[发明专利]一种模块化的工业过程训练模拟器控制系统

说明书

本发明属于训练模拟器领域，并公开了一种模块化的工业过程训练模拟器控制系统。该控制系统包括输入模块、传输转换模块和仿真操作模块，输入模块用于发布仿真任务，设定各项仿真任务中的相应参数并将分配至传输模块的不同内存地址中，数据存储模块用于存储控制系统中的所有缓存数据；传输转换模块用于连接输入模块和仿真操作模块使得二者之间实现数据的交互，仿真操作模块包括多个并联的多个模拟操作台，每个模拟操作台根据指令进行仿真模拟操作，并将模拟操作过程中的缓存数据通过传输转换模块传递给数据存储模块。通过本发明，模拟各种生产工况和突发状况，达到操作人员对整个生产流程的熟悉，对操作设备的熟练使用以及合理处理各种突发状况。

技术领域

本发明属于训练模拟器领域，更具体地，涉及一种模块化的工业过程训练模拟器控制系统。

背景技术

随着智能制造在我国的快速推进，数字化智能工厂正在逐渐淘汰原有的劳动密集型产业，基于工业机器人、自动化生产线等新兴技术的产业格局正在形成，工厂中不再是任何劳动都要由工人完成，而更多的是由机器人和自动化生产线替代完成，工厂也不再需要过多的一线工人，而是需要有一定技术能力的新型技术操作员，只要在操作台前通过数字化操作系统对工厂里的各个工位进行控制以及监测各项运行数据即可，大大节省了人力成本以及生产时间。但随之而来的问题也越来越突出，由于产业升级，原有的简单的师傅带徒弟的培训模式已经跟不上技术的脚步，机器不像人一样可以非常灵活的进行决策，其对操作员的操作能力具有较高的要求，一旦有较大的操作失误可能就会造成严重的后果，而工厂的生产线并不能为操作员提供足够的培训时长，也达不到想要的培训效果，因此一种能够模拟真实生产的训练仿真设备对于现代化工厂的员工培训正变得越来越重要。

训练仿真模拟器是利用仿真技术对操作人员进行培训的自动化设备，包含了自动控制、仪器仪表、数字计算机、环境仿真等现代技术，围绕“人——机——环境”构成一个仿真系统，替代真实的机器设备完成对操作人员的培训。现有的训练模拟仿真器主要应用在军事和文娱领域，例如飞机、潜艇的操作模拟器和汽车驾驶、互动游戏的模拟器等，但能够适用于现代化智能工厂特点的训练仿真设备很难见到，且各类型工厂的工业生产特点有所区别，控制系统不能固定单一，因此设计一种模块化的数字化工厂工业过程训练仿真控制系统对智能制造产业的推进具有重要的意义。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种模块化的工业过程训练模拟器控制系统，通过建立输入模块、传输转换模块和仿真操作模块等多个模块，并通过建立各个模块之间数据相互交互转换，模拟实际的操作台系统中的数据交互过程，通过在仿真操作模块进行末端的仿真模拟操作以此模拟实际操作，从而对末端的操作人员进行训练，以此达到操作人员对整个生产流程的熟悉、对操作设备的熟练使用以及能够合理处理各种突发状况的效果。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种模块化的工业过程训练模拟器控制系统，其特征在于，该控制系统包括输入模块、传输转换模块和仿真操作模块，其中，

输入模块包括人机交互界面和数据存储模块，人机交互界面用于发布仿真任务，设定各项仿真任务中的相应参数并将各项仿真任务分配至传输模块的不同内存地址中，数据存储模块用于存储控制系统中的所有缓存数据；

传输转换模块用于连接输入模块和仿真操作模块，使得二者之间实现数据的交互，该传输转换模块包括PLC模块、Modbus-RTU网关和以太网交换机，PLC模块与输入模块连接，其中设置有不同的内存地址，用于接受各项仿真任务，并根据该仿真任务以及其相应的内存地址生成Modbus-RTU指令或以太网指令，Modbus-RTU网关和以太网交换机均和仿真操作模块连接，分别用于将生成关于数字开关量信号的Modbus-RTU和关于模拟量信号的以太网指令传输给仿真操作模块；