一种储气罐及空压机教学考试系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种储气罐及空压机教学考试系统，具有：模拟空压机、储气罐、过滤器及其连通管路正常和故障工作状态的模拟单元；存储所述模拟单元中各模拟机及其组件正常和故障的工作状态对应参数、解决故障操作的存储单元；根据模拟方案，调取并向模拟单元发送所述存储单元中模拟单元各组件工作和/或故障参数，使模拟单元表现出模拟方案状态的处理单元；为学员营造了真实储气罐及空压机操作现场，让储气罐及空压机操作人员上机进行各种实际操作训练和考核，提高储气罐及空压机操作人员的实际操作水平，减少储气罐及空压机操作过程中事故的发生，对发生紧急情况时，操作人员熟悉应急操作的流程，从而避免事故的发生或扩大化。
【专利说明】一种储气罐及空压机教学考试系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种互动的教学考试系统，尤其涉及一种储气罐及空压机教学考试系统。
【背景技术】
[0002]目前国内的储气罐及空压机操作人员取证培训只有理论授课及考核，取得储气罐及空压机操作人员对真实储气罐操作的流程以及操作仍处于模糊阶段，要经过较长时间，才可以掌握实际储气罐及空压机操作具体的操作，为储气罐及空压机的安全运行留下了很多安全隐患。
【发明内容】
[0003]本发明针对以上问题的提出，而研制的一种储气罐及空压机教学考试系统，具有:
[0004]模拟空压机、储气罐、过滤器及其连通管路正常和故障工作状态的模拟单元；
[0005]存储所述模拟单元中各模拟机及其组件正常和故障的工作状态对应参数、解决故障操作的存储单元；
[0006]根据模拟方案，调取并向模拟单元发送所述存储单元中模拟单元各组件工作和/或故障参数，使模拟单元表现出模拟方案状态的处理单元；
[0007]所述模拟单元包括:空压机模拟机、储气罐模拟机、过滤器模拟机、连接所述各模拟机的模拟连通管路和电源；所述的各模拟机组件具有多个模拟仪表和模拟阀门；
[0008]考试时，控制单元解析当前模拟方案，得到当前模拟方案中各模拟机及其组件的模拟状态，根据得到的模拟状态从所述的存储单元中调取相应的参数并向各模拟机和模拟机组件发送参数，使各模拟装置工作表现当前模拟方案中的状态；
[0009]考试人员根据所述模拟机和模拟机组件表现的状态，判断系统故障并作出相应操作，模拟机组件将考试人员的操作转换成操作信号通过传回控制单元；
[0010]控制单元解析操作信号与数据库中记载的解决故障操作进行比较，判定当前操作是否正确，给出判定结果，完成考试；
[0011]所述空压机模拟机具有:空压机模拟机本体、模拟与储气罐连通管路的空压机管路、带有模拟阀门I的空压机模拟水冷管路和空压机模拟压力表；
[0012]所述空压机本体内部设有:模拟空压机正常工作和故障状态下不同振动状态的振动电机I和设置在空压机本体外壁内，模拟工作或故障状态下发热状态的电加热丝；
[0013]空压机水冷管路内壁上设有电加热丝和振动电机II ;所述的空压机压力表接收处理单元发出的信号，显示相应的压力信号；
[0014]储气罐模拟机具有:储气罐模拟机本体，固定在储气罐模拟机本体上的储气罐模拟出气阀、储气罐模拟进气阀、储气罐模拟排气阀、储气罐模拟安全阀、模拟爆破片、发声单元和储气罐压力表；[0015]所述储气罐模拟机本体具有:设置在本体外壁内部，模拟储气罐温度状态的加热制冷单元；音响单元，模拟储气罐工作和故障状态下储气罐模拟机本体和各组件发出声
曰；
[0016]所述过滤器模拟机具有:过滤器模拟机本体、固定在该本体上的过滤器模拟出气阀、过滤器模拟压力表、过滤器模拟排气阀。
[0017]所述处理单元、存储单元和模拟单元中的各模拟机和模拟机组件通过控制总线通信连接；
[0018]所述的处理单元还具有一地址寄存器，存储各模拟机和模拟机组件在总线上的地址；所述处理单元在获得模拟参数后，通过控制总线向各模拟机和模拟机组件发送；模拟机组件产生的操作信号通过该控制总线传回控制单元。
[0019]所述各模拟机组件与各模拟机本体可拆连接；空压机模拟机本体、储气罐模拟机本体和过滤器模拟机本体的表面具有多个容纳各自模拟机组件的螺栓孔或卡接口；
[0020]所述的各模拟机组件的端部具有与所述的螺栓孔和卡接口配合的连接端。
[0021]所述每个模拟机和模拟机组件分别具有无线通信模块；所述无线通信单元具有一无线路由，所述各模拟机和模拟机组件与所述的控制单元无线通信连接。
[0022]所述无线路由支持快速安全设置，在组装考试系统中某一模拟机和模拟机组件时，按下所述的无线理由的快速设置按键；无线路由与当前准备连接的模拟机或模拟机组件自动建立WAP2安全连接；无线路由识别并存储当前设备的信息，将设备的信息上传给所述的控制单元；
[0023]控制单元在解析模拟方案并调取某设备的参数后，通过无线路由将参数传输到目标设备。
[0024]所述的空压机压力表、储气罐压力表和过滤器模拟压力表内部具有:数模转换芯片和安培表:所述数模转换芯片与所在组件的无线通信模块连接，接收处理单元发送的参数信息，将参数信息转化为电流值，所述安培表感知该电流值，显示相应的压力参数。
[0025]所述各组件中的阀门:模拟阀门1、储气罐模拟出气阀、储气罐模拟进气阀、储气罐模拟排气阀、储气罐模拟安全阀、过滤器模拟出气阀和过滤器模拟排气阀的内部分别具有:与电源连接的可调电阻、感知电阻变化的电流表或电压表，数模转换芯片；
[0026]考试人员做出操作时，转动各阀门的手阀，手阀的移动带动可调电阻工作，产生电流变化；所述的电流表或电压表检测电流变化的幅度并由数模转换芯片将电流变化转化为数字信号；
[0027]所述的处理单元根据该数字信号与数据库中存储的操作措施进行比对，给出判定结果。
[0028]还具有多媒体播放单元，该单元中存储有所述储气罐和空压机各种状态的教学展示视频和处理故障状态的操作演示视频；
[0029]所述存储单元中记录有演示方案，所述演示方案包含所述各模拟机和模拟机组件的工作参数和启动时间；
[0030]演示过程中，处理单元读取演示方案中的各模拟机和模拟机组件的工作参数和启动时间，控制模拟机和模拟机组件与操作演示视频同步展示。
[0031]由于采用了上述技术方案，本发明提供的一种储气罐及空压机教学考试系统，采用了国内常见的低压式、固定式、储存式压力容器，填补了储气罐及空压机实际操作考核的空白，为学员营造了真实储气罐及空压机操作现场，让储气罐及空压机操作人员上机进行各种实际操作训练和考核，提高储气罐及空压机操作人员的实际操作水平，减少储气罐及空压机操作过程中事故的发生，对发生紧急情况时，操作人员熟悉应急操作的流程，从而避免事故的发生或扩大化。
【专利附图】
【附图说明】
[0032]为了更清楚的说明本发明的实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0033]图1为本发明的正视图
[0034]图2为本发明的侧视图
[0035]图3为本发明数模转换芯片的电路图
[0036]1、过滤器模拟出气阀.2、过滤器压力表.3、过滤器模拟排气阀.4、过滤器模拟排污阀.5、储气罐模拟出气阀.6、储气罐压力表.7、储气罐模拟安全阀.8、储气罐模拟排气阀.9、储气罐模拟进气阀.10、空压机压力表.11、空压机模拟机本体.12、储气罐模拟排污阀.13、水冷系统管道.14、储气罐模拟机本体.15、过滤器模拟机本体。
【具体实施方式】
[0037]为使本发明的实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚完整的描述:
[0038]如图1所示:如图1和图2所示一种储气罐及空压机教学考试系统，主要包括:用于模拟空压机、储气罐、过滤器及其连通管路正常和故障工作状态的模拟单元。
[0039]主要用于存储所述模拟单元中各模拟机及其组件正常和故障的工作状态对应参数、解决故障操作的存储单元；
[0040]根据下达的模拟方案，调取并向模拟单元发送所述存储单元中模拟单元各组件工作和/或故障参数，使模拟单元表现出模拟方案状态的处理单元。
[0041]所述模拟单元主要包括模拟机和模拟机组件:构成储气罐系统的空压机模拟机、储气罐模拟机和过滤器模拟机；模拟机组件主要包括:连接所述各模拟机的模拟连通管路和电源；所述的模拟机组件具有多个模拟仪表和模拟阀门；
[0042]考试时，控制单元解析当前模拟方案，比如当前的模拟方案是模拟储气罐超压，主要涉及到储气罐压力表6和储气罐模拟机本体14，对应的参数即为储气罐压力表6的参数升高到一定范围值和储气罐体发热到一定的温度(针对不同的介质，数值有所不同，高于考试题目中使用的介质正常情况即可)，处理单元得到当前模拟方案中各模拟机及其组件的模拟状态，根据得到的模拟状态从所述的存储单元中调取模拟状态对应的参数并向各模拟机和模拟机组件发送参数，使各模拟装置工作表现当前模拟方案中的状态，即储气罐发热，压力表不正常升高。
[0043]考试人员根据所述模拟机和模拟机组件表现的状态，判断系统故障并作出相应操作，比如增加储气罐排放阀门的开启幅度，模拟机组件(储气罐模拟排气阀8)将考试人员的操作转换成操作信号通过传回控制单元。
[0044]控制单元解析操作信号与数据库中记载的解决故障操作进行比较，判定当前操作是否正确，给出判定结果，完成考试。
[0045]为了更为逼真的模拟储气罐系统的工作或故障状态，优选的，所述空压机模拟机具有:空压机模拟机本体11、模拟与储气罐连通管路的空压机管路、带有模拟阀门I的空压机模拟水冷管路和空压机压力表10。
[0046]空压机在工作过程中，不可避免的产生机械振动，并且在故障状态下，振动幅度可能更大。故作为一个较佳的实施方式，所述空压机本体内部设有:模拟空压机正常工作和故障状态下不同振动状态的振动电机I，优选的，可以采用偏振电机，来模拟振动。通过设置不同的振动等级，模拟正常工作和非正常工作。
[0047]空压机的非正常工作状态，尤其是超负荷工作状态，会造成空压机发热，为了增加真实感，在空压机本体外壁内，模拟工作或故障状态下发热状态的电加热丝。在模拟状态下，加热丝接受处理单元的控制，加热空压机的外表面。
[0048]同样的，在故障状态下，空压机的水冷管路同样会出现过热或震动问题，故优选的，空压机水冷管路内壁上设有电加热丝和振动电机II;所述的空压机压力表10接收处理单元发出的信号，显示相应的压力信号。
[0049]同样的，当模拟考试方案为空压机超压时，处理单元在存储单元中调取空压机超压对应的模拟机和模拟机组件的工作参数:空压机模拟机本体I出现低频振动(振幅较大)，空压机模拟机I过热(超负荷状态)，空压机压力表10显示超压状态。
[0050]考试人员根据上述的状态，做出判断，控制相应模拟机组件做出相应的反应。
[0051]所述的储气罐模拟机具有:储气罐模拟机本体14,固定在储气罐模拟机本体14上的储气罐模拟出气阀55、储气罐模拟进气阀9、储气罐模拟排气阀8、储气罐模拟安全阀7、模拟爆破片、发声单元和储气罐压力表6。
[0052]进一步的，考虑到储气罐在某些工作状态下，尤其是常见的超压状态下，会发热和内部压力上升，故优选的，所述储气罐模拟机本体14具有:设置在本体外壁内部，模拟储气罐温度状态的加热制冷单元，用于模拟储气罐的温度变化；音响单元，模拟储气罐工作和故障状态下储气罐模拟机本体14和各组件发出声音，尤其能够模拟储气罐在超压状态下排气阀泄放状态下发出的声音和模拟爆破片打开的噪音。
[0053]作为一个较佳的实施方式，所述音箱单元存储有各种工作状态下对应的录音，在接收到处理单元发出的模拟参数后，调取对应的录音，进行播放，增加模拟时的真实感。
[0054]与空压机和储气罐模拟机类似，所述过滤器模拟机主要包括:过滤器模拟机本体15、固定在该本体上的模拟机组件:过滤器模拟出气阀1、过滤器压力表2、过滤器模拟排气闽3等。
[0055]进一步的，为了保证处理单元和各模拟机以及模拟机组件之间的通信，保证数据传输速度和准确性，作为一个较佳的实施方式，所述处理单元、存储单元和模拟单元中的各模拟机和模拟机组件通过控制总线通信连接。
[0056]所述的处理单元具有一地址寄存器，存储各模拟机和模拟机组件在总线上的地址；所述处理单元在获得模拟参数后，通过控制总线向各模拟机和模拟机组件发送；模拟机组件产生的操作信号通过该控制总线传回控制单元。
[0057]更进一步的，为了方便更换模拟机组件，方便日后维修更换和升级，作为一个较佳的实施方式，所述各模拟机组件与各模拟机本体可拆连接；空压机模拟机本体11、储气罐模拟机本体14和过滤器模拟机本体15的表面具有多个容纳各自模拟机组件的螺栓孔或卡接口。
[0058]同样的，所述的各模拟机组件的端部具有与所述的螺栓孔和卡接口配合的连接端。在组装、拆解和更换模拟机组件时，不需要专门工具，只需要单手即可完成更换。
[0059]作为另一个较佳的实施方式，控制单元和模拟机以及模拟机组件质检可以采用无线通信连接:
[0060]每个模拟机和模拟机组件分别具有无线通信模块；所述无线通信单元具有一无线路由，所述各模拟机和模拟机组件与所述的控制单元无线通信连接。在实际过程中可以采用wifi协议。
[0061]采用无线通信连接带来的好处之一，可以采用支持快速安全设置的路由，在组装考试系统中某一模拟机和模拟机组件时，按下所述的无线路由的快速设置按键；无线路由与当前准备连接的模拟机或模拟机组件可以自动建立WAP2安全连接。同时，无线路由识别并存储当前设备(模拟机组件和模拟机)的网络信息，将网络设备的信息上传给所述的控制单元，控制单元对网络设备的地址和设备类型进行存储，以便在发送模拟参数时找到所述的设备。
[0062]工作状态下，控制单元在解析模拟方案并调取某设备的参数后，通过无线路由将参数传输到目标设备。
[0063]这样，在某个模拟机组件发生故障后，可以及时更换，并且不用涉及单片机或地址寄存器的编写，极大的方便了现场人员的操作。
[0064]为了能够有效的模拟指针式仪表(相对于传统仪表，数显式仪表只能显示度数，而不能显示区间，不利于现场人员直观的感知当前设备的压力状态)，方便现场人员直观了解当前设备的压力等情况。
[0065]优选的，所述的空压机压力表10、储气罐压力表6和过滤器压力表内部具有:数模转换芯片、安培表和电源:所述数模转换芯片与所在组件的无线通信模块连接，接收处理单元发送的参数信息，将参数信息转化为电流值(控制电源产生相应的电流或电压)，所述安培表(或电压表)感知该电流值，使电流表指针产生偏转。
[0066]根据电流表指针的偏转，设置参数区间，将安培表或电压表的表盘度数换算成相应的压力指数即可。在实际使用过程中，可以采用DAC1209或类似的数模转换芯片实现上述数模转换的功能。电路图如图3所示。
[0067]同样的，为了反映操作者在操作阀门时的操作，所述各组件中的模拟阀门:模拟阀门1、储气罐模拟出气阀5、储气罐模拟进气阀9、储气罐模拟排气阀8、储气罐模拟安全阀
7、过滤器模拟出气阀I和过滤器模拟排气阀3等模拟阀门的内部分别具有:与电源连接的可调电阻、感知电阻变化的电流表或电压表，数模转换芯片。在实际使用过程中，可以采用DAC1209或类似的数模转换芯片实现上述数模转换的功能。电路图如图3所示。
[0068]考试人员做出操作时，转动各阀门的手阀，手阀的移动带动可调电阻工作，使电源输出的电流或电压变化；所述的电流表或电压表检测电流或电压变化的幅度并由数模转换芯片将电流或电压的变化转化为数字信号，该数字信号即代表操作者转动阀门的幅度。
[0069]所述的处理单元根据该数字信号与数据库中存储的正确操作措施进行比对，给出判定结果。
[0070]所述的解决方案，与模拟方法对应，包含了解决故障状态模拟方案采取操作对应的操作参数。
[0071]在涉及到超温超压的模拟中，所述的空压机模拟机本体1、储气罐模拟机本体14和过滤器模拟机本体15中的电加热丝工作，加热所述各模拟机的外壳，但是外壳散热需要一段时间，为了加快外壳散热的速度，所述各模拟机的外壳材质为铝合金材质。
[0072]更进一步的，本发明还具有多媒体演示单元，该单元中存储有所述储气罐和空压机各种状态的教学展示视频和处理故障状态的操作演示视频；
[0073]所述存储单元中记录有演示方案，所述演示方案包含所述各模拟机和模拟机组件的工作参数和启动时间；
[0074]演示过程中，处理单元读取演示方案中的各模拟机和模拟机组件的工作参数和启动时间，控制模拟机和模拟机组件与操作演示视频同步展示。
[0075]以上所述，仅为本发明较佳的【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，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种储气罐及空压机教学考试系统,具有: 模拟空压机、储气罐、过滤器及其连通管路正常和故障工作状态的模拟单元； 存储所述模拟单元中各模拟机及其组件正常和故障的工作状态对应参数、解决故障操作的存储单元； 根据模拟方案，调取并向模拟单元发送所述存储单元中模拟单元各组件工作和/或故障参数，使模拟单元表现出模拟方案状态的处理单元； 所述模拟单元包括:空压机模拟机、储气罐模拟机、过滤器模拟机、连接所述各模拟机的模拟连通管路、模拟机组件和电源；所述的各模拟机组件具有多个模拟仪表和模拟阀门； 考试时，控制单元解析当前模拟方案，得到当前模拟方案中各模拟机及其组件的模拟状态，根据得到的模拟状态从所述的存储单元中调取相应的参数并向各模拟机和模拟机组件发送参数，使各模拟装置工作并表现当前模拟方案中的状态； 考试人员根据所述模拟机和模拟机组件表现的状态，判断系统故障并在模拟机组件上作出相应操作，模拟机组件将考试人员的操作转换成操作信号传回控制单元； 控制单元解析所述操作信号，还原考试人员的操作并与数据库中记载的解决故障操作进行比较，判定当前操作是否正确，给出判定结果，完成考试； 所述空压机模拟机具有:空压机模拟机本体、模拟与储气罐连通管路的空压机管路、带有模拟阀门I的空压机模拟水冷管路和模拟机组件；模拟机组件为固定在空压机模拟机本体上的空压机压力表； 所述空压机本体内部设有:模拟空压机正常工作和故障状态下不同振动状态的振动电机I和设置在空压机本体外壁内，模拟工作或故障状态下发热状态的电加热丝； 空压机水冷管路内壁上设有电加热丝和振动电机II ;所述的空压机压力表接收处理单元发出的信号，显示相应的压力信号； 储气罐模拟机具有:储气罐模拟机本体，固定在储气罐模拟机本体上的储气罐模拟出气阀、储气罐模拟进气阀、储气罐模拟排气阀、储气罐模拟安全阀、模拟爆破片、发声单元和储气罐压力表； 所述储气罐模拟机本体具有:设置在本体外壁内部，模拟储气罐温度状态的加热制冷单元；音响单元，模拟储气罐工作和故障状态下储气罐模拟机本体和各组件发出声音； 所述过滤器模拟机具有:过滤器模拟机本体、固定在该本体上的过滤器模拟出气阀、过滤器模拟压力表、过滤器模拟排气阀。
2.根据权利要求1所述的一种储气罐及空压机教学考试系统，其特征还在于:所述处理单元、存储单元和模拟单元中的各模拟机和模拟机组件通过控制总线通信连接； 所述的处理单元还具有一地址寄存器，存储各模拟机和模拟机组件在总线上的地址；所述处理单元在获得模拟参数后，通过控制总线向各模拟机和模拟机组件发送；模拟机组件产生的操作信号通过该控制总线传回控制单元。
3.根据权利要求1所述的一种储气罐及空压机教学考试系统，其特征还在于:所述各模拟机组件与各模拟机本体可拆连接；空压机模拟机本体、储气罐模拟机本体和过滤器模拟机本体的表面具有多个容纳各自模拟机组件的螺栓孔或卡接口 ； 所述的各模拟机组件的端部具有与所述的螺栓孔和卡接口配合的连接端。
4.根据权利要求1所述的一种储气罐及空压机教学考试系统，其特征还在于:所述每个模拟机和模拟机组件分别具有无线通信模块；所述处理单元连接有一无线路由，所述各模拟机和模拟机组件与所述的控制单元无线通信连接。
5.根据权利要求4所述的一种储气罐及空压机教学考试系统，其特征还在于:所述无线路由支持快速安全设置，在组装考试系统中某一模拟机和模拟机组件时，按下所述的无线理由的快速设置按键；无线路由与当前准备连接的模拟机或模拟机组件自动建立WAP2安全连接；无线路由识别并存储当前设备的信息，将设备的信息上传给所述的控制单元； 控制单元在解析模拟方案并调取某设备的参数后，通过无线路由将参数传输到目标设备。
6.根据权利要求5所述的一种储气罐及空压机教学考试系统，其特征还在于: 所述的空压机压力表、储气罐压力表和过滤器模拟压力表内部具有:数模转换芯片和安培表:所述数模转换芯片与其所在的模拟机组件中的无线通信模块连接，通过无线通信模块接收处理单元发送的参数信息，根据参数信息控制电源输出相应的电流值，所述安培表感知该电流值，安培表指针发生偏转；所述安培表表盘在安培表指针移到范围内具有对应的压力参数值。
7.根据权利要求5所述的一种储气罐及空压机教学考试系统，其特征还在于:所述各组件中的阀门:模拟阀门1、储气罐模拟出气阀、储气罐模拟进气阀、储气罐模拟排气阀、储气罐模拟安全阀、过滤器模拟出气阀和过滤器模拟排气阀的内部分别具有:与电源连接的可调电阻、感知电阻变化的电流表或电压表，数模转换芯片； 考试人员做出操作时，转动各阀门的手阀，手阀的移动带动可调电阻工作，控制电源输出变化的电流；所述的电流表`或电压表检测电流变化的幅度并由数模转换芯片将电流变化转化为数字信号； 所述的处理单元根据该数字信号与数据库中存储的操作措施进行比对，给出判定结果O
8.根据权利要求2或5所述的一种储气罐及空压机教学考试系统，其特征还在于:所述储气罐模拟安全阀和模拟爆破片具有可重复使用的弹出机构，弹出机构具有与所述控制单元通信连接的控制模块，接收由控制单元发出的开启命令，控制模块控制弹出机构的锁打开，所述安全阀和爆破片的活动部分弹出。
9.根据权利要求1-7任意一项权利要求所述的一种储气罐及空压机教学考试系统，其特征还在于:所述空压机模拟机本体、储气罐模拟机本体和过滤器模拟机本体具有铝合金外壳。
10.根据权利要求1所述的一种储气罐及空压机教学考试系统，其特征还在于:还具有多媒体播放单元，该单元中存储有所述储气罐和空压机各种状态的教学展示视频和处理故障状态的操作演示视频； 所述存储单元中记录有演示方案，所述演示方案包含所述各模拟机和模拟机组件的工作参数和启动时间； 演示过程中，处理单元读取演示方案中的各模拟机和模拟机组件的工作参数和启动时间，控制模拟机和模拟机组件与操作演示视频同步展示。
【文档编号】G09B9/00GK103700294SQ201410013493
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】宫俱岭, 罗德成, 门功成, 李晔 申请人:大连天丰科技有限公司