蒸壓釜模擬機系統(tǒng)開發(fā)

許賢順，牟樂

（廣州特種承壓設(shè)備檢測研究院，廣東 廣州 510180）

蒸壓釜模擬機系統(tǒng)開發(fā)

許賢順，牟樂

（廣州特種承壓設(shè)備檢測研究院，廣東 廣州 510180）

蒸壓釜模擬機是用于操作人員培訓(xùn)考核以及提高實際操作技能的設(shè)備，它將突破以往操作人員培訓(xùn)考核的模式，注重操作人員實際操作技能的培訓(xùn)，尤其突出了安全操作、故障應(yīng)急處理操作、節(jié)能操作的技能。通過操作人員上機操作，操作人員可以獲得大量的現(xiàn)場操作的感性認(rèn)識，使實際操作技能對蒸壓釜各種可能出現(xiàn)的異常故障、現(xiàn)象的分析、判斷和處理可在較短時間內(nèi)得到迅速提高，對確保蒸壓釜安全運行起到重要作用。

蒸壓釜；培訓(xùn)考核；模擬機；系統(tǒng)開發(fā)

按照《中華人民共和國特種設(shè)備安全法》第十四條的規(guī)定，特種設(shè)備作業(yè)人員應(yīng)當(dāng)按照國家有關(guān)規(guī)定取得相應(yīng)資格，方可從事相關(guān)工作，因此特種設(shè)備操作人員應(yīng)按照《特種設(shè)備作業(yè)人員監(jiān)督管理辦法》、《特種設(shè)備作業(yè)人員考核規(guī)則》的相關(guān)規(guī)定，經(jīng)理論、實際操作的考試合格后方具備上崗資格。《特種設(shè)備作業(yè)人員考核規(guī)則》特別規(guī)定實際操作技能考試采取實物化（模擬化）的，考核機構(gòu)均應(yīng)當(dāng)具備實物化（模擬化）的考試條件，而且實際操作技能考試不得在考試基地及考點以外進行。隨著我國基礎(chǔ)建設(shè)、房地產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，蒸壓釜作為一類特種設(shè)備，它的在用數(shù)量不斷攀升，作用也越來越明顯，其帶來的安全和節(jié)能風(fēng)險也相應(yīng)的越來越大，近 10年來，蒸壓釜操作不當(dāng)導(dǎo)致的特種設(shè)備事故頻發(fā)，給安全生產(chǎn)形勢帶來極大的挑戰(zhàn)。因此，為了加強對蒸壓釜操作人員的實際操作培訓(xùn)和考核，提高操作人員的安全和節(jié)能實際操作技能，確保蒸壓釜的安全經(jīng)濟運行，研制開發(fā)突出安全操作、故障應(yīng)急處理以及節(jié)能操作技能的蒸壓釜實操培訓(xùn)考核模擬系統(tǒng)勢在必行。通過操作人員的實際操作練習(xí)，操作人員將可對蒸壓釜短期內(nèi)建立起直觀感性認(rèn)識，對蒸壓釜系統(tǒng)迅速提高各種故障先兆的判斷和處理能力，對確保蒸壓釜安全、經(jīng)濟運行起到重要作用。

1 工藝設(shè)計

蒸壓釜實操培訓(xùn)考核模擬系統(tǒng)由蒸壓釜（設(shè)備主體、附屬管路及閥門、安全附件）、電控系統(tǒng)以及培訓(xùn)考核軟件系統(tǒng)組成。蒸壓釜選擇國內(nèi)目前在用的較為普遍的蒸壓釜系統(tǒng)，采用雙開門蒸壓釜方式（吊開門及側(cè)開門）。為便于運輸、安裝、適應(yīng)一般教室放置，適當(dāng)縮小比例設(shè)計制作，并附帶蒸壓釜設(shè)備上所有安全附件、閥門等附件。如圖1所示。

設(shè)備主體部分主要由釜體裝置、覆蓋裝置、擺動裝置、手搖減速器、安全裝置、支座、密封裝置組成。

圖1 蒸壓釜系統(tǒng)圖

附屬管路主要包括進汽管路、排氣管路、冷凝水排放管路、余氣節(jié)能管路，管路規(guī)格為 DN25，與閥門連接為法蘭連接。閥門全部選用帶法蘭的截止閥，型號J41H-16C，規(guī)格 DN25。

安全附件包括彈簧式安全閥、壓力表、溫度表。安 全 閥 型 號 A48Y-16C； 壓 力 表 精 度 1.6級， 量 程1.6MPa；溫度表量程 0～ 200℃。

2 系統(tǒng)的控制部分

電控系統(tǒng)的功能是將電子信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，并通過工業(yè)以太網(wǎng)傳輸給力控軟件處理，并根據(jù)考核內(nèi)容，模擬設(shè)備運行工況，將數(shù)字信號轉(zhuǎn)換成電子信號送到設(shè)備相關(guān)的顯示儀表模擬顯示。（1）可編程控制器采用DCCE品牌的以太網(wǎng)可編程控制器，支持以太網(wǎng)通訊、梯形圖編程。（2）按鈕指示燈采用品牌的∮ 22mm按鈕指示燈。（3）傳感器采用∮12mm非接觸式接近開關(guān)。（4）顯示儀表采用廣角度電磁式顯示儀表。電控系統(tǒng)系統(tǒng)圖如圖2示。

圖2 電控系統(tǒng)系統(tǒng)圖

培訓(xùn)考核軟件系統(tǒng)的功能包括動畫演示教學(xué)功能、實操訓(xùn)練功能 實操考核功能、學(xué)員信息管理功能等。

3 系統(tǒng)功能特征

系統(tǒng)將計算機虛擬現(xiàn)實和設(shè)備實物結(jié)構(gòu)模擬技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)造逼真的設(shè)備操作環(huán)境，模擬典型設(shè)備實際操作和考核的全過程，為蒸壓釜操作培訓(xùn)考核提供一種標(biāo)準(zhǔn)化的教學(xué)平臺。系統(tǒng)主界面圖如圖3所示。系統(tǒng)的培訓(xùn)考核功能齊全，開發(fā)中體現(xiàn)了以下特點：（1）動畫教學(xué)，讓操作人員熟悉掌握蒸壓釜系統(tǒng)的運行情況。（2）實現(xiàn)蒸壓釜操作人員上機進行蒸壓釜設(shè)備的實際操作模擬訓(xùn)練。（3）實現(xiàn)蒸壓釜操作人員的考試模擬、隨機組卷出題、計時、判斷。（4）現(xiàn)場出考核成績、打印學(xué)員成績單、存檔。（5）學(xué)員的信息查詢、修改、打印。（6）學(xué)員考試成績的歷史記錄。

圖3 系統(tǒng)主界面圖

4 系統(tǒng)功能描述

4.1 教學(xué)功能

（1）模擬機上再現(xiàn)了蒸壓釜的實際結(jié)構(gòu)，供學(xué)員了解蒸壓釜結(jié)構(gòu)原理。（2）安裝了蒸壓釜應(yīng)有的真實附屬設(shè)備和安全附件：安全閥、壓力表、安全聯(lián)鎖裝置、門開關(guān)、疏水閥、手動排汽閥、電氣操作箱等，讓學(xué)員了解蒸壓釜的附屬設(shè)備及安全附件結(jié)構(gòu)和安裝位置。（3）安裝了蒸汽系統(tǒng)、冷凝系統(tǒng)，讓學(xué)員了解蒸壓釜各工作流程。（4）編輯了《蒸壓釜》培訓(xùn)課件，對學(xué)員進行全面安全技術(shù)培訓(xùn)。

4.2 訓(xùn)練功能

（1）按照國家質(zhì)檢總局的要求編寫了蒸壓釜考核試題，建立了考核題庫，在學(xué)員訓(xùn)練時，可用投影來演示，并有聲音來提示。（2）在訓(xùn)練模擬系統(tǒng)中設(shè)置了標(biāo)準(zhǔn)步驟，學(xué)員在上機訓(xùn)練時，做每道題時如果該道題的初始狀態(tài)不符則彈出初始不符提示框提示初始復(fù)位，復(fù)位后進行操作，用操作步驟與標(biāo)準(zhǔn)步驟進行對照，找出錯誤步驟。

4.3 考核功能

（1）系統(tǒng)根據(jù)考后題的情況進行自動的客觀打分，評分人員也可以根據(jù)自身的評分權(quán)限進行主觀打分，主客觀分?jǐn)?shù)總和超過本題分值或者評分人員評出的分值超過自身權(quán)限的上限分值均彈出提示。（2）學(xué)員數(shù)據(jù)庫管理功能：對于已取證學(xué)員的基本情況信息和考核成績進行存檔，隨時可以查詢，并對系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫可以不時地進行手動備份，并可以對試題選到自選試題表中進行自選試題組卷考核。（3）試題數(shù)據(jù)庫管理功能：對于系統(tǒng)中的試題數(shù)據(jù)，每道試題，對應(yīng)的試題步驟和初始狀態(tài)數(shù)據(jù)進行增加、刪除、修改、查詢等操作。（4）用戶管理功能：創(chuàng)建用于登陸系統(tǒng)的用戶，一級用戶可以創(chuàng)建和修改其他級別的用戶和這些用戶所對應(yīng)的角色，不同級別的用戶均可以修改自身的登錄密碼。

5 結(jié)語

蒸壓釜操作人員的安全和節(jié)能操作水平是確保安全生產(chǎn)和經(jīng)濟運行的決定性因素，本文提出并設(shè)計了一種縮小比例蒸壓釜模型，帶有人機交互裝置的操作控制臺、基于 PLC的傳感檢測電控系統(tǒng)以及運行蒸壓釜數(shù)字仿真程序的模擬機系統(tǒng)，對培養(yǎng)高技能、復(fù)合型人才可發(fā)揮重要的作用。

[1]中華人民共和國特種設(shè)備安全法 .

[2]特種設(shè)備作業(yè)人員監(jiān)督管理辦法 .

[3]TSG Z6001-2013.特種設(shè)備作業(yè)人員考核規(guī)則 .

TU528.06

A

1671-0711（2017）07（下）-0139-02

本論文為廣州市質(zhì)監(jiān)局科技項目（蒸壓釜實操培訓(xùn)考核模擬機系統(tǒng)研究。