專利名稱：仿真表和采用該仿真表的故障仿真模擬系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及仿真模擬，具體涉及故障仿真模擬系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
水壓カ表作為供水系統(tǒng)的水壓指示器是ー種常用和常見的測量儀表，國內(nèi)有不少廠家生產(chǎn)各種品牌的模擬和數(shù)字水壓カ表，這些產(chǎn)品大量應(yīng)用在供水設(shè)備和系統(tǒng)中，為該行業(yè)提供了直觀的測量檢測數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的壓カ表通過表內(nèi)的敏感元件波登管的彈性變形，再通過表內(nèi)機(jī)芯的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)將壓力形變傳導(dǎo)至表針，引起表針轉(zhuǎn)動來顯示壓力，屬于就地指示型壓カ表，就地顯示壓力的大小，不帶遠(yuǎn)程傳送顯示、調(diào)節(jié)功能。水壓カ表壓カ大小的變化可一定程度上反應(yīng)設(shè)備的故障，因此可通過分析壓カ表的數(shù)值來分析設(shè)備故障并解決故障。在ー些特定設(shè)備中，通常需要培訓(xùn)操作人員通過分析 壓カ表相關(guān)參數(shù)來分析設(shè)備故障并解決設(shè)備故障，例如在供水系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)如何分析設(shè)備故障及排除故障。這種培訓(xùn)要求使受訓(xùn)的操作人員能夠解決設(shè)備實(shí)際運(yùn)行中所出現(xiàn)的故障。然而，實(shí)踐中，由于通常不允許輕易地中斷這些設(shè)備的運(yùn)行，因此，顯而易見的是不能通過使正常運(yùn)行的設(shè)備出現(xiàn)故障，而后排除故障，從而來達(dá)到培訓(xùn)目的。因此，需要提供ー種仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠模擬設(shè)備出現(xiàn)故障后相應(yīng)參數(shù)的變化，操作人員可根據(jù)這些參數(shù)變化來分析相應(yīng)的故障原因，進(jìn)而解決故障。由于傳統(tǒng)的壓カ表只能就地顯示壓力的大小，且當(dāng)故障發(fā)生的情況下，不具有停止功能和定位功能，因此已經(jīng)無法滿足特殊領(lǐng)域的要求。因此，需要開發(fā)ー種能模擬壓カ表壓カ的變化，尤其是能夠模擬供水(或其它液、汽體)設(shè)備和系統(tǒng)出現(xiàn)特殊故障時(shí)壓カ的變化，進(jìn)而真實(shí)反映發(fā)生故障時(shí)水(或其它液、汽體)的壓カ等數(shù)據(jù)的仿真設(shè)備，從而可通過使用該仿真設(shè)備來達(dá)到培訓(xùn)目的。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是能夠模擬供水(或其它液、汽體)設(shè)備和系統(tǒng)出現(xiàn)特殊故障時(shí)壓カ的變化，進(jìn)而真實(shí)反映當(dāng)時(shí)發(fā)生故障時(shí)水(或其它液、汽體)的壓カ等數(shù)據(jù)的仿真設(shè)備。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型提供了一種仿真表，其特征在于，包括表殼、表針、動カ裝置、傳動裝置、控制裝置，其中，所述表針、傳動裝置、所述控制裝置、控制信號插座安裝在所述表殼中，所述動カ裝置安裝在所述仿真表外部表売上；以及所述控制裝置接受外部指令控制所述動カ裝置，從而完成所述仿真表的仿真轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地,所述動カ裝置是伺服電機(jī)。優(yōu)選地，所述傳動裝置包括軸套、傳動軸、支架、定位板、大齒輪、小齒輪，其中，所述動カ裝置的輸出軸通過所述軸套與所述傳動軸的一端連接，所述傳動軸的另一端安裝有大齒輪，所述小齒輪通過轉(zhuǎn)動軸可轉(zhuǎn)動地安裝在所述支架與所述定位板之間，并與所述大齒輪嚙合，所述轉(zhuǎn)動軸的一端與表針連接，當(dāng)所述動カ裝置轉(zhuǎn)動時(shí)，所述表針一起轉(zhuǎn)動。優(yōu)選地，所述的控制裝置是由單片機(jī)STC12C4015及其外圍電路構(gòu)成。優(yōu)選地，所述外部指令是模擬設(shè)備故障信號的指令。優(yōu)選地，所述仿真表是仿真壓カ表或仿真溫度表。本實(shí)用新型還提供了ー種故障仿真模擬系統(tǒng)，包括終端、網(wǎng)絡(luò)接ロ、網(wǎng)絡(luò)總線、仿真表，其中，所述仿真表是以上所述的仿真表，所述終端通過網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)絡(luò)總線與所述仿
真表連接。優(yōu)選地，所述網(wǎng)絡(luò)接ロ采用MAX485芯片，所述終端與所述仿真表之間采用RS-485協(xié)議通訊。優(yōu)選地，所述指令由所述終端以廣播形式發(fā)出，所述仿真表接收指令，地址正確則計(jì)算校驗(yàn)和，與指令中的校驗(yàn)和對比一致則按照模式和參數(shù)執(zhí)行命令，并返回正確信息報(bào)告，不一致則返回錯(cuò)誤信息報(bào)告。優(yōu)選地，所述指令數(shù)據(jù)包具有長包和短包兩種格式，所述長包用于終端向仿真表發(fā)送的指令，所述短包用于仿真表反饋回終端的信息。優(yōu)選地，所述長包長度為9個(gè)字節(jié)，第I個(gè)字節(jié)和第9個(gè)字節(jié)為固定的包頭和包尾，所述短包共有5個(gè)字節(jié)，第I個(gè)字節(jié)和第5個(gè)字節(jié)為固定的包頭和包尾。使用時(shí)，可將本實(shí)用新型的仿真表放置于各設(shè)備處(也可將該仿真表放置在教室等任何地方)，并通過電纜連接到控制室里的終端，終端將模擬設(shè)備故障信號的指令發(fā)送給仿真表的控制裝置，控制裝置根據(jù)該指令控制伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動，從而使表針進(jìn)行相應(yīng)的運(yùn)動。技術(shù)人員可根據(jù)表針運(yùn)動情況、轉(zhuǎn)動的角度來判斷設(shè)備出現(xiàn)的故障。換言之，如果真實(shí)的設(shè)備中壓カ表(或溫度表)的表針發(fā)生與本實(shí)用新型的仿真表的表針運(yùn)動相同的運(yùn)動，則可據(jù)此判定設(shè)備所發(fā)生的故障類型。本實(shí)用新型的智能模擬水壓カ表能智能控制，具有成本較低、高仿真性和高穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)。

圖I是本實(shí)用新型的故障仿真模擬系統(tǒng)的總體框圖；圖2是本實(shí)用新型的故障仿真模擬系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施例的總體框圖；圖3是本實(shí)用新型的一個(gè)實(shí)施例的仿真表結(jié)構(gòu)的立體透視圖；圖4是圖2中的仿真表結(jié)構(gòu)的另ー立體透視圖；圖5是圖2中的仿真表結(jié)構(gòu)的俯視圖，為清楚起見，移除了表殼；圖6是圖5的沿線A-A的剖視圖，為清楚起見，移除了表殼；圖7是圖2中網(wǎng)絡(luò)接ロ和控制裝置的硬件電路圖；圖8是消除電源電壓出現(xiàn)的尖峰的電路圖；圖9是本實(shí)用新型的故障仿真模擬系統(tǒng)的控制流程圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，以便更清楚理解本實(shí)用新型的目的、特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)理解的是，附圖所示的實(shí)施例并不是對本實(shí)用新型范圍的限制，而只是為了說明本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)精神。圖中相同的部分采用相同的附圖標(biāo)記表不。參見圖I和2，本實(shí)用新型的可實(shí)現(xiàn)智能控制的故障仿真模擬系統(tǒng)包括終端、網(wǎng)絡(luò)總線、網(wǎng)絡(luò)接口、仿真表。仿真表包括網(wǎng)絡(luò)接口 17、控制裝置、動力裝置、傳動裝置以及表針。其中，網(wǎng)絡(luò)總線用于傳輸終端所發(fā)出的數(shù)據(jù)包，網(wǎng)絡(luò)接口 17用于連接終端和控制裝置。以下以仿真壓力表為例，詳細(xì)說明本實(shí)用新型的故障仿真模擬系統(tǒng)。參見圖2至5，本實(shí)用新型的智能控制仿真壓力表100包括表殼I、控制裝置(未示出)、動力裝置、傳動裝置、控制信號插座2、表針。其中，動力裝置是由扭矩大、定位準(zhǔn)確、控制簡單的伺服電機(jī)3組成。伺服電機(jī)是一種位置伺服的驅(qū)動器，適用于需要角度不斷變化并可以保持的控制裝置，控制信號由接收機(jī)的通道進(jìn)入信號調(diào)制芯片，獲得直流偏置電壓，伺服電機(jī)內(nèi)部有一個(gè)基準(zhǔn)電路，產(chǎn)生周期為20ms，寬度為I. 5ms的基準(zhǔn)信號，將獲得的直流偏置電壓與電位器的電壓比較，獲得電壓差輸出。 傳動裝置包括軸套4、傳動軸5、支架6、大齒輪7、小齒輪8。伺服電機(jī)3的輸出軸30通過軸套4與傳動軸5的一端連接，軸套4與輸出軸30和傳動軸5之間通過頂絲9固定。傳動軸5的另一端安裝有大齒輪7。小齒輪8通過轉(zhuǎn)動軸12可轉(zhuǎn)動地安裝在支架6與定位板10之間，并與大齒輪7嚙合，轉(zhuǎn)動軸12的一端與表針20連接，另一端可轉(zhuǎn)動地連接到支架6上,支架6通過螺絲固定到底座11上，而定位板10亦通過螺絲固定到支架6上。伺服電機(jī)3通過底座11上的定位孔通過螺絲安裝在壓力表背面的外殼上，承載控制裝置的電路板(未示出)通過壓力表側(cè)面的定位孔固定在表殼內(nèi)，控制信號插座2通過安裝孔安裝在壓力表背面的外殼上。較佳地，本實(shí)用新型的仿真表還包括安裝柱15，安裝柱15穿過表殼側(cè)壁上的孔安裝到表殼上，用于將仿真表安裝到所需的位置。當(dāng)終端發(fā)出控制信號時(shí)，控制裝置控制伺服電機(jī)3轉(zhuǎn)動，伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動帶動大齒輪7轉(zhuǎn)動，進(jìn)而小齒輪7隨之轉(zhuǎn)動，并帶動表針也隨之轉(zhuǎn)動。圖7是圖2中網(wǎng)絡(luò)接口和控制裝置的硬件電路圖。參見圖2和圖7，電路板16由網(wǎng)絡(luò)接口電路17連接以單片機(jī)STC12C4015及其外圍電路構(gòu)成的控制裝置構(gòu)成。其中，網(wǎng)絡(luò)接口電路17是由插座Jl、MAX485芯片連接構(gòu)成，MAX485芯片為平衡驅(qū)動器和差分接收器的組合，該芯片的A、B端(或Jl的3、4端)與RS-485網(wǎng)絡(luò)總線連接，Jl的I和2腳為控制裝置提供電源；單片機(jī)STC12C4015具有兩個(gè)定時(shí)器，一個(gè)UART、PROOMdiM PWM、網(wǎng)絡(luò)和地址存儲功能，單片機(jī)STC12C4015的Pl. 2接有上拉電阻與控制信號插座2 (J2)的腳3連接；控制裝置通過控制信號插座2 (J2)的1、2腳向伺服電機(jī)提供電源，3腳向伺服電機(jī)輸出控制脈沖信號。圖8是為了消除上電時(shí)電源電壓出現(xiàn)尖峰的電路圖。由于伺服電機(jī)在啟動的瞬間會拉低電源電壓，而且在此電路中所有伺服電機(jī)由單一電源供電，所以設(shè)計(jì)了圖中所示的Π型網(wǎng)絡(luò)，有效消除了尖峰。表I示出在總線上傳輸?shù)臄?shù)據(jù)包中長包的形式。表I
權(quán)利要求1.一種仿真表，其特征在于，包括表殼、表針、動カ裝置、傳動裝置、控制裝置，其中， 所述表針、傳動裝置、所述控制裝置、控制信號插座安裝在所述表殼中，所述動カ裝置安裝在所述仿真表外部表殼上；以及 所述控制裝置接受外部指令控制所述動カ裝置，從而完成所述仿真表的仿真轉(zhuǎn)動。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的仿真表，其特征在于，所述動カ裝置是伺服電機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的仿真表，其特征在于，所述傳動裝置包括軸套、傳動軸、支架、定位板、大齒輪、小齒輪，其中， 所述動カ裝置的輸出軸通過所述軸套與所述傳動軸的一端連接，所述傳動軸的另一端安裝有大齒輪，所述小齒輪通過轉(zhuǎn)動軸可轉(zhuǎn)動地安裝在所述支架與所述定位板之間，并與所述大齒輪嚙合，所述轉(zhuǎn)動軸的一端與表針連接，當(dāng)所述動カ裝置轉(zhuǎn)動時(shí)，所述表針一起轉(zhuǎn)動。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的仿真表，其特征在干，所述的控制裝置是由單片機(jī)STC12C4015及其外圍電路構(gòu)成。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的仿真表，其特征在于，所述仿真表是仿真壓カ表或仿真溫度表。
6.ー種故障仿真模擬系統(tǒng)，包括終端、網(wǎng)絡(luò)接ロ、網(wǎng)絡(luò)總線、仿真表，其中，所述仿真表是權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的仿真表，所述終端通過網(wǎng)絡(luò)接口和網(wǎng)絡(luò)總線與所述仿真表連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的故障仿真模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡(luò)接ロ采用MAX485芯片，所述終端與所述仿真表之間采用RS-485協(xié)議通訊。
專利摘要一種仿真表和采用該仿真表的故障仿真模擬系統(tǒng)，其特征在于，包括表殼、表針、動力裝置、傳動裝置、控制裝置，其中，所述表針、傳動裝置、所述控制裝置、控制信號插座安裝在所述表殼中，所述動力裝置安裝所述仿真表外部表殼上；以及所述控制裝置接受外部指令控制所述動力裝置，從而完成所述仿真表的仿真轉(zhuǎn)動。本實(shí)用新型能夠模擬供水(或其它液、汽體)設(shè)備和系統(tǒng)出現(xiàn)特殊故障時(shí)壓力的變化，進(jìn)而真實(shí)反映當(dāng)時(shí)發(fā)生故障時(shí)水(或其它液、汽體)的壓力等數(shù)據(jù)，而且具有成本較低、高仿真性和高穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G09B19/00GK202473000SQ20112053449
公開日2012年10月3日 申請日期2011年12月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月19日
發(fā)明者李業(yè)麗, 陸利坤 申請人:北京印刷學(xué)院