專利名稱：化工過程安全控制仿真培訓(xùn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種可以進(jìn)行化工過程模擬、故障診斷的仿真試驗(yàn)平臺(tái)，具體說是一種化工過程安全控制仿真培訓(xùn)裝置。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)化工行業(yè)員工的生產(chǎn)操作培訓(xùn)，一般通過仿真培訓(xùn)完成。已有的動(dòng)態(tài)模擬軟件ASPENTECH公司的HYSYS PLANT時(shí)間變量引入系統(tǒng)，它將穩(wěn)態(tài)系統(tǒng)、控制理論、動(dòng)態(tài)化工及熱力學(xué)模型，動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)處理有機(jī)地結(jié)合起來，可以在該軟件上面進(jìn)行開停車模擬和動(dòng)態(tài)模擬。仿真培訓(xùn)系統(tǒng)以實(shí)際裝置為仿真對(duì)象，通過組態(tài)，可以逼真地模擬完成實(shí)際工藝的開停車控制操作。但傳統(tǒng)的操作員培訓(xùn)只對(duì)操作員進(jìn)行工藝的開停車培訓(xùn)，操作員只能按照規(guī)定的開停車步驟，在仿真軟件上進(jìn)行開停車訓(xùn)練。這種培訓(xùn)方式對(duì)于培訓(xùn)操作員怎樣開停車是可以的，但對(duì)怎樣維持工藝的正常生產(chǎn)狀況，或者一旦裝置出現(xiàn)異常怎樣定位裝置的異常原因，并快速的給與處理沒有解決。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明包括仿真與動(dòng)態(tài)模擬軟件的操作臺(tái)，顯示器與診斷系統(tǒng)以及相應(yīng)的電源。其特征是它還包括操作臺(tái)內(nèi)的帶驅(qū)動(dòng)控制軟件的計(jì)算機(jī)和操作臺(tái)兩側(cè)設(shè)置的開關(guān)量操作站和模擬量操作站，開關(guān)量操作站和模擬量操作站通過RS-485協(xié)議和操作臺(tái)內(nèi)的帶驅(qū)動(dòng)控制軟件的計(jì)算機(jī)通訊。
上述的開關(guān)量操作站包括若干結(jié)構(gòu)相同的集成電路及與其相連的液晶和按鈕，集成電路通過485通訊線和其他集成電路連接。開關(guān)量操作站有結(jié)構(gòu)相同的集成電路多達(dá)幾十個(gè)，本發(fā)明共有56個(gè)集成電路，也可以更多。
上述的模擬量操作站包括若干結(jié)構(gòu)相同的集成電路及與其相連的的液晶和觸摸按鍵，集成電路通過485通訊線和其他集成電路連接。模擬量操作站也有結(jié)構(gòu)相同的集成電路多達(dá)幾十個(gè)，本發(fā)明也有56個(gè)集成電路，也可以更多。
本發(fā)明可以幫助操作員更好的理解參數(shù)之間的邏輯關(guān)系，對(duì)于提高操作員的實(shí)際操作能力和處理異常的能力都有很大的幫助。


圖1本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2本發(fā)明的電連接示意圖。
圖3本發(fā)明集成電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)控制軟件流程圖。
其中1、開關(guān)量操作站，2液晶，3按鈕，4顯示器，5計(jì)算機(jī)，6模擬量操作站，7操作臺(tái)，8觸摸按鍵，9鍵盤，10集成電路，11通訊接口，12電源，13撥碼開關(guān)，14單片機(jī)，15電阻排，16驅(qū)動(dòng)對(duì)象接口，17譯碼器，18 485接口芯片。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明包括仿真與動(dòng)態(tài)模擬軟件的操作臺(tái)7，顯示器4與診斷系統(tǒng)以及相應(yīng)的電源12，其特征是它還包括操作臺(tái)7內(nèi)的帶驅(qū)動(dòng)控制軟件的計(jì)算機(jī)5和操作臺(tái)7兩側(cè)設(shè)置的開關(guān)量操作站1與模擬量操作站6，開關(guān)量操作站1和模擬量操作站6通過RS-485協(xié)議和操作臺(tái)7內(nèi)的計(jì)算機(jī)5通訊。
上述的開關(guān)量操作站1包括若干由集成電路10相連的液晶2和按鈕3組成的功能單元，集成電路10通過485通訊協(xié)議串接在485通訊線路L上，其它集成電路采用同樣的方式傳接在485通訊干路L上，485通訊干路L和485通訊接口11相連，485通訊接11安裝在計(jì)算機(jī)5內(nèi)，用于集成電路和驅(qū)動(dòng)控制軟件通訊的接口。電源12給計(jì)算機(jī)5和集成電路供電。集成電路包括撥碼開關(guān)13，89S52單片機(jī)14，10K的電阻排15，驅(qū)動(dòng)對(duì)象接口16，74LS138 3-8譯碼器17，485接口芯片DS75156B 18，電源通過10K電阻排15的管腳1給單片機(jī)14供電，撥碼開關(guān)13的管腳10、9、8、7、6管腳分別連接單片機(jī)14的1、2、3、4、5管腳用于設(shè)定集成電路的地址，485接口芯片18管腳2、3通過10K電阻排15的管腳8連接單片機(jī)的管腳7用于單片機(jī)14和裝在計(jì)算機(jī)5內(nèi)的驅(qū)動(dòng)控制軟件通訊，每個(gè)單片機(jī)14通過譯碼器17驅(qū)動(dòng)4塊液晶2，該譯碼器17的型號(hào)為74LS138，單片機(jī)14型號(hào)為89S52，單片機(jī)14的26、27、28管腳和17的1、2、3管腳相連，譯碼器17的管腳13、14、15、16分別和4塊液晶2的管腳6相連，作為液晶的使能端，一旦該使能端為高電平，表示選中的為該片液晶，液晶的管腳4連接單片機(jī)的管腳21，液晶的管腳5連接單片機(jī)的管腳22，液晶的管腳15連接單片機(jī)的管腳23，液晶的管腳16連接單片機(jī)的管腳23作為液晶的地址線，單片機(jī)管腳32-39連接液晶的管腳7-13作為液晶的數(shù)據(jù)線，4塊液晶的數(shù)據(jù)線和地址線連在一起分別接單片機(jī)的，至于那片液晶顯示數(shù)據(jù)靠液晶2的管腳6決定，驅(qū)動(dòng)對(duì)象接口16用于驅(qū)動(dòng)按鈕。現(xiàn)場(chǎng)開關(guān)量操作站1提供對(duì)開關(guān)量設(shè)備的模擬操作環(huán)境，例如泵、電磁閥等。位于操作臺(tái)的兩側(cè)，液晶顯示所模擬的開關(guān)量的位號(hào)，按鈕代表開關(guān)量本身，按鈕上面的指示燈代表開關(guān)量的當(dāng)前狀態(tài)，指示燈亮代表該參數(shù)處于運(yùn)行狀態(tài)；指示燈熄滅代表該參數(shù)處于停止?fàn)顟B(tài)。手動(dòng)按下按鈕可以改變參數(shù)的當(dāng)前狀態(tài)。
上述的模擬量操作站6也是有若干由集成電路10相連的液晶2和觸摸按鍵8組成的功能單元組成，模擬量操作站內(nèi)的集成電路大致和開關(guān)量操作站1內(nèi)的集成電路10一樣，不同的是驅(qū)動(dòng)對(duì)象接口16與單片機(jī)14的連接方式不一樣，開關(guān)量操作站中集成電路10中的驅(qū)動(dòng)對(duì)象接口16的管腳1、2、3、4分別連接單片機(jī)14的25、26、27、28引腳，用作電源驅(qū)動(dòng)和開關(guān)量通訊，模擬量操作站中集成電路10種的驅(qū)動(dòng)接口16的管腳1、2、3、4分別連接單片機(jī)14的25、26、29、30引腳用作提供電源和模擬量通訊。液晶顯示儀表的位號(hào)和當(dāng)前儀表的數(shù)值。四個(gè)觸摸按鍵用于改變儀表的當(dāng)前數(shù)值。四個(gè)觸摸按鍵分別代表增加、快增、減少、快減，每按下一次增加鍵，儀表的數(shù)值會(huì)增加儀表量程的1％，快增會(huì)增加5％，減少鍵會(huì)減少1％，快減鍵會(huì)減少5％。改變后的數(shù)值回傳到動(dòng)態(tài)模擬軟件中，從而工藝偏離正常情況。
上述的計(jì)算機(jī)5內(nèi)有一個(gè)驅(qū)動(dòng)各個(gè)集成電路10通訊的控制軟件，該驅(qū)動(dòng)軟件的程序的工作流程如圖4所示，驅(qū)動(dòng)控制軟件用于建立動(dòng)態(tài)模擬軟件和液晶2顯示、按鈕、觸摸按鍵的對(duì)應(yīng)關(guān)系以及作為它們之間的數(shù)據(jù)的橋梁，在建立驅(qū)動(dòng)控制軟件和動(dòng)態(tài)模擬軟件之間通訊之前，首先要在驅(qū)動(dòng)控制軟件中指定對(duì)應(yīng)與集成電路10上的撥碼開關(guān)13，指定該液晶和按鈕或觸摸按鍵所代表的動(dòng)態(tài)模擬軟件中的參數(shù)的ID號(hào)，這樣就把液晶和按鈕或觸摸按鍵和動(dòng)態(tài)模擬軟件中特定的參數(shù)關(guān)聯(lián)起來了。在進(jìn)行完上述的液晶地址組態(tài)后，建立驅(qū)動(dòng)控制軟件和動(dòng)態(tài)模擬軟件之間的通訊關(guān)系，一旦建立成功，驅(qū)動(dòng)控制軟件的數(shù)據(jù)調(diào)度就會(huì)根據(jù)液晶組態(tài)要求，取回相應(yīng)的參數(shù)的值，同時(shí)把這些值按照液晶的組態(tài)地址發(fā)送到相應(yīng)的液晶顯示，單片機(jī)在獲取并顯示驅(qū)動(dòng)控制軟件傳送的數(shù)據(jù)的同時(shí)，還不斷輪詢檢查被驅(qū)動(dòng)的液晶對(duì)應(yīng)的按鈕或觸摸按鍵的狀態(tài)是否被更改，如果更改，則向驅(qū)動(dòng)控制軟件發(fā)送按鈕或觸摸按鍵的狀態(tài)已被更改的通知，驅(qū)動(dòng)控制軟件的數(shù)據(jù)調(diào)度中心把相應(yīng)地址的按鈕或觸摸按鍵的更改要求會(huì)送到動(dòng)態(tài)模擬軟件，從而實(shí)現(xiàn)拉偏動(dòng)態(tài)模擬軟件的目的。
權(quán)利要求
1.化工過程安全控制仿真培訓(xùn)裝置，包括仿真與動(dòng)態(tài)模擬軟件的操作臺(tái)(7)，顯示器(4)與診斷系統(tǒng)以及相應(yīng)的電源(12)，其特征是它還包括操作臺(tái)(7)內(nèi)的帶驅(qū)動(dòng)控制軟件的計(jì)算機(jī)(5)和操作臺(tái)(7)兩側(cè)設(shè)置的開關(guān)量操作站(1)與模擬量操作站(6)，開關(guān)量操作站(1)和模擬量操作站(6)通過RS-485協(xié)議和操作臺(tái)(7)內(nèi)的計(jì)算機(jī)(5)通訊。
2.如權(quán)利要求1所述的化工過程安全控制仿真培訓(xùn)裝置，其特征是上述的開關(guān)量操作站(1)包括若干結(jié)構(gòu)相同的集成電路(10)及與相連的液晶(2)和按鈕(3)，集成電路(10)通過485通訊協(xié)議串接在485通訊線上，485通訊線和485通訊接口(11)相連，485接口(11)安裝在計(jì)算機(jī)(5)內(nèi)。
3.如權(quán)利要求1所述的化工過程安全控制仿真培訓(xùn)裝置，其特征是上述的模擬量操作站(6)包括若干結(jié)構(gòu)相同的集成電路(10)及與相連的液晶(2)和觸摸按鍵(8)，集成電路(10)通過485通訊協(xié)議串接在485通訊線上，485通訊線和485通訊接口(11)相連，485接口(11)安裝在計(jì)算機(jī)(5)內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種化工過程安全控制仿真培訓(xùn)裝置，包括仿真與動(dòng)態(tài)模擬軟件的操作臺(tái)，顯示器與診斷系統(tǒng)以及相應(yīng)的電源。其特征是它還包括操作臺(tái)內(nèi)的帶驅(qū)動(dòng)控制軟件的計(jì)算機(jī)和操作臺(tái)兩側(cè)設(shè)置的開關(guān)量操作站和模擬量操作站，開關(guān)量操作站和模擬量操作站通過RS－485協(xié)議和操作臺(tái)內(nèi)的帶驅(qū)動(dòng)控制軟件的計(jì)算機(jī)通訊。上述的開關(guān)量操作站由若干與集成電路相連的液晶和按鈕組成的功能單元組成，集成電路通過485通訊線和其他集成電路連接。上述的模擬量操作站與開關(guān)量操作站結(jié)構(gòu)基本相同。該發(fā)明可以幫助操作員更好的理解參數(shù)之間的邏輯關(guān)系，對(duì)于提高操作員的實(shí)際操作能力和處理異常的能力都有很大的幫助。
文檔編號(hào)G06F19/00GK1801134SQ20051010451
公開日2006年7月12日 申請(qǐng)日期2005年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2005年11月9日
發(fā)明者姜春明, 張衛(wèi)華, 吳重光, 王春利, 姜巍巍 申請(qǐng)人:中國石油化工股份有限公司