專利名稱：一種工業(yè)燃煤鍋爐模擬機的操作控制臺的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及工業(yè)鍋爐操作培訓考核系統(tǒng)，尤其是涉及一種工業(yè)燃煤鍋爐模擬機的操作控制臺。
背景技術(shù)：
工業(yè)鍋爐模擬機是一種由縮小比例的鍋爐實體物理模型和后臺仿真計算機組成的半物理式仿真培訓考核系統(tǒng)。這類裝置中沒有燃料、水、汽等介質(zhì)，也不存在真正的燃燒、蒸發(fā)等物理化學過程。利用鍋爐模擬機對司爐人員的實際操作技能進行培訓考核，能取得較好的培訓效果，同時又能保證人員的安全性。真實工業(yè)燃煤鍋爐的操作控制臺主要是針對鍋爐的輔機設(shè)備進行操作，以及顯示鍋爐運行中的各種狀態(tài)及報警信號，控制面板主要由操作按鍵、指示燈、電壓電流表及控制儀表等組成。工業(yè)鍋爐模擬機的操作控制臺除了對鍋爐模型的輔機設(shè)備進行模擬操作外，通常還肩負著整套系統(tǒng)下位機的作用，控制設(shè)備安裝在控制臺內(nèi)部，對鍋爐模型本體上和控制面板上的各操作信號進行檢測，將信號處理及轉(zhuǎn)換后發(fā)送給上位機，同時接收上位機計算處理后的輸出信號，并驅(qū)動本體及控制面板上的各類顯示裝置。目前的一些鍋爐模擬機的操作控制臺主要以真實控制臺為設(shè)計依據(jù)，采用按鍵、指示燈、數(shù)碼管等元件，布局略顯呆板，也無法用先進的人機交互及多媒體技術(shù)向培訓學員展現(xiàn)鍋爐運行過程中各狀態(tài)的變化，有的從成本角度考慮甚至對操作布局進行大量簡化，使得模擬操作失去了真實性，從而降低了培訓效果。
實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種具有多媒體及人機交互功能的工業(yè)燃煤鍋爐模擬機操作控制臺，該控制臺參照實際工業(yè)燃煤鍋爐的操作流程，在對鍋爐操作進行真實模擬的基礎(chǔ)上又能向培訓人員呈現(xiàn)鍋爐運行流程及各狀態(tài)參數(shù)，增強教學培訓的現(xiàn)場感，縮短培訓周期，提高培訓效果，降低培訓成本。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種工業(yè)燃煤鍋爐模擬機的操作控制臺，它包括操作面板、顯示面板、PLC控制器；所述的操作面板上設(shè)有電源開關(guān)、電源指示燈、練習指示燈、考試指示燈、爐排停止按鍵、爐排啟動按鍵、爐排運行指示燈、上煤機下降按鍵、上煤機上升按鍵、上煤機下降指示燈、上煤機上升指示燈、給水泵啟動按鍵、給水泵停止按鍵、給水泵運行指示燈、給水手動自動選擇按鍵、手動給水指示燈、自動給水指示燈、鼓風機停止按鍵、鼓風機啟動按鍵、鼓風機運行指示燈、引風機停止按鍵、引風機啟動按鍵、引風機運行指示燈、除渣機停止按鍵、除渣機啟動按鍵、除渣機運行指示燈；所述的顯示面板上設(shè)有觸摸屏顯示器、水位顯示及報警儀、爐排調(diào)速儀、電源電壓表、引風機電流表、報警器、超高壓力報警燈、消音按鍵；所述的PLC控制器安裝在操作控制臺內(nèi)部，PLC控制器通過開關(guān)量輸入接口與爐排停止按鍵、爐排啟動按鍵、上煤機下降按鍵、上煤機上升按鍵、給水泵啟動按鍵、給水泵停止按鍵、給水手動自動選擇按鍵、鼓風機停止按鍵、鼓風機啟動按鍵、引風機停止按鍵、引風機啟動按鍵、除渣機停止按鍵、除渣機啟動按鍵、消音按鍵相連接，通過開關(guān)量輸出接口與練習指示燈、考試指示燈、爐排運行指示燈、上煤機下降指示燈、上煤機上升指示燈、給水泵運行指示燈、手動給水指示燈、自動給水指示燈、鼓風機運行指示燈、引風機運行指示燈、除渣機運行指示燈、報警器、超高壓力報警燈相連接，通過模擬量輸入接口與直流電壓變送器的輸出端連接，直流電壓變送器的輸入端與爐排調(diào)速儀連接，PLC控制器通過模擬量輸出接口與水位顯示及報警儀、引風機電流表相連接，通過以太網(wǎng)通訊接口與上位機連接，上位機通過VGA接口與觸摸屏顯示器連接。所述的水位顯示及報警儀和引風機電流表是以模擬電壓為輸入信號的LED數(shù)碼
顯示裝置。本實用新型與背景技術(shù)相比具有的有益效果是:1.在保留傳統(tǒng)真實鍋爐控制臺布局的基礎(chǔ)上加入多媒體數(shù)碼顯示裝置，采用人機交互技術(shù)顯示鍋爐仿真運行的各流程以及仿真計算機所模擬出的鍋爐各狀態(tài)參數(shù)，使學員掌握更多的鍋爐狀態(tài)信息，從而更好地學習鍋爐的運行特性及操作方法。2.采用接口豐富PLC做下位機控制器，使鍋爐模擬操作具有較高的可靠性。3.采用新穎的操作界面布局，簡單又不失真實性，具有較好的實際操作技能培訓效果，縮短了培訓周期，降低了培訓成本。
圖1是本實用新型的三維結(jié)構(gòu)前視立體示意圖。圖2是本實用新型的三維結(jié)構(gòu)后視立體示意圖。圖3是本實用新型的操作面板布局示意圖。圖4是本實用新型的顯示面板布局示意圖。圖5是本實用新型的PLC控制器與面板上主要部件的連接關(guān)系圖。圖中:1.操作面板，2.顯示面板，3.PLC控制器，4.電源開關(guān)，5.電源指示燈，
6.練習指示燈，7.考試指示燈，8.爐排停止按鍵，9.爐排啟動按鍵，10.爐排運行指示燈，
11.上煤機下降按鍵，12.上煤機上升按鍵，13.上煤機下降指示燈，14.上煤機上升指示燈，15.給水泵啟動按鍵，16.給水泵停止按鍵，17.給水泵運行指示燈，18.給水手動自動選擇按鍵，19.手動給水指示燈，20.自動給水指示燈，21.鼓風機停止按鍵，22.鼓風機啟動按鍵，23.鼓風機運行指示燈，24.引風機停止按鍵，25.引風機啟動按鍵，26.引風機運行指示燈，27.除渣機停止按鍵，28.除渣機啟動按鍵，29.除渣機運行指示燈，30.觸摸屏顯示器，31.水位顯示及報警儀，32.爐排調(diào)速儀，33.電源電壓表，34.引風機電流表，35.報警器，36.超高壓力報警燈，37.消音按鍵，38.上位機，39.直流電壓變送器
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。如圖1、圖2所示，一種工業(yè)燃煤鍋爐模擬機的操作控制臺，它由操作面板1、顯示面板2、PLC控制器3、以及安裝在控制臺內(nèi)部的穩(wěn)壓電源、空開、接觸器、繼電器、接線端子等組成。操作面板I上布置了與鍋爐操作、培訓考核相關(guān)的按鍵及指示燈，顯示面板2上布置了鍋爐狀態(tài)顯示裝置，包括顯示器、報警燈等。如圖3所示，在操作面板上的最左邊設(shè)置了電源開關(guān)4、電源指示燈5、練習指示燈
6、考試指示燈7，分別用來接通控制臺電源、指示電源狀態(tài)、指示練習模式、指示考試模式。操作面板上的其余按鍵指示燈都與鍋爐的模擬操作相關(guān)，包括爐排停止按鍵8、爐排啟動按鍵9、爐排運行指示燈10、上煤機下降按鍵11、上煤機上升按鍵12、上煤機下降指示燈13、上煤機上升指示燈14、給水泵啟動按鍵15、給水泵停止按鍵16、給水泵運行指示燈17、給水手動自動選擇按鍵18、手動給水指示燈19、自動給水指示燈20、鼓風機停止按鍵21、鼓風機啟動按鍵22、鼓風機運行指示燈23、引風機停止按鍵24、引風機啟動按鍵25、引風機運行指示燈26、除渣機停止按鍵27、除渣機啟動按鍵28、除渣機運行指示燈29。如圖4所示，在顯示面板2上的左邊設(shè)置了觸摸屏顯示器30，該顯示器可以以觸摸式的人機交互方式顯示鍋爐仿真運行時的各狀態(tài)流程圖、上煤機動作的Flash動畫、各熱力學參數(shù)的變化趨勢圖(包括熱效率、排煙溫度、空氣含氧量、過量空氣系數(shù)等)，通過多媒體顯示技術(shù)讓學員掌握鍋爐運行時的各狀態(tài)變化情況，更好的學習和掌握鍋爐的工作特性。觸摸屏顯示器的右邊設(shè)置了水位顯示及報警儀31，該儀表并非真實的水位顯示表，而是一種以(T5V模擬電壓為輸入信號的LED數(shù)碼顯示裝置，其上設(shè)置了超高水位、高水位、低水位、超低水位四個水位報警指示燈，當LED數(shù)碼管顯示的水位高度超過設(shè)定范圍時，水位報警燈將點亮。水位顯示及報警儀31的右側(cè)設(shè)置了爐排調(diào)速儀32，該裝置用來控制鍋爐模型本體上的爐排電磁調(diào)速電機。爐排調(diào)速儀32的下側(cè)設(shè)置了電源電壓表33及引風機電流表34，其中電壓表33用來指示控制臺電源電壓情況，引風機電流表34并非真實的電流表，而是以(T5V模擬電壓為輸入信號的4位8段LED數(shù)碼顯示裝置。引風機電流表34的傍邊設(shè)
置了報警器35、超高壓力報警燈36、消音按鍵37，當鍋爐運行參數(shù)超出正常范圍時進行報
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目O如圖5所示，安裝在控制臺內(nèi)部的PLC控制器3作為整套鍋爐模擬機的下位機，用來檢測采集用戶的操作信號，在處理之后向上位機38傳輸，并接收上位機仿真計算的結(jié)果數(shù)據(jù)，驅(qū)動各顯示裝置，PLC作為下位機控制器具有接口豐富、電氣結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、開發(fā)編程容易特點。PLC控制器3通過其開關(guān)量輸入接口與爐排停止按鍵8、爐排啟動按鍵9、上煤機下降按鍵11、上煤機上升按鍵12、給水泵啟動按鍵15、給水泵停止按鍵16、給水手動自動選擇按鍵18、鼓風機停止按鍵21、鼓風機啟動按鍵22、引風機停止按鍵24、引風機啟動按鍵25、除渣機停止按鍵27、除渣機啟動按鍵28、消音按鍵37相連接，通過其開關(guān)量輸出接口與練習指示燈6、考試指示燈7、爐排運行指示燈10、上煤機下降指示燈13、上煤機上升指示燈14、給水泵運行指示燈17、手動給水指示燈19、自動給水指示燈20、鼓風機運行指示燈23、引風機運行指示燈26、除渣機運行指示燈29、報警器35、超高壓力報警燈36相連接，爐排調(diào)速儀32的轉(zhuǎn)速反饋信號通過直流電壓變送器39降壓變送至(T5V范圍內(nèi)后，與PLC控制器的模擬量輸入接口連接，從而使PLC獲得爐排電機的轉(zhuǎn)速信號。PLC控制器3通過模擬量輸出接口與水位顯示及報警儀31、引風機電流表34相連接，此外，通過以太網(wǎng)通訊接口與上位機38連接，進行數(shù)據(jù)傳輸，上位機38通過VGA接口與觸摸屏顯示器30連接，運行在上位機上的組態(tài)程序可在觸摸屏顯示器上顯示出鍋爐運行過程的流程、動畫、參數(shù)變化趨勢等。[0025]此外，安裝在鍋爐模型上的各位移傳感器、角度傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、接近開關(guān)、數(shù)碼顯示裝置等也通過PLC控制器的各輸入輸出接口與PLC控制器連接，實現(xiàn)所有鍋爐模擬操作信號的采集和仿真信號的輸出。上述具體實施方式
用來解釋說明本實用新型，而不是對本實用新型進行限制，在本實用新型的精神和權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)，對本實用新型作出的任何修改和改變，都落入本實用新型的保護范圍。
權(quán)利要求1.一種工業(yè)燃煤鍋爐模擬機的操作控制臺，其特征在于:它包括操作面板(I)、顯示面板(2)、PLC控制器(3);所述的操作面板(I)上設(shè)有電源開關(guān)(4)、電源指示燈(5)、練習指示燈(6)、考試指示燈(7)、爐排停止按鍵(8)、爐排啟動按鍵(9)、爐排運行指示燈(10)、上煤機下降按鍵(11)、上煤機上升按鍵(12)、上煤機下降指示燈(13)、上煤機上升指示燈(14)、給水泵啟動按鍵(15)、給水泵停止按鍵(16)、給水泵運行指示燈(17)、給水手動自動選擇按鍵(18)、手動給水指示燈(19)、自動給水指示燈(20)、鼓風機停止按鍵(21)、鼓風機啟動按鍵(22)、鼓風機運行指示燈(23)、引風機停止按鍵(24)、引風機啟動按鍵(25)、引風機運行指示燈(26 )、除渣機停止按鍵(27 )、除渣機啟動按鍵(28 )、除渣機運行指示燈(29 );所述的顯示面板(2)上設(shè)有觸摸屏顯示器(30)、水位顯示及報警儀(31)、爐排調(diào)速儀(32)、電源電壓表(33)、引風機電流表(34)、報警器(35)、超高壓力報警燈(36)、消音按鍵(37);所述的PLC控制器(3)安裝在操作控制臺內(nèi)部，PLC控制器(3)通過開關(guān)量輸入接口與爐排停止按鍵(8)、爐排啟動按鍵(9)、上煤機下降按鍵(11)、上煤機上升按鍵(12)、給水泵啟動按鍵(15 )、給水泵停止按鍵(16 )、給水手動自動選擇按鍵(18 )、鼓風機停止按鍵(21)、鼓風機啟動按鍵(22)、引風機停止按鍵(24)、引風機啟動按鍵(25)、除渣機停止按鍵(27)、除渣機啟動按鍵(28 )、消音按鍵(37 )相連接，通過開關(guān)量輸出接口與練習指示燈(6 )、考試指示燈(7)、爐排運行指示燈(10)、上煤機下降指示燈(13)、上煤機上升指示燈(14)、給水泵運行指示燈(17)、手動給水指示燈(19)、自動給水指示燈(20)、鼓風機運行指示燈(23)、引風機運行指示燈(26 )、除渣機運行指示燈(29 )、報警器(35 )、超高壓力報警燈(36 )相連接，通過模擬量輸入接口與直流電壓變送器(39)的輸出端連接，直流電壓變送器(39)的輸入端與爐排調(diào)速儀(32)連接，PLC控制器(3)通過模擬量輸出接口與水位顯示及報警儀(31)、引風機電流表(34)相連接，通過以太網(wǎng)通訊接口與上位機(38 )連接，上位機(38 )通過VGA接口與觸摸屏顯示器(30)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)燃煤鍋爐模擬機的操作控制臺，其特征在于:所述的水位顯示及報警儀(31)和引風機電流表(34)是以模擬電壓為輸入信號的LED數(shù)碼顯示>j-U ρ α 裝直。
專利摘要本實用新型公開了一種工業(yè)燃煤鍋爐模擬機的操作控制臺。它包括操作面板、顯示面板、PLC控制器。操作面板上設(shè)有電源開關(guān)、電源指示燈、練習指示燈、考試指示燈、以及一些與鍋爐模擬操作相關(guān)的按鍵及指示燈；顯示面板上設(shè)有觸摸屏顯示器、水位顯示及報警儀、爐排調(diào)速儀、電源電壓表、引風機電流表、報警器、超高壓力報警燈、消音按鍵；PLC控制器安裝在控制臺內(nèi)部，通過其開關(guān)量、模擬量輸入輸出接口與面板上的按鍵指示燈儀表等連接。本實用新型參照實際工業(yè)燃煤鍋爐的操作流程，具有多媒體及人機交互功能，能顯示鍋爐仿真運行的各流程以及各狀態(tài)參數(shù)，具有較高的可靠性及較好的實際操作技能培訓效果，能縮短培訓周期，降低培訓成本。
文檔編號G09B25/02GK203055313SQ201320048149
公開日2013年7月10日 申請日期2013年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月29日
發(fā)明者孫志敏, 馬舜, 李順榮, 劉松國, 趙輝, 姚英 申請人:杭州市特種設(shè)備檢測院