专利名称：人防工程防护设施操控仿真训练系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种人防工程防护设施操控仿真训练系统，属于针对人防工程防护设施使用训练的仿真系统。
背景技术：
人防工程是未来民众在信息化条件下空袭与灾害中应急防护的重要场所。人防工程由于其功能与等级的不同，按照相应的规范标准，设置有多种防护设施。高等级人防工程防护设备多，设施复杂，维护管理与使用训练会动用大量的设备，需要较多的人力和条件保障，全面训练难度大；较低等级的人防工程在平时使用时，由于只应用到一般设施，不会使用到核化生防护设备，一旦战时或应急情况下使用，由于平时训练不足，可能会导致人防工程的防护设施不能发挥其应有的作用。因此，需要开发一套人防工程防护设施的仿真模拟训练操控系统。该系统主要实现对人防工程内部防护设施的智能控制功能，系统能根据工程受到威胁危害信息变动情况，实现对防护设施的智能控制，同时实时显示防护设施运行状态参数等功能。该模拟仿真训练系统可实现不依靠人防工程防护设施，而实现对防护设备使用操作训练，提高人防工程防护设施实际运行时的可靠性。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种人防工程防护设施操控仿真训练系统。模拟人防工程防护设施操控系统的功能及操作，利用仿真技术对人防工程的防护设施以及运行状态进行模拟，并模拟操控系统所处的人防工程信息环境，从而确保仿真训练系统的真实性，实现仿真训练系统与操控系统高度一致性，通过仿真训练系统可实现对人防工程防护设施一般操控训练、遭袭情况下的应急处置训练、防护设施故障排除及维护训练以及战时条件下人防工程防护训练等功能。为了达到上述目的，本实用新型一种人防工程防护设施操控仿真训练系统，其包括仿真训练平台、仿真教练平台、仿真显示平台、网络交换机、仿真控制装置。其特征在于其中仿真控制装置采用PLC为核心控制元件，与实际的人防工程防护设施操控系统选用的硬件配置一致，以确保高度仿真操控系统的控制以及防化设施运行状态和工程环境信息。[0005]仿真训练平台由工业PC机，显示器，键盘鼠标，多串口卡组成，内装三维力控组态软件，通过软件开发完成仿真训练人机界面系统，包括防护设施手动模拟操作模块，防护设施联动模拟操作模块，通风方式转换模拟操作模块，防护设施运行状态模拟显示模块，通风方式流程模拟显示模块，工程信息模拟显示模块，训练提示模块，训练点评模块等等；各个模块可以由软件编程人员根据功能自行开发完成。多串口卡通过RS232通讯线与仿真教练平台内的RS485与RS232智能转换模块相连，采集核化生数据库的模拟数据。通过人机界面，系统受训人员可直观、清晰地掌握防护设施操控特点，防护设施运行特点，常见故障分析解决方法以及能够正确应对各种遭袭情况。[0006]仿真显示平台采用指示灯、电子屏以及数显表等元件，通过导线与仿真控制装置连接，实现人防工程防护设施运行状态的模拟显示，人防工程信息的实时模拟显示，人防工程通风状态的模拟显示。仿真教练平台主要由电流信号源，工业PC机，故障按钮，RS485与RS232智能转换模块组成。电流信号源可提供4 20mA电流连续调节，教练员可实时调节电流信号值，实现模拟工程内的传感器信号功能；工业PC机安装SQL数据库软件，可由教练员修改数据库内参数，模拟工程内核化生信息并通过所述的RS485与RS232智能转换模块传输给仿真训练平台人机界面系统中。教练员通过操作故障按钮实现防护设施运行故障的模拟。仿真控制装置主要由PLC、中间继电器，直流电源，端子排，导线构成。PLC支持 TCP/IP通讯协议，PLC通过网络交换机与仿真训练平台进行通讯，介质采用双绞网线。PLC 的输入模块通过中间继电器与仿真教练平台故障按钮连接，介质采用铜芯导线。PLC输出模拟通过中间继电器与仿真显示平台指示灯及电子显示屏连接，介质采用铜芯导线。PLC模拟量转换模块与仿真教练平台的电流信号源连接，介质采用铜芯导线。通过PLC内置的仿真控制控制程序，实现防护设施模拟控制及采集的功能。本实用新型的优点在于打破了人防工程防护设施运行的时空局限，本仿真训练系统可在人防工程内建设，平时完成防护训练任务；战时可对仿真训练系统略加改造，即可与人防工程防护设施操控系统形成互为备份，完成人防工程防护措施实际操控任务，提高工程的可靠性及安全性。本仿真训练系统也可单独设置于人防工程外的任何地点，不受人防工程地点与条件限制，也不受防护设施数量、性能的限制，能实现工作人员的自主训练。通过仿真训练系统可模拟训练人防工程防护设施的各种操控功能以及遭袭时工程防护系统应急响应，通过系统的高度仿真模拟，真正实现了脱离人防工程现场条件限制而达到较为理想的训练效果，在节约人力、物力消耗的基础上，实现工程防护水平的有效提升。
图1本实用新型的仿真训练系统的结构图图2本实用新型仿真训练系统软件模块结构图
具体实施方式
本实用新型开发研制了一套人防工程防护设施操控仿真训练系统，应用于人防工程防护设施操控训练，包括仿真训练平台、仿真教练平台、仿真显示平台、网络交换机、仿真控制装置。其特征在于其中仿真控制装置采用PLC为核心控制元件，与实际的人防工程防护设施操控系统选用的硬件配置一致，以确保高度仿真操控系统的控制以及防化设施运行状态和工程环境信息等。如图1所示。仿真训练平台由工业PC机，显示器，键盘鼠标，多串口卡组成，内装三维力控组态软件，通过软件开发完成仿真训练人机界面系统，如图2所示，包括防护设施手动模拟操作模块，防护设施联动模拟操作模块，通风方式转换模拟操作模块，防护设施运行状态模拟显示模块，通风方式流程模拟显示模块，工程信息模拟显示模块，训练提示模块，训练点评模块等等；各个模块可以由软件编程人员根据功能自行开发完成。多串口卡通过RS232通讯线与仿真教练平台内的RS485与RS232智能转换模块相连，采集核化生数据库的模拟数据。通过人机界面系统受训人员可直观、清晰地掌握防护设施操控特点，防护设施运行特点，常见故障分析解决方法以及能够正确应对各种遭袭情况。仿真训练系统不仅与实际防护设施操控系统功能完全一致，还具有特定的训练功能。仿真教练平台主要由电流信号源，工业PC机，显示器，键盘鼠标，故障按钮， RS485/RS232智能转换模块组成。电流信号源可提供4 20mA电流连续调节，教练员可实时调节电流信号值，模拟工程内的传感器信号变化。如工程内氧气浓度，一氧化碳浓度，二氧化碳浓度，温度，湿度等多种参数。教练员在训练过程中可实时改变这些工程参数，即通过电流信号变动实现工程监控信息的模拟输入。工业PC机安装三维组态软件及SQL数据库软件，可由教练员修改数据库内参数，模拟工程内核化生信息并通过RS485/RS232智能转换模块传输给仿真训练平台人机界面系统中。防护设施故障按钮实现对防护设施故障的模拟，在训练过程中教练员可实时操作故障按钮，在训练过程中设置防护设施运行故障，训练受训人员发现故障、排除故障的能力，以到达提升防护保障能力的目的。仿真教练平台具有模拟训练的教练功能，下达训练任务，监控训练过程，点评训练结果等功能。仿真显示平台采用指示灯、电子屏以及数显表等元件，通过导线与仿真控制装置连接，实现人防工程防护设施运行状态的模拟显示，人防工程信息的实时模拟显示，人防工程通风状态的模拟显示。通过仿真显示平台使受训人员直观掌握防护设施运行状态以及工程环境的信息变化，使受训人员在训练过程中始终处于模拟真实场景中，有效提升个人技能水平及工程整体防护效能。网络交换机负责模拟训练系统数据交换的功能，本实用新型的仿真训练系统在通讯方面也完全与防护设施操控系统一致，支持多种通讯协议如TCP/IP，RS485，RS232等。仿真训练平台，仿真教练平台，仿真控制装置通过网络交换机，采用TCP/IP协议进行通讯，传输训练相关的各种信息。仿真控制装置主要由PLC、中间继电器，直流电源，端子排，导线构成。PLC支持 TCP/IP通讯协议，PLC通过网络交换机与仿真训练平台进行通讯，介质采用双绞网线。PLC 的输入模块通过中间继电器与仿真教练平台故障按钮连接，介质采用铜芯导线。PLC输出模拟通过中间继电器与仿真显示平台指示灯及电子显示屏连接，介质采用铜芯导线。PLC 模拟量转换模块与仿真教练平台的电流信号源连接，介质采用铜芯导线。通过PLC内置的仿真控制控制程序，实现防护设施模拟控制及采集的功能。利用PLC编程软件开发与防护设施操控系统一致的控制程序，并开发具有训练功能的程序以实现仿真训练系统的训练任务。PLC的所有数据均与仿真教练平台、仿真显示平台共享，从控制方法和原理上与实际的操控系统完全一致，进而实现仿真训练系统的高度模拟功能。本实用新型的防护设施操控仿真训练系统突破了工程时空限制，可在任意空间建设该系统，并实现高度仿真，训练系统操作方便，训练内容丰富，可设定多种防护设施故障及遭袭环境信息，提高受训人员的技能，并极大地节省了由于以往训练的人力、物力投入， 经费开支，同时也有效地提升人防工程整体防护水平。该实用新型社会效益和经济效益高， 推广前景广阔。
权利要求1. 一种人防工程防护设施操控仿真训练系统，其特征在于该系统包括仿真训练平台、仿真教练平台、仿真显示平台、网络交换机、仿真控制装置；仿真训练平台由工业PC机，显示器，键盘鼠标，多串口卡组成，多串口卡通过RS232通讯线与仿真教练平台内的RS485与RS232智能转换模块相连；仿真显示平台包括指示灯、电子屏以及数显表，通过导线与仿真控制装置连接； 仿真教练平台包括电流信号源，工业PC机，故障按钮，RS485与RS232智能转换模块； 电流信号源提供4 20mA电流连续调节；仿真控制装置包括PLC、中间继电器，直流电源， 端子排，导线；PLC支持TCP/IP通讯协议，PLC通过网络交换机与仿真训练平台进行通讯，介质采用双绞网线；PLC的输入模块通过中间继电器与仿真教练平台故障按钮连接，介质采用铜芯导线；PLC输出模拟通过中间继电器与仿真显示平台指示灯及电子显示屏连接，介质采用铜芯导线；PLC模拟量转换模块与仿真教练平台的电流信号源连接，介质采用铜芯导线。
专利摘要本实用新型涉及一种人防工程防护设施操控仿真训练系统，包括仿真训练平台、仿真教练平台、仿真显示平台、网络交换机、仿真控制装置；仿真训练平台由工业PC机，显示器，键盘鼠标，多串口卡组成；仿真显示平台包括指示灯、电子屏以及数显表，通过导线与仿真控制装置连接；仿真教练平台包括电流信号源，工业PC机，故障按钮，RS485与RS232智能转换模块；仿真控制装置包括PLC、中间继电器，直流电源，端子排，导线；PLC支持TCP/IP通讯协议，PLC通过网络交换机与仿真训练平台进行通讯；PLC的输入模块通过中间继电器与仿真教练平台故障按钮连接；PLC输出模拟通过中间继电器与仿真显示平台指示灯及电子显示屏连接；PLC模拟量转换模块与仿真教练平台的电流信号源连接。
文档编号G09B9/00GK202102610SQ20112006273
公开日2012年1月4日 申请日期2011年3月10日 优先权日2011年3月10日
发明者刘超, 刘颖, 史海成, 张春明, 徐敏, 朱明辉, 武成杰, 郭宝林, 闵延琴 申请人:中国人民解放军防化指挥工程学院