[实用新型]无介质半实物压力容器

说明书

技术领域

本发明属于压力容器的教学培训与管理技术领域，尤其涉及适合石油化工与锅炉装置等操作人员和技术人员的仿真培训及考核评价的一种无介质半实物压力容器。

背景技术

在实际的半实物仿真系统中，半实物仿真通常有两种情况：其一是用计算机实现其控制器，而将受控对象作为实物直接放置在仿真回路中构造半实物仿真系统；另一种控制器用实物，而受控对象使用数学模型。目前在石油化工与锅炉装置等操作人员和技术人员的培训中，多数采用第一种。这种仿真试验将对象实体的动态特性通过建立数学模型、编程在计算机上运行。此外要求有相应的模拟生成传感器测量环境的各种物理效应设备，而传感器要测量的各种参数要依赖各种模拟物流，因此增加了仿真系统构建、维护、保养的费用。另一方面，流程介质的介入还存在物流造成的环境污染和投料成本的增加，不符合当前大力倡导的节能降耗和科学发展的大环境要求。

发明内容

本发明目的是解决现有技术在过程控制系统的仿真中仍然使用流体介质而造成环境污染和投料成本增加的问题，提供一种无介质半实物压力容器。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种无介质半实物压力容器，包括压力容器、仿真液位计、管道、仿真压力表、仿真阀门，其中：

仿真液位计为由计算机控制单片机将信号经过三极管及限流电阻控制一组双色二极管；

仿真阀门由旋转手柄、阀体、多圈螺旋电位器构成，阀门旋转手柄的旋杆与电位器的轴相连；

仿真压力表的指针由步进电机驱动。

而且，所述仿真液位计及仿真压力表均由单片机控制。

本实用新型的优点和有益效果为：

1、本无介质半实物压力容器是以燃煤的热水锅炉实体或者燃气的蒸汽锅炉实体为对象的锅炉仿真培训系统，并结合计算机和先进电气控制技术，满足操作员培训、考核需要的实物仿真系统。

2、本无介质半实物压力容器的液位计利用双色LED数码管显示技术，模拟双色水位计的显示，达到了水位故障的报警与现场的一致。

3、本无介质半实物压力容器对锅炉本体所涉及到的4类、13只阀门进行模拟，利用DCS信号采集控制系统，实现了开关量状态的数据采集。

4、本无介质半实物压力容器所使用的压力表采用单片机与工业现场的远程控制技术，可准确显示操作人员随机设置的压力值。

5、本实用新型通过建立适当的操作界面(实物设备如阀门、按钮等，或计算机键盘、鼠标)接受操作人员的操作动作，计算机接收操作信号并求解描述压力容器及其附属系统运行现象的数学模型，然后将运行结果发送到适当的显示界面供操作人员监视，对比实物设备如：仪表、阀门(采用声、光模拟)，从而形成一种压力容器操作现场环境，在操作过程中，通过比较操作及过程变量与既定指标实现对操作人员操作水平的考核，具有广泛的应用和教学价值。

附图说明

图1是本实用新型的结构主视图；

图2是图1的液位计电路方框图；

图3是图1的阀门结构放大剖视图；

图4是图1的压力表电路方框图。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

一种无介质半实物压力容器，参见图1，由压力容器2、仿真液位计3、管道5、仿真压力表4、仿真阀门6以及控制箱1构成，压力容器为卧式，固装在基座7上。在锅炉的炉膛内设有浙江大学张向民开发的模拟火焰发生装置，详细内容可参照《锅炉仿真系统的开发》，本实施例在此不再赘述。下面详细叙述本实用新型的创新部分：

1、仿真液位计：参见图2。

由计算机控制单片机将信号经过三极管D及限流电阻R控制一组双色二极管。由于模拟锅炉内没有水，为显示出“汽红水绿”的效果，将两排红绿双色发光二极管安装在实际水位计的壳体内，计算机根据采集到的锅炉运行参数来控制相应的二极管发光，模拟水位显示。这是液位计实现方法的一种，也可根据精度的不同，一个三极管连接不同个数的双色LED灯，计算机把模型计算的百分比水位数据通过单片机的IO口控制三极管的开断，进而实现灯的红绿交替点亮。

2、仿真阀门：参见图3。