CN117877337A - 一种核电厂防人因失误电仪培训装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种核电厂防人因失误电仪培训装置，包括：学员端柜体，具有电连接的培训实操面板和翻转式触摸屏，培训实操面板分为控制保护区、学员操作接线区、验证区和显示区；控制保护区包括成功灯、失败灯，对学员在其它区域操作硬件的结果进行判别，并控制成功灯或失败灯亮；学员操作接线区具有多个接线柱；验证区具有多个操作开关；显示区具有数个仪表，用以显示不同的数值；教员端模块，与学员端柜体进行数据交互。本发明实现学员实操规程和教员规程评价的电子化，方便数据的归档和长期保存，替代原来的纸质版操作的方式。

Description

一种核电厂防人因失误电仪培训装置

技术领域

本发明涉及核电厂防人因失误培训技术领域，尤其涉及一种核电厂防人因失误电仪培训装置。

背景技术

核动力运行研究所研制了防人因失误电气培训装置通过可编程控制技术提供12套难度不同的培训场景程序，模拟核电厂电气专业人员接线与开关操作工作场景，既能用于单项防人因失误工具的培训，也可用于多个防人因失误工具的综合培训，通过在场景中设置人因失误陷阱与失误先兆，培训学员防人因失误工具的掌握情况。

由于该培训装置是在出厂时提前固化12套培训场景的程序以及操作规程，可供培训学员反复使用，但在针对参加多次培训的学员，在大脑中已经形成操作记忆，这与防人因失误培训理念背道而驰，因此该套培训装置在长时间使用后，无法起到培训的效果；并且该套培训装置不具备统计分析功能，无法针对学员理论考试中易犯错的知识点进行针对性培训，后期无法根据实际需求，新增或修改培训场景程序。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种核电厂防人因失误电仪培训装置，解决现有培训装置培训效果较差的问题。

本发明的另一目的在于提供一种核电厂防人因失误电仪培训装置，解决现有培训装置不具备统计分析功能的问题。

本发明的另一目的在于提供一种核电厂防人因失误电仪培训装置，解决现有培训装置无法针对学员理论考试中易犯错的知识点进行针对性培训，后期无法根据实际需求，新增或修改培训场景程序的问题。

本发明的另一目的在于提供一种核电厂防人因失误电仪培训装置，解决现有培训装置培训台上元器件的名称无法更换的问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种核电厂防人因失误电仪培训装置，包括：学员端柜体，具有电连接的培训实操面板和翻转式触摸屏，培训实操面板分为控制保护区、学员操作接线区、验证区和显示区；控制保护区包括成功灯、失败灯，对学员在其它区域操作硬件的结果进行判别，并控制成功灯或失败灯亮；学员操作接线区具有多个接线柱；验证区具有多个操作开关；显示区具有数个仪表，用以显示不同的数值；教员端模块，与学员端柜体进行数据交互。

进一步地，控制保护区设有电连接的隔离开关、DC24V指示灯、成功指示灯、失败指示灯、短路报警蜂鸣器、智能语音扬声器进行语音播报。

进一步地，学员操作接线区的每个接线柱均通过电子标牌显示名称，学员根据名称来进行连线操作。

进一步地，验证区上的每个操作开关均通过电子标牌显示名称。

进一步地，验证区上的每个按钮开关均通过电子标牌显示名称，学员通过操作规程进行相对应的按钮操作。

进一步地，显示区的每个仪表均通过电子标牌显示名称。

进一步地，仪表包括简易型横式数字显示控制仪、立式光柱模拟显示智能仪表、0-10V机械指针仪表、4-20mA机械指针仪表。

进一步地，学员端柜体内集成安装有工控计算机、网络交换机、语音播放模块、可编程控制器。

进一步地，学员端柜体内还设有DO模块、DI模块、AO模块、中间继电器。

与现有技术相比，本发明提供的核电厂防人因失误电仪培训装置具有以下

有益效果：

本发明实现学员实操规程和教员规程评价的电子化，方便数据的归档和长期保存，替代原来的纸质版操作的方式。

本发明既能用于单项的防人因失误的理论考试和实操考核，也可用于防人因失误的理论考试和实操考核相结合的综合培训方式，通过该方式可以查询统计出学员所掌握的防人因失误理论知识的薄弱点，并对学员进行针对性的实操培训。

本发明实操场景可涵盖仪控类、电气类、综合类、通用类，并且支持新场景的快速开发及应用。

本发明在学员理论考试和实操考核的过程中，学员的操作记录自动存储在数据库中，为学员数据分析提供支撑。

本发明操作面板上的电子标牌可以通过运行场景操作的DLL程序，进行自动更新，无需人工更换。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。

图1为本发明提供的培训实操面板的示意图；

图2为本发明提供的核电厂防人因失误电仪培训装置的功能控制图；

图3为本发明提供的核电厂防人因失误电仪培训装置的学员实操部分的网络控制图；

图4为本发明提供的核电厂防人因失误电仪培训装置的教员评价部分的网络控制图。

附图标记说明：

1、控制保护区；2、接线区；3、验证区；4、显示区；5、翻转式触摸屏；6、读卡器。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明。

如图1至图4所示，本发明提供了一种核电厂防人因失误电仪培训装置，包括学员端柜体和教员端模块。

学员端柜体为一立式结构的柜体，在柜体上集成了培训实操面板、翻转式触摸屏5、指示灯和喇叭。学员端柜体内部集成安装了工控计算机、网络交换机、语音播放模块、可编程控制器以及相关的DO模块、DI模块、AO模块、中间继电器。培训实操面板上的器件(指示灯、组合式报警灯、旋转电机、接线柱、旋钮开关、按钮开关，简易型横式数字显示控制仪、立式光柱模拟显示智能仪表、0-10V机械指针仪表、4-20mA机械指针仪表)根据信号分类，分别接入相应的模块(指示灯、组合式报警灯旋转电机接入DO模块，接线柱、旋钮开关、按钮开关接入DI模块，简易型横式数字显示控制仪、立式光柱模拟显示智能仪表、0-10V机械指针仪表、4-20mA机械指针仪表接入DO模块)中，通过可编程控制器来实现外部信号的监测与控制；工控计算机通过以太网与可编程控制器进行数据交互，通过串口通讯控制语音播放模块播放相应的语音。

培训实操面板嵌入式安装有电源开关、开关电源、DC24V电源指示灯、成功灯、失败灯、阶段操作验证指示灯、模拟量指针表，光柱数显表、七段数码显示管、短路报警蜂鸣器、数显仪表、电机、旋转开关、读卡器6(IC读卡器)、音响等。

培训实操面板包含四个区域，按照特有的功能划分为控制保护区1、学员操作接线区2、验证区3和显示区4。

保护区1主要包括成功灯、失败灯，通过学员端配套的培训软件可对学员在其它区域操作硬件的结果进行判别，并控制成功灯或失败灯亮，并同时进行语音播报。

接线区2中，培训学员可以根据学员端软件显示的操作规程，进行接线柱之间连线，每个接线柱上都会通过电子标牌来显示名称，学员根据该名称来进行连线操作，一旦连线错误，与当前实操规程不一致，学员端软件将自动判别考核失败，并进行语音播报。

验证区3中，培训学员可以根据学员端软件显示的操作规程，进行开关操作，每个开关都会通过电子标牌来显示名称，学员一旦操作开关与规程要求不符，学员端软件将自动判别考核失败，并进行语音播报。

显示区4用于仪表(简易型横式数字显示控制仪、立式光柱模拟显示智能仪表、0-10V机械指针仪表、4-20mA机械指针仪表)显示，可通过操作开关或进行接线操作来控制仪表显示不同的数值，每个仪表都会通过电子标牌来显示名称，培训学员可根据操作规程上要求的仪表名称，进行读表操作。

防人因失误电仪培训装置可实现通用、电气、仪控、综合四类实操培训场景，具体场景功能如下：

(1)通用场景：应用选择开关和按钮阵列，可在场景中设置人因失误陷阱及失误先兆，强化学员对防人因失误工具的正确使用。

(2)仪控场景：模拟功率量程通道试验场景，检查仪表运行参数和系统指示灯状态，并可通过指令输入设备输入不同的指令，对输入的指令进行判断，通过评价系统进行测评。

(3)电气场景：应用不同的状态显示和操作道具，根据教程规定方式进行连线，模拟现场接线检修规程操作，并通过评价系统进行评测。

(4)综合场景：集合电气、仪控、通用场景内容，实现综合场景操作。

学员端的触屏计算机内置电仪培训机学员端软件，学员能进行考试答题、电子规程记录、历史培训数据浏览等。

教员端模块统一对学员端的数据进行管理与分析，教员端软件为B/S架构，后台与学员端软件进行数据交互，完成整个防人因培训装置的培训与管理功能，教员端软件安装在一台计算机内，该计算机同样作为学员端软件的数据库服务器使用。教员可以通过教员端软件进行学员信息管理、考试内容管理、课程安排以及实操评价。为了方便教员在学员实操过程中进行观察，还配置了移动电脑端培训管理系统，教员可便携随身对学员进行评价。

教员端模块的主要功能包括：培训学员的考核设置和进行上机确认操作；可对正在参加实操培训的学员，同步进行点评打分；学员理论考试试题的编辑修改，以及导入、导出的功能；实操场景文件的编辑修改，以及导入与导出功能；学员用户管理功能。

本发明的工作原理如下：

防人因失误电仪培训装置学员端计算机与教员端计算机在同一个局域网内，共用一个数据库服务器，因此，教员端软件和学员端软件可以很容易的进行交互和数据共享。

当教员在教员端软件上设置学员考核参数后，学员在学员端刷卡登录之后，学员端软件向教员端软件发送上机确认请求，由教员端在软件界面上进行确认操作之后，学员才能根据当前教员设置的考核参数进行单独理论考试，或者单独实操考核，或者理论考试与实操考核相结合的方式。

学员在学员端的触屏计算机上进行理论考试，完成所有答题并提交考试后，软件自动计算此次考核的得分；如果当前考核参数中的考核类型是理论考试与实操考核，那么软件还会按照一定的规则，随机抽取一个人因工具的实操场景进行考核，抽取的规则优先选择与理论考试错题相关联的人因工具实操场景。

学员在学员端的触屏计算机上进行实操考核时，可对当前考核场景的操作规程进行画圈与画杠操作，教员可以在教员端软件上同步查看当前学员的操作状态，并进行扣分操作和操作点评。

学员按照电子规程实施操作时，电仪培训机可对操作结果进行判断，一旦学员没有按照电子规程的预设逻辑进行正确操作，就会触发文字与语音提醒，并结束当前实操考核；如果学员按照电子规程操作完成并提交实操考核后，由教员点评完成并给出实操考核成绩。

防人因失误电仪培训装置内部安装了一套可编程控制器，通过该控制器实现实操区域各个元器件的输入与输出的控制，学员端软件与该控制器通过modbustcp协议进行数据交互，监测外部输入信号和驱动信号的输出，判断信号的变化过程是否和实操场景的电子规程要求一致，从而实现用户实操场景的考核。

此外，教员可通过场景控制开关快捷方便更换场景模式操作，从而满足不同熟练程度人员的培训需求；可通过教员机设置学员实操培训场景的类型与难度，学员理论测试结果会直接触发指令选取测试偏差相关的培训场景。具体如下：

种类：分为通用、电气、仪控、综合四类场景；

难度：分为简单、普通、困难三个等级。

该设备在人因实验室进行防人因失误培训的步骤如下：

(1)教员检查装置外观是否完好，标牌位置是否正确，工器具是否齐全，各开关状态是否处于关闭，继电器端接线是否良好，端子接线是否正确，确保装置状态正常；

(2)教员根据教案设置相应的设备故障与人因陷阱；

(3)教员根据培训需求旋转任务场景选择开关，每次切换场景后，按下“PLC运行”复位按钮；

(4)教员接通电源线、打开电源开关，检查并验证本装置正常工作，验证完成后关闭电源开关；

(5)学员打开电源开关，验证本装置正常工作；

(6)学员按照教员以及操作单的要求执行操作，操作时使用防人因失误工具；

(7)操作完成后，验证数码显示器，文本显示器，指示灯等状态是否满足验收准则，满足即为成功。

教员准备如下：

(1)教员对照正确的接线图，检查装置接线是否与正确接线图一致。若不一致，恢复接线至正确接线图接线状态，正确接线图详见附录；

(2)教员选择场景，打开状态检测开关，接通电源，验证：显示区域电源DC24V指示灯亮、PLC运行指示灯亮；

(3)教员关闭状态检测开关、关闭电源。

学员操作如下：

(1)打开电源开关；

(2)打开状态检测开关；

(3)按照触屏计算机显示的电子规程进行操作。

以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种核电厂防人因失误电仪培训装置，其特征在于，包括：

学员端柜体，具有电连接的培训实操面板和翻转式触摸屏，培训实操面板分为控制保护区、学员操作接线区、验证区和显示区；控制保护区包括成功灯、失败灯，对学员在其它区域操作硬件的结果进行判别，并控制成功灯或失败灯亮；学员操作接线区具有多个接线柱；验证区具有多个操作开关；显示区具有数个仪表，用以显示不同的数值；

教员端模块，与学员端柜体进行数据交互。

2.根据权利要求1所述的核电厂防人因失误电仪培训装置，其特征在于，控制保护区设有隔离开关、状态指示灯、短路报警蜂鸣器、智能语音扬声器，根据状态指示灯和智能语音扬声器进行考核提示和判断。

3.根据权利要求1所述的核电厂防人因失误电仪培训装置，其特征在于，学员操作接线区的每个接线柱均通过电子标牌显示名称，学员根据名称来进行连线操作。

4.根据权利要求3所述的核电厂防人因失误电仪培训装置，其特征在于，学员操作接线区设有电压显示仪表、电机、黄色指示灯、绿色指示灯、红色指示灯，根据场景的设定要求，学员完成正确地操作后验证得出不同的指示结果。

5.根据权利要求1所述的核电厂防人因失误电仪培训装置，其特征在于，验证区上的每个操作开关均通过电子标牌显示名称。

6.根据权利要求5所述的核电厂防人因失误电仪培训装置，其特征在于，验证区上设有红色自复位带灯按钮、绿色自复位带灯按钮、红色自锁按钮、绿色自锁按钮、红色自复位按钮、绿色自复位按钮，学员根据操作规程中指定的标牌名称进行按钮操作。

7.根据权利要求1所述的核电厂防人因失误电仪培训装置，其特征在于，显示区的每个仪表均通过电子标牌显示名称。

8.根据权利要求1所述的核电厂防人因失误电仪培训装置，其特征在于，仪表包括简易型横式数字显示控制仪、立式光柱模拟显示智能仪表、0-10V机械指针仪表、4-20mA机械指针仪表。

9.根据权利要求1所述的核电厂防人因失误电仪培训装置，其特征在于，学员端柜体内集成安装有工控计算机、网络交换机、语音播放模块、可编程控制器。

10.根据权利要求9所述的核电厂防人因失误电仪培训装置，其特征在于，学员端柜体内还设有DO模块、DI模块、AO模块、中间继电器。