專利名稱：人防工程防護(hù)設(shè)施操控仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種人防工程防護(hù)設(shè)施操控仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，屬于針對(duì)人防工程防護(hù)設(shè)施使用訓(xùn)練的仿真系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
人防工程是未來(lái)民眾在信息化條件下空襲與災(zāi)害中應(yīng)急防護(hù)的重要場(chǎng)所。人防工程由于其功能與等級(jí)的不同，按照相應(yīng)的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)置有多種防護(hù)設(shè)施。高等級(jí)人防工程防護(hù)設(shè)備多，設(shè)施復(fù)雜，維護(hù)管理與使用訓(xùn)練會(huì)動(dòng)用大量的設(shè)備，需要較多的人力和條件保障，全面訓(xùn)練難度大；較低等級(jí)的人防工程在平時(shí)使用時(shí)，由于只應(yīng)用到一般設(shè)施，不會(huì)使用到核化生防護(hù)設(shè)備，一旦戰(zhàn)時(shí)或應(yīng)急情況下使用，由于平時(shí)訓(xùn)練不足，可能會(huì)導(dǎo)致人防工程的防護(hù)設(shè)施不能發(fā)揮其應(yīng)有的作用。因此，需要開發(fā)一套人防工程防護(hù)設(shè)施的仿真模擬訓(xùn)練操控系統(tǒng)。該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)對(duì)人防工程內(nèi)部防護(hù)設(shè)施的智能控制功能，系統(tǒng)能根據(jù)工程受到威脅危害信息變動(dòng)情況，實(shí)現(xiàn)對(duì)防護(hù)設(shè)施的智能控制，同時(shí)實(shí)時(shí)顯示防護(hù)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)等功能。該模擬仿真訓(xùn)練系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)不依靠人防工程防護(hù)設(shè)施，而實(shí)現(xiàn)對(duì)防護(hù)設(shè)備使用操作訓(xùn)練，提高人防工程防護(hù)設(shè)施實(shí)際運(yùn)行時(shí)的可靠性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種人防工程防護(hù)設(shè)施操控仿真訓(xùn)練系統(tǒng)。模擬人防工程防護(hù)設(shè)施操控系統(tǒng)的功能及操作，利用仿真技術(shù)對(duì)人防工程的防護(hù)設(shè)施以及運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行模擬，并模擬操控系統(tǒng)所處的人防工程信息環(huán)境，從而確保仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的真實(shí)性，實(shí)現(xiàn)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)與操控系統(tǒng)高度一致性，通過仿真訓(xùn)練系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)人防工程防護(hù)設(shè)施一般操控訓(xùn)練、遭襲情況下的應(yīng)急處置訓(xùn)練、防護(hù)設(shè)施故障排除及維護(hù)訓(xùn)練以及戰(zhàn)時(shí)條件下人防工程防護(hù)訓(xùn)練等功能。為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型一種人防工程防護(hù)設(shè)施操控仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，其包括仿真訓(xùn)練平臺(tái)、仿真教練平臺(tái)、仿真顯示平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、仿真控制裝置。其特征在于其中仿真控制裝置采用PLC為核心控制元件，與實(shí)際的人防工程防護(hù)設(shè)施操控系統(tǒng)選用的硬件配置一致，以確保高度仿真操控系統(tǒng)的控制以及防化設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)和工程環(huán)境信息。[0005]仿真訓(xùn)練平臺(tái)由工業(yè)PC機(jī)，顯示器，鍵盤鼠標(biāo)，多串口卡組成，內(nèi)裝三維力控組態(tài)軟件，通過軟件開發(fā)完成仿真訓(xùn)練人機(jī)界面系統(tǒng)，包括防護(hù)設(shè)施手動(dòng)模擬操作模塊，防護(hù)設(shè)施聯(lián)動(dòng)模擬操作模塊，通風(fēng)方式轉(zhuǎn)換模擬操作模塊，防護(hù)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)模擬顯示模塊，通風(fēng)方式流程模擬顯示模塊，工程信息模擬顯示模塊，訓(xùn)練提示模塊，訓(xùn)練點(diǎn)評(píng)模塊等等；各個(gè)模塊可以由軟件編程人員根據(jù)功能自行開發(fā)完成。多串口卡通過RS232通訊線與仿真教練平臺(tái)內(nèi)的RS485與RS232智能轉(zhuǎn)換模塊相連，采集核化生數(shù)據(jù)庫(kù)的模擬數(shù)據(jù)。通過人機(jī)界面，系統(tǒng)受訓(xùn)人員可直觀、清晰地掌握防護(hù)設(shè)施操控特點(diǎn)，防護(hù)設(shè)施運(yùn)行特點(diǎn)，常見故障分析解決方法以及能夠正確應(yīng)對(duì)各種遭襲情況。[0006]仿真顯示平臺(tái)采用指示燈、電子屏以及數(shù)顯表等元件，通過導(dǎo)線與仿真控制裝置連接，實(shí)現(xiàn)人防工程防護(hù)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)的模擬顯示，人防工程信息的實(shí)時(shí)模擬顯示，人防工程通風(fēng)狀態(tài)的模擬顯示。仿真教練平臺(tái)主要由電流信號(hào)源，工業(yè)PC機(jī)，故障按鈕，RS485與RS232智能轉(zhuǎn)換模塊組成。電流信號(hào)源可提供4 20mA電流連續(xù)調(diào)節(jié)，教練員可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電流信號(hào)值，實(shí)現(xiàn)模擬工程內(nèi)的傳感器信號(hào)功能；工業(yè)PC機(jī)安裝SQL數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，可由教練員修改數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)參數(shù)，模擬工程內(nèi)核化生信息并通過所述的RS485與RS232智能轉(zhuǎn)換模塊傳輸給仿真訓(xùn)練平臺(tái)人機(jī)界面系統(tǒng)中。教練員通過操作故障按鈕實(shí)現(xiàn)防護(hù)設(shè)施運(yùn)行故障的模擬。仿真控制裝置主要由PLC、中間繼電器，直流電源，端子排，導(dǎo)線構(gòu)成。PLC支持 TCP/IP通訊協(xié)議，PLC通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與仿真訓(xùn)練平臺(tái)進(jìn)行通訊，介質(zhì)采用雙絞網(wǎng)線。PLC 的輸入模塊通過中間繼電器與仿真教練平臺(tái)故障按鈕連接，介質(zhì)采用銅芯導(dǎo)線。PLC輸出模擬通過中間繼電器與仿真顯示平臺(tái)指示燈及電子顯示屏連接，介質(zhì)采用銅芯導(dǎo)線。PLC模擬量轉(zhuǎn)換模塊與仿真教練平臺(tái)的電流信號(hào)源連接，介質(zhì)采用銅芯導(dǎo)線。通過PLC內(nèi)置的仿真控制控制程序，實(shí)現(xiàn)防護(hù)設(shè)施模擬控制及采集的功能。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于打破了人防工程防護(hù)設(shè)施運(yùn)行的時(shí)空局限，本仿真訓(xùn)練系統(tǒng)可在人防工程內(nèi)建設(shè)，平時(shí)完成防護(hù)訓(xùn)練任務(wù)；戰(zhàn)時(shí)可對(duì)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)略加改造，即可與人防工程防護(hù)設(shè)施操控系統(tǒng)形成互為備份，完成人防工程防護(hù)措施實(shí)際操控任務(wù)，提高工程的可靠性及安全性。本仿真訓(xùn)練系統(tǒng)也可單獨(dú)設(shè)置于人防工程外的任何地點(diǎn)，不受人防工程地點(diǎn)與條件限制，也不受防護(hù)設(shè)施數(shù)量、性能的限制，能實(shí)現(xiàn)工作人員的自主訓(xùn)練。通過仿真訓(xùn)練系統(tǒng)可模擬訓(xùn)練人防工程防護(hù)設(shè)施的各種操控功能以及遭襲時(shí)工程防護(hù)系統(tǒng)應(yīng)急響應(yīng)，通過系統(tǒng)的高度仿真模擬，真正實(shí)現(xiàn)了脫離人防工程現(xiàn)場(chǎng)條件限制而達(dá)到較為理想的訓(xùn)練效果，在節(jié)約人力、物力消耗的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)工程防護(hù)水平的有效提升。

圖1本實(shí)用新型的仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖圖2本實(shí)用新型仿真訓(xùn)練系統(tǒng)軟件模塊結(jié)構(gòu)圖
具體實(shí)施方式
本實(shí)用新型開發(fā)研制了一套人防工程防護(hù)設(shè)施操控仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，應(yīng)用于人防工程防護(hù)設(shè)施操控訓(xùn)練，包括仿真訓(xùn)練平臺(tái)、仿真教練平臺(tái)、仿真顯示平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、仿真控制裝置。其特征在于其中仿真控制裝置采用PLC為核心控制元件，與實(shí)際的人防工程防護(hù)設(shè)施操控系統(tǒng)選用的硬件配置一致，以確保高度仿真操控系統(tǒng)的控制以及防化設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)和工程環(huán)境信息等。如圖1所示。仿真訓(xùn)練平臺(tái)由工業(yè)PC機(jī)，顯示器，鍵盤鼠標(biāo)，多串口卡組成，內(nèi)裝三維力控組態(tài)軟件，通過軟件開發(fā)完成仿真訓(xùn)練人機(jī)界面系統(tǒng)，如圖2所示，包括防護(hù)設(shè)施手動(dòng)模擬操作模塊，防護(hù)設(shè)施聯(lián)動(dòng)模擬操作模塊，通風(fēng)方式轉(zhuǎn)換模擬操作模塊，防護(hù)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)模擬顯示模塊，通風(fēng)方式流程模擬顯示模塊，工程信息模擬顯示模塊，訓(xùn)練提示模塊，訓(xùn)練點(diǎn)評(píng)模塊等等；各個(gè)模塊可以由軟件編程人員根據(jù)功能自行開發(fā)完成。多串口卡通過RS232通訊線與仿真教練平臺(tái)內(nèi)的RS485與RS232智能轉(zhuǎn)換模塊相連，采集核化生數(shù)據(jù)庫(kù)的模擬數(shù)據(jù)。通過人機(jī)界面系統(tǒng)受訓(xùn)人員可直觀、清晰地掌握防護(hù)設(shè)施操控特點(diǎn)，防護(hù)設(shè)施運(yùn)行特點(diǎn)，常見故障分析解決方法以及能夠正確應(yīng)對(duì)各種遭襲情況。仿真訓(xùn)練系統(tǒng)不僅與實(shí)際防護(hù)設(shè)施操控系統(tǒng)功能完全一致，還具有特定的訓(xùn)練功能。仿真教練平臺(tái)主要由電流信號(hào)源，工業(yè)PC機(jī)，顯示器，鍵盤鼠標(biāo)，故障按鈕， RS485/RS232智能轉(zhuǎn)換模塊組成。電流信號(hào)源可提供4 20mA電流連續(xù)調(diào)節(jié)，教練員可實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)電流信號(hào)值，模擬工程內(nèi)的傳感器信號(hào)變化。如工程內(nèi)氧氣濃度，一氧化碳濃度，二氧化碳濃度，溫度，濕度等多種參數(shù)。教練員在訓(xùn)練過程中可實(shí)時(shí)改變這些工程參數(shù)，即通過電流信號(hào)變動(dòng)實(shí)現(xiàn)工程監(jiān)控信息的模擬輸入。工業(yè)PC機(jī)安裝三維組態(tài)軟件及SQL數(shù)據(jù)庫(kù)軟件，可由教練員修改數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)參數(shù)，模擬工程內(nèi)核化生信息并通過RS485/RS232智能轉(zhuǎn)換模塊傳輸給仿真訓(xùn)練平臺(tái)人機(jī)界面系統(tǒng)中。防護(hù)設(shè)施故障按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)防護(hù)設(shè)施故障的模擬，在訓(xùn)練過程中教練員可實(shí)時(shí)操作故障按鈕，在訓(xùn)練過程中設(shè)置防護(hù)設(shè)施運(yùn)行故障，訓(xùn)練受訓(xùn)人員發(fā)現(xiàn)故障、排除故障的能力，以到達(dá)提升防護(hù)保障能力的目的。仿真教練平臺(tái)具有模擬訓(xùn)練的教練功能，下達(dá)訓(xùn)練任務(wù)，監(jiān)控訓(xùn)練過程，點(diǎn)評(píng)訓(xùn)練結(jié)果等功能。仿真顯示平臺(tái)采用指示燈、電子屏以及數(shù)顯表等元件，通過導(dǎo)線與仿真控制裝置連接，實(shí)現(xiàn)人防工程防護(hù)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)的模擬顯示，人防工程信息的實(shí)時(shí)模擬顯示，人防工程通風(fēng)狀態(tài)的模擬顯示。通過仿真顯示平臺(tái)使受訓(xùn)人員直觀掌握防護(hù)設(shè)施運(yùn)行狀態(tài)以及工程環(huán)境的信息變化，使受訓(xùn)人員在訓(xùn)練過程中始終處于模擬真實(shí)場(chǎng)景中，有效提升個(gè)人技能水平及工程整體防護(hù)效能。網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)負(fù)責(zé)模擬訓(xùn)練系統(tǒng)數(shù)據(jù)交換的功能，本實(shí)用新型的仿真訓(xùn)練系統(tǒng)在通訊方面也完全與防護(hù)設(shè)施操控系統(tǒng)一致，支持多種通訊協(xié)議如TCP/IP，RS485，RS232等。仿真訓(xùn)練平臺(tái)，仿真教練平臺(tái)，仿真控制裝置通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通訊，傳輸訓(xùn)練相關(guān)的各種信息。仿真控制裝置主要由PLC、中間繼電器，直流電源，端子排，導(dǎo)線構(gòu)成。PLC支持 TCP/IP通訊協(xié)議，PLC通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與仿真訓(xùn)練平臺(tái)進(jìn)行通訊，介質(zhì)采用雙絞網(wǎng)線。PLC 的輸入模塊通過中間繼電器與仿真教練平臺(tái)故障按鈕連接，介質(zhì)采用銅芯導(dǎo)線。PLC輸出模擬通過中間繼電器與仿真顯示平臺(tái)指示燈及電子顯示屏連接，介質(zhì)采用銅芯導(dǎo)線。PLC 模擬量轉(zhuǎn)換模塊與仿真教練平臺(tái)的電流信號(hào)源連接，介質(zhì)采用銅芯導(dǎo)線。通過PLC內(nèi)置的仿真控制控制程序，實(shí)現(xiàn)防護(hù)設(shè)施模擬控制及采集的功能。利用PLC編程軟件開發(fā)與防護(hù)設(shè)施操控系統(tǒng)一致的控制程序，并開發(fā)具有訓(xùn)練功能的程序以實(shí)現(xiàn)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的訓(xùn)練任務(wù)。PLC的所有數(shù)據(jù)均與仿真教練平臺(tái)、仿真顯示平臺(tái)共享，從控制方法和原理上與實(shí)際的操控系統(tǒng)完全一致，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)仿真訓(xùn)練系統(tǒng)的高度模擬功能。本實(shí)用新型的防護(hù)設(shè)施操控仿真訓(xùn)練系統(tǒng)突破了工程時(shí)空限制，可在任意空間建設(shè)該系統(tǒng)，并實(shí)現(xiàn)高度仿真，訓(xùn)練系統(tǒng)操作方便，訓(xùn)練內(nèi)容豐富，可設(shè)定多種防護(hù)設(shè)施故障及遭襲環(huán)境信息，提高受訓(xùn)人員的技能，并極大地節(jié)省了由于以往訓(xùn)練的人力、物力投入， 經(jīng)費(fèi)開支，同時(shí)也有效地提升人防工程整體防護(hù)水平。該實(shí)用新型社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益高， 推廣前景廣闊。
權(quán)利要求1. 一種人防工程防護(hù)設(shè)施操控仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，其特征在于該系統(tǒng)包括仿真訓(xùn)練平臺(tái)、仿真教練平臺(tái)、仿真顯示平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、仿真控制裝置；仿真訓(xùn)練平臺(tái)由工業(yè)PC機(jī)，顯示器，鍵盤鼠標(biāo)，多串口卡組成，多串口卡通過RS232通訊線與仿真教練平臺(tái)內(nèi)的RS485與RS232智能轉(zhuǎn)換模塊相連；仿真顯示平臺(tái)包括指示燈、電子屏以及數(shù)顯表，通過導(dǎo)線與仿真控制裝置連接； 仿真教練平臺(tái)包括電流信號(hào)源，工業(yè)PC機(jī)，故障按鈕，RS485與RS232智能轉(zhuǎn)換模塊； 電流信號(hào)源提供4 20mA電流連續(xù)調(diào)節(jié)；仿真控制裝置包括PLC、中間繼電器，直流電源， 端子排，導(dǎo)線；PLC支持TCP/IP通訊協(xié)議，PLC通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與仿真訓(xùn)練平臺(tái)進(jìn)行通訊，介質(zhì)采用雙絞網(wǎng)線；PLC的輸入模塊通過中間繼電器與仿真教練平臺(tái)故障按鈕連接，介質(zhì)采用銅芯導(dǎo)線；PLC輸出模擬通過中間繼電器與仿真顯示平臺(tái)指示燈及電子顯示屏連接，介質(zhì)采用銅芯導(dǎo)線；PLC模擬量轉(zhuǎn)換模塊與仿真教練平臺(tái)的電流信號(hào)源連接，介質(zhì)采用銅芯導(dǎo)線。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種人防工程防護(hù)設(shè)施操控仿真訓(xùn)練系統(tǒng)，包括仿真訓(xùn)練平臺(tái)、仿真教練平臺(tái)、仿真顯示平臺(tái)、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)、仿真控制裝置；仿真訓(xùn)練平臺(tái)由工業(yè)PC機(jī)，顯示器，鍵盤鼠標(biāo)，多串口卡組成；仿真顯示平臺(tái)包括指示燈、電子屏以及數(shù)顯表，通過導(dǎo)線與仿真控制裝置連接；仿真教練平臺(tái)包括電流信號(hào)源，工業(yè)PC機(jī)，故障按鈕，RS485與RS232智能轉(zhuǎn)換模塊；仿真控制裝置包括PLC、中間繼電器，直流電源，端子排，導(dǎo)線；PLC支持TCP/IP通訊協(xié)議，PLC通過網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)與仿真訓(xùn)練平臺(tái)進(jìn)行通訊；PLC的輸入模塊通過中間繼電器與仿真教練平臺(tái)故障按鈕連接；PLC輸出模擬通過中間繼電器與仿真顯示平臺(tái)指示燈及電子顯示屏連接；PLC模擬量轉(zhuǎn)換模塊與仿真教練平臺(tái)的電流信號(hào)源連接。
文檔編號(hào)G09B9/00GK202102610SQ20112006273
公開日2012年1月4日 申請(qǐng)日期2011年3月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月10日
發(fā)明者劉超, 劉穎, 史海成, 張春明, 徐敏, 朱明輝, 武成杰, 郭寶林, 閔延琴 申請(qǐng)人:中國(guó)人民解放軍防化指揮工程學(xué)院