一种基于6KV实体电气柜的三维实景培训系统

技术领域

本发明涉及电气系统控制技术领域，特别涉及一种基于6KV实体电气柜的三维实景培训系统。

背景技术

在火电机组6KV电气柜的实际运维中，值班员操作频繁，但高压电气柜的操作风险较高，出现失误或者操作不当，极易造成人身伤亡事故和设备损坏。火电厂对运行值班员电气操作的深入培训，要求较高且比较迫切，但目前仿真系统6KV电气柜的操作培训，第一种方式是以二维画面或者三维模型与仿真系统关联进行培训，培训过程没有实物接触感，不能真实感受、理解操作过程；第二种方式是采用单独6KV实体电气柜学习操作，不能和整体系统关联，没有联动操作效果，培训过程只是孤立的操作，达不到观察操作过程的关联变化，不能起到培训后就能上岗操作的需求。

通过对以上两种方式的分析，发现存在以下问题，第一种方式采用计算机图像技术，实现在电脑显示器上的模拟操作，不能实际接触6KV实体设备，没有实操感受，对6KV电气柜停、送电和故障处理没有直观的感受，只能起到原理性学习；第二种方式采用孤立6KV电气柜上的模拟操作，只是机械性的操作学习，没有起到系统性关联培训，不能把原理和实操相结合。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于6KV实体电气柜的三维实景培训系统，采用6KV实体电气柜结合6KV电气柜三维实景模型进行火电厂仿真联合培训，将原理性学习和实际操作精密结合在一起，真正起到了联合培训的目的；彻底解决了6KV电气柜操作培训和实体脱节，和全厂大系统不关联，不能和6KV电气柜操作、保护原理相结合的问题，真正实现虚实一体、操作和理论相结合的培训方式。

为了达到以上目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于6KV实体电气柜的三维实景培训系统，包括布置在仿真培训教室的仿真培训系统4，通过TCP/IP协议网线3与布置在仿真机房的安装有6KV三维实景模型2的计算机连接；仿真培训系统4通过TCP/IP协议网线5与通讯计算机6连接；通讯计算机6通过数据线7与通讯板卡8连接，通讯板卡8与6KV电气柜1的开关量信号及模拟量信号连接，实现四种数据信号的交互。

所述的通讯板卡8按数据类型分为四种：开关量信号DO9信号传递6KV电气柜1的指令信号；开关量信号DI10信号传递6KV电气柜1的反馈信号；模拟量信号AO11信号传递6KV电气柜1的模拟量指令信号；模拟量信号AI12信号传递6KV电气柜1的模拟量反馈信号。

所述的6KV三维实景模型2是根据6KV电气柜1形状、功能、部件位置的布置而建立的对应的三维实景模型，以程序形式安装于仿真机房内的计算机上。

所述的仿真培训系统4内包含6KV电气柜仿真二次回路模型；与6KV三维实景模型2通讯，同时经通讯计算机6与6KV电气柜1通讯，实现数据同步，在6KV电气柜1上、或者6KV三维实景模型2上、或者仿真培训系统4上均可进行培训操作、状态、数据同步。

所述的通讯计算机6为工控机，具有4条以上PCI插槽，能够满足模拟量、开关量PCI板卡数据采集的功能。

和现有技术相比较，本发明具备如下优点：

1、引入实体6KV电气柜1，彻底解决了6KV电气柜操作培训和实体脱节，和全厂大系统不关联的问题，实现真正的虚实一体化培训。

2、6KV三维实景模型2与实体6KV电气柜1状态同步，虚实场景结合，培训过程中加深培训理解。

3、既能在仿真培训系统4上操作(又称为“盘前操作”)，又能在6KV三维实景模型2上、6KV电气柜1或者上进行培训操作、状态、数据同步；培训过程涵盖“盘前--三维实景模型--实体6KV电气柜”全场景培训，强化培训过程，加深操作理解，有效杜绝生产过程操作事故发生。

附图说明

图1为本发明的系统连接示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细叙述。

如图1所示，一种基于6KV实体电气柜的三维实景培训系统，包括布置在仿真培训教室的仿真培训系统4，通过TCP/IP协议网线3与布置在仿真机房的安装有6KV三维实景模型2的计算机连接，即仿真培训系统4内6KV电气柜开关、二次开关、插头等位置状态反馈信号(开关量)经过TCP/IP协议网线3与6KV三维实景模型2数据同步；仿真培训系统4内6KV电气柜开关、二次开关、插头等位置状态反馈信号(开关量)通过TCP/IP协议网线5与通讯计算机6连接；其特征在于，通讯计算机6通过数据线7与通讯板卡8连接，通讯板卡8与6KV电气柜1连接实现四种数据信号的交互。

所述的通讯板卡8按数据类型分为四种：开关量信号DO9信号传递6KV电气柜1的指令信号；开关量信号DI10信号传递6KV电气柜1的反馈信号；模拟量信号AO11信号传递6KV电气柜1的开关柜位置、操控位置等操作信号(模拟量输出信号)；模拟量信号AI12把电流、电压、开关位置等信号(模拟量)传递给6KV电气柜1的模拟量反馈信号。

所述的6KV三维实景模型2是根据6KV电气柜1形状、功能、部件位置的布置，而建立的对应的三维实景模型，以程序形式安装于仿真机房内的计算机上。

所述的仿真培训系统4内包含6KV电气柜仿真二次回路模型；与6KV三维实景模型2通讯，同时经通讯计算机6与6KV电气柜1通讯，实现数据同步，在6KV电气柜1上、或者6KV三维实景模型2上、或者仿真培训系统4上均可进行培训操作、状态、数据同步。

所述的通讯计算机6为工控机，常规采用研华、研祥等主流品牌工控机，具有4条以上PCI插槽，满足模拟量、开关量PCI板卡数据采集的功能。

本发明的工作原理为：

本发明引入实体6KV电气柜1，结合6KV三维实景模型2，实现真正的虚实一体化培训；当仿真培训系统4、通讯计算机6、通讯板卡8、6KV三维实景模型2、6KV电气柜1设备状态正常，各系统启动正常，各系统之间通讯正常，满足培训前准备要求，进入培训阶段，仿真系统教练员在仿真培训系统4上读取培训工况，工况读取完成，仿真培训系统4、6KV三维实景模型2、6KV电气柜1状态加装完成，数据自动同步，仿真系统教练员在仿真培训系统4上运行培训系统，可开始培训教学工作。本发明既能在仿真培训系统4上操作(又称为“盘前操作”)，又能在6KV三维实景模型2、6KV电气柜1上进行培训操作、状态、数据同步；培训过程涵盖“盘前--三维实景模型--实体6KV电气柜”全场景培训。

本发明彻底解决了6KV电气柜停、送电仿真培训中存在的以下问题：要么只是在电脑显示器上的模拟操作，不能实际接触设备，对6KV电气柜停、送电和故障处理没有直观的感受，要么单独在孤立的电气柜上操作培训，达不到观察操作过程的关联变化，起不到关联性培训目的。