CN105654807A - 一种多功能故障模拟诊断系统及故障模拟诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种多功能故障模拟诊断系统及故障模拟诊断方法。所述多功能故障模拟诊断系统包括辅锅炉控制电路、辅锅炉仿真模块、故障模拟继电器和故障排除终端，所述辅锅炉仿真模块与所述辅锅炉控制电路通过以太网集成连接，所述故障模拟继电器分别与所述辅锅炉控制电路和所述故障排除终端电连接，所述故障模拟继电器模拟所述辅锅炉控制电路的运行故障，并通过所述故障排除终端显示并排除模拟的故障。本发明的多功能故障模拟诊断系统及故障模拟诊断方法可以有效地提高对实际船舶辅锅炉的故障进行模拟教学的效果。

Description

一种多功能故障模拟诊断系统及故障模拟诊断方法

【技术领域】

本发明涉及一种多功能故障模拟诊断系统及故障模拟诊断方法。

【背景技术】

船舶辅助锅炉是用于产生饱和蒸汽，以满足加热燃油、滑油、暖机及日常生活需要的重要设备。随着船舶自动化程度不断提高，在对使用管理人员进行锅炉控制系统操作技能培训时，由于受条件所限，无法满足使用管理人员实船操作的需求，而且在船舶现场进行实践操作受系统完整性和安全保证措施的影响，也不允许反复进行操作和出现不必要的误操作。船舶辅助锅炉作为特种设备其实装训练无法模拟一些复杂的情景，如复杂报警显示、设备与系统的严重故障等，开发实物模拟器存在投入成本较大、建设周期较长、维护保养要求较高等特点。此外，船舶辅助锅炉也是三管轮、技工等船员、海员考证的重要内容。

但是，在船电专业相关课程的有关船舶辅锅炉的理论教学中，侧重于电控系统的电路分析、工作流程的讲解。由于大部分学生对船舶辅锅炉没有感性认识，此种纯理论教学影响了学生接受程度。

因此，有必要提供一种能够对实际船舶辅锅炉的故障进行模拟教学的多功能故障模拟诊断系统及故障模拟诊断方法。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种能够对实际船舶辅锅炉的故障进行模拟教学的多功能故障模拟诊断系统及故障模拟诊断方法。

本发明的技术方案如下：一种多功能故障模拟诊断系统包括辅锅炉控制电路、辅锅炉仿真模块、故障模拟继电器和故障排除终端，所述辅锅炉仿真模块与所述辅锅炉控制电路通过以太网集成连接，所述故障模拟继电器分别与所述辅锅炉控制电路和所述故障排除终端电连接，所述故障模拟继电器模拟所述辅锅炉控制电路的运行故障，并通过所述故障排除终端显示并排除模拟的故障。

在本发明实施例提供的多功能故障模拟诊断系统中，所述辅锅炉仿真模块与所述辅锅炉控制电路之间采用OPC协议进行数据传输。

在本发明实施例提供的多功能故障模拟诊断系统中，所述辅锅炉控制电路采用PLC逻辑控制器进行控制。

在本发明实施例提供的多功能故障模拟诊断系统中，所述故障模拟继电器与所述PLC逻辑控制器电连接，并将故障模拟信息发送至所述PLC逻辑控制器控制所述辅锅炉控制电路产生运行故障。

在本发明实施例提供的多功能故障模拟诊断系统中，还包括控制所述故障模拟继电器进行故障模拟的故障模拟控制器，所述故障模拟控制器与所述故障模拟继电器无线通信连接。

在本发明实施例提供的多功能故障模拟诊断系统中，所述辅锅炉仿真模块接收所述辅锅炉控制电路的故障信号，并以异常动画形式显示在主界面上。

一种基于上述的多功能故障模拟诊断系统的故障模拟诊断方法包括如下步骤：

a、利用故障模拟继电器对所述辅锅炉控制电路进行故障模拟；

b、所述故障模拟继电器将模拟的故障发送并显示在故障排除终端；

c、利用所述故障排除终端对所述模拟的故障进行排除。

在本发明实施例提供的故障模拟诊断方法中，在步骤a之前，还包括步骤d：利用故障模拟控制器按照设定规则控制所述故障模拟继电器选择模拟故障的难度。

在本发明实施例提供的故障模拟诊断方法中，在步骤c之后，还包括步骤e：根据步骤c中的故障排除结果进行评估，并评价故障排除的效果。

本发明的有益效果在于：所述多功能故障模拟诊断系统及故障模拟诊断方法中，通过所述故障模拟继电器对所述辅锅炉控制电路进行故障模拟，而且利用所述故障排除终端对所述模拟的故障进行排除，因此，所述多功能故障模拟诊断系统及故障模拟诊断方法可以有效地提高对实际船舶辅锅炉的故障进行模拟教学的效果。

【附图说明】

图1是本发明实施例提供的多功能故障模拟诊断系统的结构框图；

图2是图1所示多功能故障模拟诊断系统中辅锅炉控制电路的PLC逻辑控制器控制的输入模拟故障电路；

图3是本发明实施例提供的故障模拟诊断方法的流程框图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

除非上下文另有特定清楚的描述，本发明中的元件和组件，数量既可以单个的形式存在，也可以多个的形式存在，本发明并不对此进行限定。本发明中的步骤虽然用标号进行了排列，但并不用于限定步骤的先后次序，除非明确说明了步骤的次序或者某步骤的执行需要其他步骤作为基础，否则步骤的相对次序是可以调整的。可以理解，本文中所使用的术语“和/或”涉及且涵盖相关联的所列项目中的一者或一者以上的任何和所有可能的组合。

请参阅图1，是本发明实施例提供的多功能故障模拟诊断系统的结构框图。本发明提供的多功能故障模拟诊断系统100包括辅锅炉控制电路10、辅锅炉仿真模块20、故障模拟继电器30、故障排除终端40和故障模拟控制器50，所述辅锅炉仿真模块20与所述辅锅炉控制电路10通过以太网集成连接，所述故障模拟继电器30分别与所述辅锅炉控制电路10和所述故障排除终端40电连接，所述故障模拟继电器30模拟所述辅锅炉控制电路10的运行故障，并通过所述故障排除终端40显示并排除模拟的故障。而且，所述故障模拟控制器50可以控制所述故障模拟继电器30进行故障模拟，并且与所述故障模拟继电器30无线通信连接。当然，不限于本实施例，所述故障模拟控制器50和所述故障模拟继电器30还可以采用有线通信方式进行通信连接，这需要根据实际情况的需要来确定。

所述辅锅炉控制电路10与实船辅锅炉的电路相同，且所述辅锅炉控制电路10采用PLC逻辑控制器进行控制。请参阅图2，所述辅锅炉控制电路10采用所述PLC逻辑控制器进行控制。

而且，在本实施例中，所述PLC逻辑控制器可以实时采集所述辅锅炉控制电路10的电路的状态信号，并通过所述以太网的端口，采用所述OPC协议将所述状态信号传送至所述辅锅炉仿真模块20。

也就是说，所述PLC逻辑控制器一方面可以控制整个辅锅炉的工作流程，另一方面可以采集所述辅锅炉控制电路10的状态信号，并将所述状态信号发送至所述辅锅炉仿真模块20。其中，所述状态信号包括但不限于包括所述辅锅炉控制电路10的操作信号、传感器信号和保护信号。

所述辅锅炉仿真模块20是安装在计算机上的动画模拟软件，其采用3D动画模拟形式显示试题锅炉的运行状态。其中，所述辅锅炉仿真模块20包括水位控制模拟模块、蒸汽压力控制模拟模块和炉膛点火控制模拟模块，所述水位控制模拟模块、所述蒸汽压力控制模拟模块和所述炉膛点火控制模拟模块以动画形式分别对应模拟所述辅锅炉电控单元的水位控制操作、蒸汽压力控制操作和炉膛点火控制操作。

而且，所述辅锅炉仿真模块20还包括模拟操作面板，所述模拟操作面板与实体辅锅炉操作面板相同，并包括各种选择开关、按钮和指示灯。在所述辅锅炉仿真模块20内，所述模拟操作面板可以实现模拟控制所述水位控制模拟模块、所述蒸汽压力控制模拟模块和所述炉膛点火控制模拟模块的功能。而且，所述模拟操作面板的操作流程与所述实体辅锅炉操作面板的流程相同，从而最大限度地模拟所述实体辅锅炉的运行过程和运行状态。

进一步地，所述模拟操作面板包括模拟传感器、模拟开关量和模拟报警器，所述模拟传感器、所述模拟开关量和所述模拟报警器分别对应模拟所述实体辅锅炉操作面板的传感器、开关量和报警器。

在本实施例中，所述辅锅炉仿真模块20接收并分析所述状态信号，且将所述状态信号作为所述辅锅炉仿真模块20的动画模拟控制信号。具体地，所述辅锅炉仿真模块20将所述状态信号分解为多个单独动画动作，并以连续动画动作形式显示在主界面上。因此，在所述辅锅炉仿真模块20内，所述辅锅炉仿真模块20的仿真动画随外部电路信号的变化而变化，从而使得仿真动画可实时演示实际的辅锅炉实体工作状态。

而且，进一步地，所述辅锅炉仿真模块20还可以接收所述辅锅炉控制电路10的故障信号，并以异常动画形式显示在主界面上，从而以动画形式提示所述辅锅炉控制电路10的故障信息。

在本实施例中，在所述辅锅炉控制电路10和所述辅锅炉仿真模块20之间还可以设置有实现所述OPC协议的路由器，所述路由器使得所述辅锅炉仿真模块20和所述辅锅炉控制电路10之间实现无线连接，并由此进行所述状态信号的传递。

所述故障模拟继电器30与所述PLC逻辑控制器电连接，并将故障模拟信息发送至所述PLC逻辑控制器控制所述辅锅炉控制电路10产生运行故障。优选地，所述故障模拟继电器30通过手动方式模拟故障。可选择地，所述故障模拟继电器30可以是多触点的电磁继电器、固态继电器、磁簧继电器、时间继电器或中间继电器，本发明对此不做限定。

所述故障排除终端40可以是计算机或移动通信终端，例如：手机、平板电脑等。所述故障排除终端40可以显示所述故障模拟继电器30模拟的故障，并将所述模拟的故障提供给用户，以方便用户进行障碍排除。

而且，应当理解，为了提高所述多功能故障模拟诊断系统100的应用范围，以方便对多人进行模拟故障排除的训练，所述多功能故障模拟诊断系统100可以包括至少一个所述故障排除终端40。

所述故障模拟控制器50是具有触摸屏的控制器，其可以通过所述触摸屏按照设定规则控制所述故障模拟继电器30选择模拟故障的难度。例如：用户可以通过所述触摸屏根据模拟难度选择相对应的一种或者几种故障组合，用以提高所述多功能故障模拟诊断系统100的模拟诊断效果。

而且，在本实施例中，所述故障模拟控制器50可以与所述故障模拟继电器30无线通信连接。相对应地，所述故障模拟控制器50和所述故障模拟继电器30可以分别设有无线通信模块，例如：蓝牙模块或GPRS模块。不限于本实施例，在其他可替代实施例中，所述故障模拟控制器50和所述故障模拟继电器30还可以是有线通信连接，例如：USB数据线或RS485数据总线等。

请参阅图3，是本发明实施例提供的故障模拟诊断方法的流程框图。基于所述多功能故障模拟诊断系统100的故障模拟诊断方法200，包括如下步骤：

S1、利用故障模拟控制器按照设定规则控制所述故障模拟继电器选择模拟故障的难度；

S2、利用所述故障模拟继电器对所述辅锅炉控制电路进行故障模拟；

S3、所述故障模拟继电器将模拟的故障发送并显示在故障排除终端；

S4、利用所述故障排除终端对所述模拟的故障进行排除；

S5、根据步骤S4中的故障排除结果进行评估，并评价故障排除的效果。

相较于现有技术，本发明提供的多功能故障模拟诊断系统100及故障模拟诊断方法200中，通过所述故障模拟继电器30对所述辅锅炉控制电路10进行故障模拟，而且利用所述故障排除终端40对所述模拟的故障进行排除，因此，所述多功能故障模拟诊断系统100及故障模拟诊断方法200可以有效地提高对实际船舶辅锅炉的故障进行模拟教学的效果。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (9)

1.一种多功能故障模拟诊断系统，其特征在于，包括辅锅炉控制电路、辅锅炉仿真模块、故障模拟继电器和故障排除终端，所述辅锅炉仿真模块与所述辅锅炉控制电路通过以太网集成连接，所述故障模拟继电器分别与所述辅锅炉控制电路和所述故障排除终端电连接，所述故障模拟继电器模拟所述辅锅炉控制电路的运行故障，并通过所述故障排除终端显示并排除模拟的故障。

2.根据权利要求1所述的多功能故障模拟诊断系统，其特征在于：所述辅锅炉仿真模块与所述辅锅炉控制电路之间采用OPC协议进行数据传输。

3.根据权利要求1所述的多功能故障模拟诊断系统，其特征在于：所述辅锅炉控制电路采用PLC逻辑控制器进行控制。

4.根据权利要求3所述的多功能故障模拟诊断系统，其特征在于：所述故障模拟继电器与所述PLC逻辑控制器电连接，并将故障模拟信息发送至所述PLC逻辑控制器控制所述辅锅炉控制电路产生运行故障。

5.根据权利要求1述的多功能故障模拟诊断系统，其特征在于：还包括控制所述故障模拟继电器进行故障模拟的故障模拟控制器，所述故障模拟控制器与所述故障模拟继电器无线通信连接。

6.根据权利要求1所述的多功能故障模拟诊断系统及故障模拟诊断方法，其特征在于：所述辅锅炉仿真模块接收所述辅锅炉控制电路的故障信号，并以异常动画形式显示在主界面上。

7.一种基于权利要求1所述的多功能故障模拟诊断系统的故障模拟诊断方法，其特征在于，包括如下步骤：

a、利用故障模拟继电器对所述辅锅炉控制电路进行故障模拟；

b、所述故障模拟继电器将模拟的故障发送并显示在故障排除终端；

c、利用所述故障排除终端对所述模拟的故障进行排除。

8.根据权利要求7述的故障模拟诊断方法，其特征在于：在步骤a之前，还包括步骤d：

利用故障模拟控制器按照设定规则控制所述故障模拟继电器选择模拟故障的难度。

9.根据权利要求7述的故障模拟诊断方法，其特征在于：在步骤c之后，还包括步骤e：

根据步骤c中的故障排除结果进行评估，并评价故障排除的效果。