統(tǒng)所有硬件連線、軟件配置、程序運行均處于完好狀態(tài)，受訓(xùn)人員在裝置上進行系統(tǒng)正常操作與維護，其中，本實用新型所采用的程序為“浙大中控Open PCS”;在“安裝”模式下，系統(tǒng)的前端器件、控制器等連線全部斷開，受訓(xùn)人員根據(jù)自行設(shè)計的最小系統(tǒng)，通過前面板的插線孔連線，完成系統(tǒng)的安裝過程并調(diào)試通過；在“故障”模式下，通過故障設(shè)置箱預(yù)先設(shè)置硬件故障，或更改系統(tǒng)的軟件參數(shù)設(shè)置軟件故障，受訓(xùn)人員根據(jù)所學(xué)基本原理，利用儀表測量和軟件參數(shù)配置，排除相應(yīng)的故障。在“聯(lián)網(wǎng)”模式下，將本裝置通過以太網(wǎng)與上級綜合管理平臺聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)系統(tǒng)信息的上傳、共享及與其他系統(tǒng)之間的功能聯(lián)動。通過以上四種模式，使受訓(xùn)人員完成系統(tǒng)設(shè)備認(rèn)知、系統(tǒng)操作使用與維護、系統(tǒng)安裝與調(diào)試、系統(tǒng)軟硬件故障判斷與排除，以及系統(tǒng)信息上傳與綜合處理等訓(xùn)練科目，使其達到會操作、會安裝、會調(diào)試、會維修的訓(xùn)練要求。
[0022]本實用新型的工作過程為:溫濕度傳感器實時感應(yīng)環(huán)境參數(shù)變化，變送為標(biāo)準(zhǔn)電壓、電流信號，經(jīng)模擬量輸入模塊傳輸至環(huán)境監(jiān)控PLC控制器，CPU模塊將檢測值與設(shè)定值比較后，控制執(zhí)行器驅(qū)動通風(fēng)空調(diào)設(shè)備，調(diào)節(jié)溫濕度參數(shù)處于設(shè)定范圍。當(dāng)國防工程內(nèi)某區(qū)域濕度超標(biāo)時，環(huán)境監(jiān)控PLC控制器輸出控制指令啟動相關(guān)通風(fēng)空調(diào)設(shè)備除濕；當(dāng)濕度降至正常范圍后，關(guān)閉相關(guān)通風(fēng)空調(diào)設(shè)備。當(dāng)進風(fēng)擴散室中過濾網(wǎng)發(fā)生堵塞時，壓差開關(guān)動作，輸出的開關(guān)量信號經(jīng)數(shù)字量輸入模塊傳輸至環(huán)境監(jiān)控PLC控制器，CPU模塊發(fā)出指令，通過數(shù)字量輸出模塊控制進風(fēng)機停止運行，并將報警狀態(tài)送至綜合管理平臺。超聲波傳感器實時感應(yīng)水庫液位變化，并將其轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)電流信號輸出至環(huán)境監(jiān)控PLC控制器的模擬量輸入模塊，當(dāng)液位低于警戒下限時，CPU模塊輸出指令至數(shù)字量輸出模塊，啟動水泵運行；當(dāng)液位高于警戒上限時，控制水泵停止運行。
[0023]以上說明對本實用新型而言只是說明性的，而非限制性的，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員通過理解，在不脫離所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍情況下，可作出許多修改、變化或等效，但都將落入本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合模擬訓(xùn)練裝置，其特征在于:包括均與網(wǎng)絡(luò)交換機相交互的中心監(jiān)控計算機、環(huán)境監(jiān)控PLC控制器以及電力綜合測試儀；其中，環(huán)境監(jiān)控PLC控制器上連接有溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、超聲波傳感器、壓差開關(guān)以及測控用繼電器；繼電器的輸出端與環(huán)境監(jiān)控、電力監(jiān)控、給排水監(jiān)控子系統(tǒng)模擬屏的受控設(shè)備相連，環(huán)境監(jiān)控、電力監(jiān)控、給排水監(jiān)控子系統(tǒng)模擬屏的狀態(tài)反饋設(shè)備連接到環(huán)境監(jiān)控PLC控制器上；電力綜合測試儀上連接有電流互感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合模擬訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述的中心監(jiān)控計算機上連接有液晶顯示器、鼠標(biāo)以及鍵盤。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合模擬訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述的環(huán)境監(jiān)控PLC控制器直接與中心監(jiān)控計算機聯(lián)網(wǎng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合模擬訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述的電力綜合測試儀通過串口服務(wù)器與中心監(jiān)控計算機交互。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合模擬訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述的溫濕度傳感器包括普通溫濕度傳感器和防爆溫濕度傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合模擬訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述的防爆溫濕度傳感器通過安全柵隔離后接入環(huán)境監(jiān)控PLC控制器。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合模擬訓(xùn)練裝置，其特征在于:整個國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合模擬訓(xùn)練裝置采用立式柜體結(jié)構(gòu)，包括前面板、后背板、照明燈、電器插座和電源開關(guān)，中心監(jiān)控計算機外置式安裝；前面板上部為國防工程防護通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)模擬屏，包括按鈕、指示燈、轉(zhuǎn)換開關(guān)、乒乓開關(guān)及顯示儀表；中部為環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，包括環(huán)境監(jiān)控PLC控制器、繼電器、傳感器、電位器、轉(zhuǎn)換開關(guān)；下部一側(cè)為電力監(jiān)控系統(tǒng)，包括電力綜合測試儀；另一側(cè)為給排水監(jiān)控系統(tǒng)，包括超聲波傳感器以及模擬水泵；前面板上設(shè)有若干個插孔式連接端子；后背板上安裝有變壓器、電流互感器并設(shè)有二次接線端子；環(huán)境監(jiān)控PLC控制器、普通溫濕度傳感器、防爆溫濕度傳感器、二氧化碳傳感器、壓差開關(guān)、超聲波傳感器以及被控模擬設(shè)備的I/O接口均通過二次接線端子引至相應(yīng)的插孔式連接端子上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的國防工程環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)綜合模擬訓(xùn)練裝置，其特征在于:所述的前面板上還設(shè)有能夠用機械鎖開啟的遮蔽式故障設(shè)置箱，故障設(shè)置箱內(nèi)部裝有若干故障設(shè)置開關(guān)，故障設(shè)置開關(guān)串聯(lián)在各設(shè)備之間的電氣連接線路上。
【文檔編號】G09B9/00GK203786925SQ201420013303
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年1月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月9日
【發(fā)明者】王濤, 馮國彥, 李艾華, 石林鎖, 蔡艷平, 姚良 申請人:中國人民解放軍第二炮兵工程大學(xué)