CN101980320A

CN101980320A - 一种化工操作实训装置的控制系统

Info

Publication number: CN101980320A
Application number: CN 201010559193
Authority: CN
Inventors: 杨宇; 许宁; 蒋丽芬; 汤立新; 季锦林; 周灵丹; 石荣荣; 孙海燕; 林木森; 蔡源
Original assignee: Nanjing College of Chemical Technology
Current assignee: Nanjing College of Chemical Technology
Priority date: 2010-11-25
Filing date: 2010-11-25
Publication date: 2011-02-23

Abstract

本发明公开了一种化工操作实训装置的控制系统，其特征在于，包括工程师站、教师站、学员站、OPC服务器、控制系统和化工单元，其中，教师站和学员站连通，而工程师站、教师站和学员站则通过以太网与OPC服务器连接，OPC服务器同时通过工业以太网与控制系统连接，而控制系统则与化工单元连接并进行数据传输。本发明所述的控制系统不仅能够使得学员在化工实训过程中，不仅能够避免安全隐患问题，还能进行实际操作，提高学员的实际操作水平，同时本发明还能够设置故障，因此可以增强学员的解决实际操作中出现的各种问题，此外，由于本发明所述的现场设备中没有物料，因此降低了运行成本。

Description

一种化工操作实训装置的控制系统

技术领域

本发明涉及一种化工操作实训装置的控制系统，主要用于化工行业学员的岗位职业能力的训练和考核。

背景技术

目前国内化工行业学员的岗位职业能力的训练，一般通过顶岗实习完成，而化工行业的高安全性要求和连续性生产特点决定了新学员在顶岗实习时很难获得实际操作机会；相应的考核也只能靠书面试题为主，不能真实反映学员的岗位职业能力水平。

国内也有通过化工仿真软件训练学员的岗位职业能力，但仿真软件不能提供真实工厂情境，不能观察现场情况，不能进行现场操作，无法提高学员的安全环保意识和职业素质，学员很少遇到故障导致故障处理能力不能提高、已发生状况不能再现并操作。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种可保证化工行业学员培训安全、能有效提高学员实际操作及故障处理能力的一种化工操作实训装置的控制系统。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种化工操作实训装置的控制系统，其特征在于，包括工程师站、教师站、学员站、OPC服务器、控制系统和化工单元，其中，教师站和学员站连通，而工程师站、教师站和学员站则通过以太网与OPC服务器连接， OPC服务器同时通过工业以太网与控制系统连接，而控制系统则与化工单元连接并进行数据传输。

进一步，所述的化工单元包括制动阀门、测量仪表、开关起停按钮和手动阀门，其中，控制系统与制动阀门、测量仪表、开关起停按钮和手动阀门进行数据传输，而所述的测量仪表包括数字化智能仪表和模拟仪表。

此外，上述的控制系统还包括FCS控制系统、PLC控制系统和DCS控制系统，其中，FCS控制系统连接数字化智能仪表，而PLC控制系统和DCS控制系统则连接模拟仪表。

而上述的开关起停按钮和手动阀门中则设置有行程转换装置，行程转换装置通过变送模块将开关起停按钮和手动阀门的输入信号以模拟量信号的方式传输到控制系统。

另外，教师站内还具有故障设置模块，且故障设置模块可以为阀卡故障模块、泵气缚故障模块或气蚀故障模块。

本发明的有益效果是：本发明所述的控制系统不仅能够使得学员在化工实训过程中，不仅能够避免安全隐患问题，还能进行实际操作，提高学员的实际操作水平，同时本发明还能够设置故障，因此可以增强学员的解决实际操作中出现的各种问题，此外，由于本发明所述的现场设备中没有物料，因此降低了运行成本。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

图中主要附图标记含义为：

1、工程师站 2、教师站 3、学员站 4、OPC服务器

5、.FCS控制系统 6、PLC控制系统 7、DCS控制系统 8、制动阀门

9、测量仪表 10、开关起停按钮 11、手动阀门 12、以太网

13、工业以太网 14、化工单元。

具体实施方式

下面将结合附图，详细说明本发明的具体实施方式：

图1为本发明一实施例的结构示意图。

如图1所示：化工操作实训装置的控制系统，包括工程师站1、教师站2、学员站3、OPC服务器4、控制系统和化工单元，工程师站1用于组态和监控及数据采集（SCADA）系统；教师站2用于管理学员站3，包括学员登录管理、实训任务分配、考核任务分配；学员站3用于学员训练及考核；OPC服务器4用于工程师站1、教师站2、学员站3与控制系统间的数据传输；控制系统用于现场化工单元中的测量仪表9、阀门等的数据传输；其中，教师站2和学员站3连通，而工程师站1、教师站2和学员站3则通过以太网12与OPC服务器4连接， OPC服务器4同时通过工业以太网13与控制系统连接，而控制系统则与化工单元连接并进行数据传输。

其中，化工单元包括制动阀门8、测量仪表9、开关起停按钮10和手动阀门11，其中，控制系统与制动阀门8、测量仪表9、开关起停按钮10和手动阀门11进行数据传输，而所述的测量仪表9包括数字化智能仪表和模拟仪表。

而上述的控制系统还包括FCS控制系统5、PLC控制系统6和DCS控制系统7，其中，FCS控制系统5连接数字化智能仪表，而PLC控制系统6和DCS控制系统7则连接模拟仪表。

而上述的开关起停按钮10和手动阀门11中则设置有行程转换装置，行程转换装置通过变送模块将开关起停按钮10和手动阀门11的输入信号以模拟量信号的方式传输到控制系统，即开关起停按钮10可将开关信号送至教师站2和/或学员站3模拟计算软件；手动阀门11可将开关信号或开度信号送至教师站2和/或学员站3模拟计算软件；教师站2和/或学员站3模拟计算软件根据操作信息计算出工艺参数，送至现场仪表显示，所以现场仪表显示的并非真实检测数据；教师站2和/或学员站3同时可以计算并设置制动阀门8的开度，如手动阀门11可将开关信号或开度信号送至教师站2和/或学员站3模拟计算软件，阀位显示时，利用标准模拟量信号传送至DCS控制系统，模拟量信号的获得是将手动阀门11的行程由直行程转变为角行程（齿轮的齿数要经过计算），然后通过专门的变送模块的转换变成标准的模拟量信号（变送模块的供电是安全的24V DC, 输出的信号是标准的4——20mA DC），同时在回路中串联一只数显表用于现场进行指示。

上述的测量仪表9并没有进行真正的测量，其显示的数据来自于模拟计算软件。这些测量仪表9包括经过改造的温度、压力、流量、液位显示仪表。

另外，教师站2内还具有故障设置模块，且故障设置模块可以为阀卡故障模块、泵气缚故障模块或气蚀故障模块，可以为学员设置阀卡故障，即学员站3阀位显示正常而现场阀位不能变化；泵气缚故障或气蚀故障等，即泵内扬声器发出相应噪音，以提高学员的解决问题的能力。

此外，本发明具有可伸缩性，各个化工单元14之间既可相互关联联合运行，又可相互独立独立运行，使用哪种方式由教师站2设置。

以上已以较佳实施例公开了本发明，然其并非用以限制本发明，凡采用等同替换或者等效变换方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种化工操作实训装置的控制系统，其特征在于，包括工程师站、教师站、学员站、OPC服务器、控制系统和化工单元，其中，教师站和学员站连通，而工程师站、教师站和学员站则通过以太网与OPC服务器连接， OPC服务器同时通过工业以太网与控制系统连接，而控制系统则与化工单元连接并进行数据传输。

2.根据权利要求1所述的一种化工操作实训装置的控制系统，其特征在于，所述的化工单元包括制动阀门、测量仪表、开关起停按钮和手动阀门，其中，控制系统与制动阀门、测量仪表、开关起停按钮和手动阀门进行数据传输。

3.根据权利要求2所述的一种化工操作实训装置的控制系统，其特征在于，所述的测量仪表包括数字化智能仪表和模拟仪表。

4.根据权利要求3所述的一种化工操作实训装置的控制系统，其特征在于，所述的控制系统包括FCS控制系统、PLC控制系统和DCS控制系统，其中，FCS控制系统连接数字化智能仪表，而PLC控制系统和DCS控制系统则连接模拟仪表。

5.根据权利要求2所述的化工操作实训装置的控制系统，其特征在于，所述的开关起停按钮和手动阀门中设置有行程转换装置，行程转换装置通过变送模块将开关起停按钮和手动阀门的输入信号以模拟量信号的方式传输到控制系统。

6.根据权利要求1所述的一种化工操作实训装置的控制系统，其特征在于，所述的教师站内具有故障设置模块。

7.根据权利要求6所述的一种化工操作实训装置的控制系统，其特征在于，所述的故障设置模块为阀卡故障模块、泵气缚故障模块或气蚀故障模块。