专利名称：基于plc控制的供电倒闸操作实训设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种用于供电倒闸作业专业技能训练的基于PLC控制的供电倒闸操作实训设备，服务于职业学校供电专业学生技能训练，也用于供电相关企业倒闸作业的技能训练。
背景技术：
目前，供电倒闸技能训练系统主要有实物模拟训练、模拟图板等。实物模拟训练直观，动手能力强，但设备投资较大，不能随意更换训练内容如果更改训练项目，就需要更改设备；模拟图板投资小，操作方便，直观性相对实物模拟略差，同样不能随意更改训练项目；模拟仿真多采用计算机仿真，训练内容变换灵活，但限于计算机屏幕的尺寸，操作面小，与供电现场贴近度相对较远，同时软件稳定性和后续开发维护相对较复杂。
实用新型内容倒闸操作用的实物模拟训练系统投资大，体积大，不能随意更换训练内容；模拟图板同样不能随意更换训练内容；计算机仿真操作面小，不能很好贴近供电倒闸生产现场，后续开发和维护复杂等诸多因素。为了解决上述问题，本实用新型采用PLC、触摸屏、模拟图板和遥控等的组合技术，以满足供电倒闸作业技能训练的要求，通过触摸屏能够随意更换训练内容，采用马赛克组屏操作面大，PLC控制马赛克组屏面，控制灵活，交互性好，采用PLC控制，大大降低后期开发和维护的难度。本所述实训操作设备具有用作倒闸操作训练的人机交互操作面的马赛克组屏，以对变电所主接线进行屏面蚀刻处理，并模拟指示变电所倒闸操作部件的位置、数量，联结关系，为操作人员提供变电所倒闸操作的基础信息；在马赛克组屏后配置PLC，作为所述操作实训设备的主控制器，接收用户的命令设置信息以及操作人员的操作信息，控制屏面各种指示灯及音响设备的工作，并通过485总线与触摸屏通信，接收触摸屏的指令、发送显示信息到触摸屏；触摸屏嵌在马赛克组屏面上，作为人机交互的补充，用来接收用户指令、模拟显示变电所的运行状态、记录显示操作信息及各种提示信息，例如操作正误；485总线配置在马赛克组屏后，用于PLC与触摸屏之间的通信；马赛克组屏面还配置带指示灯按钮、音响设备，用来接收并响应用户的操作，提示操作结果，是所述操作实训设备的主要操控部分；马赛克组屏顶部配置红外遥控接收装置，用来接收遥控器发出的指令，分析、判断，进而控制所述实训操作设备的电源运行。本实用新型为一种基于PLC控制的供电倒闸操作实训设备，包括马赛克组屏、PLC (可编程控制器)、时间指示牌、音响设备、触摸屏、RS485总线、带指示灯按钮以及红外遥控接收装置，所述马赛克组屏用于屏面蚀刻变电所主接线，并支撑整个所述实训操作设备；所述触摸屏以镶嵌方式装设在马赛克组屏的右侧中部，通过RS485总线连接到PLC，以接收用户指令、模拟显示变电所的运行状态、记录显示操作信息及各种提示信息；所述红外遥控接收装置装设在马赛克组屏背后左侧中部；所述PLC装设在马赛克组屏背后中部，通过RS485总线连接触摸屏，且通过屏蔽线连接到音响设备、带指示灯按钮以及时间指示牌。[0006]优选为，所述马赛克组屏长宽为2mX 2m，其整体呈长方体。[0007]优选为，所述音响设备设置装设在时间指示牌的下部，通过屏蔽线连接到PLCJ^ 示灯按钮以及触摸屏，用于提示操作人员操作的正确与否以及警告信号；所述带指示灯按钮与指示灯一体化，设有多个，且分别装设在位于经马赛克组屏面蚀刻后的变电所主接线上的各断路器、隔离开关、接地线的标示符号处，连接到PLC，以作为屏面倒闸训练人机交互的操作面板，响应用户操作，供训练人员进行作业操作，并指示变电所状态的接收，是人机交互的主要部分；所述变电所主接线与带指示灯按钮相配合，在马赛克组屏面上实时模拟出指示变电所的组成、布置及逻辑关系。[0008]优选为，所述红外遥控接收头装设于马赛克组屏顶部右侧，通过所述屏蔽线与所述红外摇控接收装置相连接，用于接收、分析、判断遥控命令、控制所述实训操作设备电源的运行；电源开关装设在PLC的右侧，控制所述实训操作设备所有电器的电源，通过屏蔽线连接到红外遥控接收装置，供用户手动控制所述操作实训设备电源运行或遥控控制电源开关的运行；所述485总线配置在马赛克组屏后，以供PLC与触摸屏之间的通信；带指示灯按钮、音响设备配置在马赛克组屏面上，用来接收并响应用户的操作，提示操作结果，是设备的主要操控部分。[0009]所述PLC作为设备的主控制器，运行倒闸作业软件程序，响应训练人员在屏面及触摸屏上的各种操作，并分析、决策、控制屏面指示灯、音响及触摸屏的工作。[0010]经过学校供电专业8个班的训练，学生的倒闸作业出错率大大降低，对倒闸作业的理论认识更加深刻，倒闸作业的技能水平更加娴熟，能力明显提高。此外，学生感觉使用触摸屏变更任务，更加方便灵活，任务可随意生成，扩展性好；带指示灯按钮、蜂鸣器的使用让训练更有趣味性，更有针对性。指导教师反应遥控装置非常方便，教师用一只小遥控器就可灵活掌握数十套训练系统的运行，操控性好。[0011]本实用新型采用PLC、触摸屏组合、并配合遥控模拟仿真变电所倒闸，国内外尚属首例。[0012]采用马赛克组屏方便，可随意扩大操作面；屏面布置变电站(所)主界面和各种按钮及相应指示灯以及触摸屏，用于操作交互，提高操控的灵活性。触摸屏后安装PLC控制器作为总控制器，在程序的控制下，PLC接收屏面按钮信息并分析决策，再控制屏面上的各种带指示灯按钮及音响报警设备，满足交互性的要求；PLC还通过485总线与触摸屏通信，接收触摸屏的指令，并反馈屏面信息给触摸屏；用户通过操作触摸屏可随意更改训练内容，并能根据触摸屏的提示以及屏面灯光和音响的提示，做出自我评价。遥控接收电路装设在视讯系统顶部，用来接收遥控器发出的指令，从而控制PLC、触摸屏及屏面部件的工作。[0013]本实用新型效果如下[0014]通过操作触摸屏，本实用新型所述操作实训设备能够灵活更换变电所的工作状态，变换训练内容。经过反复测试，本实用新型所述的操作实训设备能够在300个不同的工作状态和工作任务中自由切换，如果扩展PLC和触摸屏的存储空间，相应任务还能够扩展， 具体数量以扩展空间而定。实物模拟和模拟图板通常只能在一种固定的变电所模式工作， 变换的工作状态及工作任务一般不超过30。[0015]采用马赛克组建2mX2m的屏，操作面比计算机仿真的操作面大，若是计算机仿真能做到100英寸就已经相当困难了。PLC控制的倒闸程序采用图形编程，更改、书写非常方便，只要掌握供电倒闸基础知识，能够随时更改程序，4个小时可更新全部300多个对应任务和工作状态的程序。相对计算机仿真维护和后续开发要简单很多。
图I为本实用新型一实施例的基于PLC控制的供电倒闸操作实训设备的结构主视图。图2为本实用新型一实施例的基于PLC控制的供电倒闸操作实训设备的结构后视图。图3为本实用新型一实施例的基于PLC控制的供电倒闸操作实训设备的变电所主接线马赛克组屏的结构后视图。I 一红外遥控接收头正面；2 —马赛克组屏名称标牌；3 —时间指不牌；4 一首响设备；5 —触摸屏；6 —马赛克组屏；7 —带指不灯按钮；8 —变电所主接线；9 一红外遥控接收头背面；10 —红外遥控接收装置；11 一 PLC ；12 —电源开关；13 —触摸屏背面；14 一红外遥控接收头侧面；15 —变电所主接线马赛克组屏体侧面。
具体实施方式以下，根据附图，结合实施例来说明本实用新型。本实用新型一实施例为基于PLC控制的供电倒闸操作实训设备，其主要部件包括马赛克组屏6、PLC11、时间指示牌3、音响设备4、触摸屏5、红外遥控接收装置10以及带指示灯按钮7、RS485总线。如图I所示，红外遥控接收装置10具有装设在马赛克组屏顶部右侧的红外遥控接收头1，红外遥控接收头I连接到红外遥控接收装置10，以接收红外遥控指令；马赛克组屏名称标牌2装设在马赛克组屏6上部，指示该设备的名称；时间指示牌3布置在马赛克组屏名称标牌2的下部，通过屏蔽线连接到PLC11，用来显示当前的日期、时间以及安全运行的时间；音响设备4装设在时间指示牌3的下部，通过屏蔽线连接到PLC11，采用蜂鸣器或扬声器，配合指示灯和触摸屏5提示操作人员操作的正确与否以及警告信号；触摸屏5装设在马赛克组屏6的右侧中部，通过RS485总线连接到PLCll以作为人机交互的一部分，接收用户指令、模拟显示变电所的运行状态、记录显示操作信息及各种提示信息；马赛克组屏6用于屏面蚀刻变电所主接线8，为整个设备提供框架支撑；所述按钮包括带指示灯按钮7，带指示灯按钮7与指示灯一体化，设有多个，且分别装设在经马赛克组屏6屏面蚀刻后的变电所主接线上的各断路器、隔离开关、接地线的标示符号处，连接到PLC11，以作为倒闸训练人机交互的操作面板，响应用户操作，供训练人员进行作业操作，并指示变电所状态的接收，是人机交互的主要部分；变电所主接线8刻设在马赛克组屏6的屏面下，用于与带指示灯按钮7相配合，在马赛克组屏6的屏面上实时模拟出指示变电所的组成、布置及逻辑关系。如图2所示，红外遥控接收装置10装设在马赛克组屏6背后的左侧中部，通过屏蔽线连接有红外摇控接收头正面1，用于接收、分析、判断遥控命令、控制设备电源开关12的运行；PLC (可编程控制器)11装设在马赛克组屏6的背后中部，通过RS485总线连接到触摸屏5，通过屏蔽线连接到音响设备4、带指示灯按钮7，并通过屏蔽线连接到时间指示牌3，作为设备的主控制器，运行倒闸作业软件程序，响应训练人员在屏面及触摸屏上的各种操作，并分析、决策、控制屏面上的指示灯、音响设备4及触摸屏5的工作；电源开关12装设在PLCll的右侧，控制所述操作实训设备的所有部件的电源开关12，并通过屏蔽线连接到红外遥控接收装置10，供用户手动控制设备电源开关或遥控控制电源开关12。本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的范围。
权利要求1.一种基于PLC控制的供电倒闸操作实训设备，其特征在于，包括马赛克组屏、PLC、时间指示牌、音响设备、触摸屏、RS485总线、带指示灯按钮以及红外遥控接收装置，所述马赛克组屏用于屏面蚀刻变电所主接线，并支撑整个所述实训操作设备；所述触摸屏以镶嵌方式装设在马赛克组屏的右侧中部，通过所述RS485总线连接到所述PLC ;所述红外遥控接收装置装设在马赛克组屏的背后左侧中部；所述PLC装设在马赛克组屏的背后中部，通过所述RS485总线连接到所述触摸屏，且通过屏蔽线连接到所述音响设备、所述带指示灯按钮以及所述时间指示牌。
2.根据权利要求I所述的基于PLC控制的供电倒闸操作实训设备，其特征在于，所述马赛克组屏长宽为2mX2m，其整体呈长方体。
3.根据权利要求I或2所述的基于PLC控制的供电倒闸操作实训设备，其特征在于，所述音响设备装设在所述时间指示牌的下部，通过屏蔽线连接到所述PLC、所述触摸屏；所述带指示灯按钮与指示灯一体化，设有多个，并分别装设在位于经马赛克组屏面蚀刻后的变电所主接线上的各断路器、隔离开关以及接地线的标记符号处，并连接到PLC ;所述变电所主接线与所述带指示灯按钮相配合地供模拟操作实训。
4.根据权利要求I或2所述的基于PLC控制的供电倒闸操作实训设备，其特征在于，所述红外遥控接收装置具有装设于马赛克组屏顶部右侧的红外遥控接收头，所述红外遥控接收头通过屏蔽线与所述红外摇控接收装置相连接；电源开关装设在PLC的右侧，通过屏蔽线连接到红外遥控接收装置，所述485总线配置在所述马赛克组屏后，供PLC与触摸屏之间的通信；所述带指示灯按钮和所述音响设备分别配置在马赛克组屏面。
专利摘要本实用新型提供一种基于PLC控制的供电倒闸操作实训设备，包括马赛克组屏、PLC、时间指示牌、音响设备、触摸屏、RS485总线、带指示灯按钮以及红外遥控接收装置，马赛克组屏用于屏面蚀刻变电所主接线；触摸屏以镶嵌方式装设在马赛克组屏的右侧中部，通过RS485总线连接到PLC；红外遥控接收装置装设在马赛克组屏背后左侧中部；PLC装设在马赛克组屏背后中部，通过RS485总线连接到触摸屏，且通过屏蔽线连接到音响设备、带指示灯按钮以及时间指示牌。本实用新型采用PLC、触摸屏、模拟图板和遥控等的组合技术，能满足供电倒闸作业技能训练要求，扩展PLC和触摸屏的存储空间，随意更换训练内容，组屏操作面大，控制灵活，交互性好，降低后期开发和维护的难度。
文档编号G09B19/24GK202816211SQ20122052901
公开日2013年3月20日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者武永红 申请人:武永红, 李伟, 周晓敏