【文章內(nèi)容簡介】 訓(xùn)系統(tǒng)的操作環(huán)境是指受訓(xùn)學(xué)員所面對的操作使用環(huán)境，它要求盡量與實(shí)際生產(chǎn)裝置的操作環(huán)境保持一致。目前過程工業(yè)中應(yīng)用最多的是 DCS 控制系統(tǒng)，而DCS 的類型是多樣的，所以過程仿真系統(tǒng)平臺(tái)，要具有逼真的仿 DCS 系統(tǒng)作為學(xué)員操作環(huán)境，并且仿 DCS 的類型足夠齊全。仿 DCS 系統(tǒng)必須具有組態(tài)功能（即真實(shí) DCS的工程師功能）以實(shí)現(xiàn)在仿 DCS 系統(tǒng)上針對實(shí)際生產(chǎn)裝置的各種界面和控制方案、算法進(jìn)行組態(tài)定義，保證學(xué)員站操作環(huán)境的逼真性。 仿 DCS 系統(tǒng)包括仿 DCS 組態(tài)軟件和仿 DCS 運(yùn)行軟件兩大部分。仿 DCS 系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)關(guān)系如下圖： 19 ? 畫面調(diào)度模塊 畫面調(diào)度模塊負(fù)責(zé)管理仿 DCS 系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，用戶在各種標(biāo)準(zhǔn)畫面之間的顯示、切換工作。 ? 實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫 仿 DCS 系統(tǒng)擁有一個(gè)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，負(fù)責(zé)存儲(chǔ)、查詢仿 DCS 系統(tǒng)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。該實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)與真實(shí) DCS 的結(jié)構(gòu)十分接近，可以支持各種 DCS 系統(tǒng)中常見的數(shù)據(jù)類型： PID 點(diǎn)、 AIN、 AOUT、 DIN、 DOUT、計(jì)算點(diǎn)、邏輯點(diǎn)、數(shù)字量、選擇器等。 ? 通訊模塊 負(fù)責(zé)上、下位機(jī)的數(shù)據(jù)通訊，將下位機(jī)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送到上位機(jī)，并將上位機(jī)的運(yùn)算結(jié)果傳回到下位機(jī)。 ? 算法庫 完成仿 DCS 系統(tǒng)的各種控制算法。 ? 報(bào)警管理模塊 仿 DCS 軟件的報(bào)警系統(tǒng)支持各種常規(guī) DCS 中可能發(fā)生的報(bào)警。報(bào)警類型支持高 /低限報(bào)警、變化率報(bào)警、偏差報(bào)警等，對各類型的報(bào)警可以定義不同的報(bào)警級別。當(dāng)報(bào)警發(fā)生時(shí)，根據(jù)真實(shí) DCS 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，在畫面中發(fā)生顏色變化，產(chǎn)生各種報(bào)警聲音等現(xiàn)象。 ? 歷史數(shù)據(jù)管理模塊 仿 DCS 系統(tǒng)根據(jù)仿真培訓(xùn)的需求，存儲(chǔ)八小時(shí)內(nèi)的歷史數(shù)據(jù)，主要用于歷史趨勢畫面的顯示。 20 ? 總控模塊 管理、調(diào)度仿 DCS 軟件的各功能模塊，控制各個(gè)功能模塊的執(zhí)行順序，接收并向各個(gè)功能模塊轉(zhuǎn)發(fā)用戶的鍵盤、鼠 標(biāo)操作請求。 ? 組態(tài)工具 仿 DCS 軟件的組態(tài)工具包中包括了一系列的組態(tài)工具，包括流程圖組態(tài)工具、點(diǎn)組態(tài)工具、畫面組態(tài)工具等等。產(chǎn)生的組態(tài)結(jié)果由仿 DCS 軟件運(yùn)行時(shí)調(diào)用。 仿 DCS 運(yùn)行軟件的具體界面依不同類型的 DCS 而不同。 ? 仿 DCS 組態(tài)工具軟件 （ 1）點(diǎn)組態(tài)： 仿 DCS 點(diǎn)庫組態(tài)是將仿 DCS 和仿現(xiàn)場涉及到的所有控制點(diǎn)、運(yùn)算點(diǎn)、模入點(diǎn)、模出點(diǎn)、設(shè)備回路、開入點(diǎn)、開出點(diǎn)、計(jì)時(shí)器、標(biāo)志點(diǎn)、數(shù)字點(diǎn)、邏輯點(diǎn)、切換開關(guān)（多選一、一選多）和選擇器的屬性加入到仿 DCS動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中。在點(diǎn)庫組態(tài)基礎(chǔ)上完成 DCS 系統(tǒng)的各種控制算 法的組態(tài)，包括：連續(xù)控制系統(tǒng)、邏輯控制系統(tǒng)、聯(lián)鎖系統(tǒng)和復(fù)雜控制系統(tǒng)等，如：簡單回路控制、復(fù)雜回路控制等方案實(shí)現(xiàn)；聯(lián)鎖、順控等邏輯控制算法等。所有點(diǎn)的屬性和各種算法均包含在動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫中供仿DCS 軟件調(diào)用。 （ 2）流程組態(tài)：利用流程圖組態(tài)工具對仿 DCS 流程圖和仿現(xiàn)場流程圖進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)組態(tài)，其中靜態(tài)組態(tài)即繪制流程圖，包括點(diǎn)、直線、折線、矩形、圓 /橢圓、圓弧等圖形的繪制，動(dòng)態(tài)組態(tài)包括定義數(shù)值顯示、觸屏、棒圖、變體、按鈕、趨勢、增加條件等功能。 21 （ 3）畫面組態(tài)：對于不 同 DCS，畫面組態(tài)的內(nèi)容不同，包括組畫面、趨勢畫面、報(bào)警畫面、細(xì)目畫面、單元趨勢畫面等。在對真實(shí) DCS 設(shè)計(jì)完成畫面組態(tài)之后，在點(diǎn)及控制系統(tǒng)組態(tài)完成后的實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)庫上，進(jìn)行各種 DCS 標(biāo)準(zhǔn)畫面的組態(tài)。此組態(tài)工具可以適合所有 DCS 模式。 （ 4）鍵盤組態(tài)：是對仿 DCS 站的專用操作鍵盤組態(tài)，目的是獲取與每一個(gè)功能鍵相關(guān)聯(lián)的畫面，實(shí)現(xiàn)對專用操作鍵盤各種功能的全仿真。其功能與真實(shí) DCS鍵盤一致。 22 ? 仿 DCS 操作運(yùn)行軟件 用于管理、調(diào)度仿 DCS 操作軟件各部分，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫、各類標(biāo)準(zhǔn)畫面、鍵盤操作、各種算法，以 及通信的協(xié)調(diào)配合，完成 DCS 操作站的顯示、操作等各種功能。 仿 DCS 操作控制軟件模擬了真實(shí) DCS 的以下畫面功能（不同的 DCS 系統(tǒng)其畫面功能并不一樣，下面具體以 CS3000 系統(tǒng)來說明仿 DCS 系統(tǒng)的畫面功能）： ? 菜單畫面 ? 流程圖畫面 ? 控制組畫面 ? 報(bào)警畫面 ? 細(xì)目畫面 23 24 就地操作站的主要功能 ? 操作功能 :用計(jì)算機(jī)軟件來實(shí)現(xiàn)非中控室的就地操作的功能。 25 ? 數(shù)據(jù)動(dòng)態(tài)顯示：在流程圖中的相應(yīng)位置動(dòng)態(tài)顯示仿真系統(tǒng)中必須的相應(yīng)數(shù)據(jù)。 . 操作評分和輔助操作系統(tǒng) ? 操作評分系統(tǒng) 東方仿 真擁有獨(dú)立的操作評分系統(tǒng)，操作評分的各項(xiàng)功能可以由教師站設(shè)定和管理。教師站可以根據(jù)培訓(xùn)考核目的關(guān)閉或打開操作評分系統(tǒng)，評分的結(jié)果可以根據(jù)用戶的要求保存在一個(gè)由用戶指定的文件夾中的一個(gè)由用戶指定文件名的文件中。所有訓(xùn)練項(xiàng)目都可分為高級技師、技師、高級工、中級工和初級工等五個(gè)級別來評定，不同的級別難度不同，評分的結(jié)果也不同。所有這些是按照石油石化生產(chǎn)工“國家職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”的等級要求來評定的。 操作評分軟件的數(shù)據(jù)來源于仿真系統(tǒng)的“實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫”，知識信息來源于按操作規(guī)程和設(shè)備等要求組態(tài)建立的“知識與操作規(guī)程庫”，在以上 數(shù)據(jù)庫與知識庫基礎(chǔ)上，通過“推理機(jī)軟件”進(jìn)行推理評判。該軟件可以對操作人員的操作過程進(jìn)行全程跟蹤記錄，將操作過程和結(jié)果與規(guī)程與知識的組態(tài)結(jié)果進(jìn)行雙向逐步推理，評定操作過程和操作質(zhì)量的合理性、準(zhǔn)確度，從而得出操作成績。每一個(gè)訓(xùn)練項(xiàng)目的評分都包括：操作步驟評分和操作質(zhì)量評分，重要指標(biāo)控制以及超限扣分、重大失誤評分等，所有評分項(xiàng)目都給出詳細(xì)評定結(jié)果和依據(jù)。 ? 輔助操作指導(dǎo) 輔助操作指導(dǎo)能直接指導(dǎo)操作人員按當(dāng)前裝置狀態(tài)獨(dú)立進(jìn)行操作，進(jìn)行訓(xùn)練。根據(jù)培訓(xùn)要求教師站可關(guān)閉或顯示輔助操作畫面。操作指導(dǎo)分兩方面：對操作步驟的具 體實(shí)現(xiàn)方法給出一個(gè)指導(dǎo)性的順序說明以及對于操作質(zhì)量可給出關(guān)于這條質(zhì)量指標(biāo)的目標(biāo)值、上下允許范圍、上下評定范圍。 26 操作評價(jià)軟件結(jié)構(gòu)與功能 操作評價(jià)系統(tǒng)主要功能： （ 1）操作狀態(tài)指示： 對當(dāng)前操作步驟和操作質(zhì)量所進(jìn)行的狀態(tài)以不同的圖標(biāo)表示出來。 （ 2）操作步驟狀態(tài)及提示： ? 表示本步還沒有開始操作 ， 也就是說 ， 還沒有滿足此步的起始條件。 ? 表示本步已經(jīng)開始操作，但還沒有操作完，也就是說 ， 此步現(xiàn)在可以開始操作了，若操作對則得分。 ? 表示本步操作已經(jīng)結(jié)束，但操作不正確。 ? 表示本步操作已經(jīng)結(jié)束，并且操作完全正確（得分等于 100%）。 （ 3）操作質(zhì)量顏色及提示： ? 表示這條質(zhì)量指標(biāo)還沒有開始評判。 ? 表示這條質(zhì)量指標(biāo)已經(jīng)開始評判。 27 （ 4）操作輔助指導(dǎo)： 根據(jù)組態(tài)結(jié)果，對操作步驟的具體實(shí)現(xiàn)方法給出一個(gè)指導(dǎo)性的順序說明。 對于操作質(zhì)量可給出關(guān)于這條質(zhì)量指標(biāo)的目標(biāo)值、上下允許范圍、上下評定范圍。 （ 5）操作診斷及診斷結(jié)果指示： 實(shí)時(shí)對操作過程進(jìn)行跟蹤檢查，并根據(jù)用戶操作結(jié)果對其進(jìn)行診斷。 操作評定及生成評定結(jié)果： 實(shí)時(shí)對操作過程進(jìn)行評定，對每一步進(jìn)行評分，并給出整個(gè)操作過程的綜合得分，還可根據(jù)需要生成評分文件，以備存檔。 28 . 總體監(jiān)控軟件（教師站管理系統(tǒng)） （ 1）概述 PSSP 教師站管理系統(tǒng)是 PSSP 過程仿真系統(tǒng)平臺(tái)中運(yùn)行平臺(tái)的組成部分。該系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)連接對正在運(yùn)行中的仿真培訓(xùn)學(xué)員站進(jìn)行管理，控制培訓(xùn)項(xiàng)目的選擇、開始，對學(xué)員站的不同操作進(jìn)行授權(quán)設(shè)置，同時(shí)還可以對學(xué)員站學(xué)員的操作成績進(jìn)行監(jiān)測、統(tǒng)計(jì)、打印 等。 （ 2） 功能介紹 ? 主界面 教師站管理系統(tǒng)的主界面如下，左側(cè)一欄是一個(gè)樹狀列表，顯示當(dāng)前與教師站連接的學(xué)員站。右側(cè)是根據(jù)不同功能分成的幾個(gè)標(biāo)簽頁，選擇的不同的標(biāo)簽頁可以實(shí)現(xiàn)對各種功能的控制和管理。 29 選擇左側(cè)樹狀列表的不同項(xiàng)目，會(huì)引起右側(cè)標(biāo)簽頁的不同變化。例如上圖中，樹狀列表的當(dāng)前選項(xiàng)是學(xué)員總覽項(xiàng)，則右側(cè)標(biāo)簽頁內(nèi)容如圖所示。 ? 設(shè)定培訓(xùn)項(xiàng)目 在有學(xué)員站與教師站建立連接以后，教師站即可以開始工作。首先要為學(xué)員站設(shè)定培訓(xùn)項(xiàng)目。 方法是選擇工具欄中的設(shè)定培訓(xùn)項(xiàng)目按鈕 或者直接選擇右側(cè)標(biāo)簽頁的培訓(xùn)項(xiàng)目標(biāo)簽，將看到如下畫面： 圖中可選擇的培訓(xùn)項(xiàng)目列表中已經(jīng)列出了當(dāng)前學(xué)員站（ 1 號學(xué)員站）的培訓(xùn)項(xiàng)目，在每一個(gè)學(xué)員站與教師站建立連接之初學(xué)員站都會(huì)把培訓(xùn)項(xiàng)目信息傳給教師站。如果列表中沒有內(nèi)容，可以選擇當(dāng)前站培訓(xùn)項(xiàng)目按鈕要求學(xué)員站馬上傳送它的培訓(xùn)項(xiàng)目信息。 為學(xué)員站設(shè)定培訓(xùn)項(xiàng)目很簡單，只需在列表中選擇一項(xiàng)，然后按下設(shè)定培訓(xùn)按鈕即可。 30 結(jié)合安全分析與培訓(xùn)支撐系統(tǒng)（ SATSS），可以針對具體裝置的培訓(xùn)，進(jìn)行“事故定義”和“培訓(xùn)項(xiàng)目組態(tài)”并下發(fā)給學(xué)員站，以訓(xùn)練學(xué)員對各種可能發(fā) 生的事故的實(shí)時(shí)應(yīng)變能力和處理事故能力，提高其操作技能，強(qiáng)化事故判斷與處理的培訓(xùn)與考核。 ? 授權(quán)學(xué)員站 學(xué)員站開始運(yùn)行后，教師即可以給學(xué)員站設(shè)置不同的權(quán)限以限制學(xué)員對培訓(xùn)系統(tǒng)的操作。 方法是選擇工具欄中的授權(quán)學(xué)員站按鈕 或者直接選擇右側(cè)標(biāo)簽頁的授權(quán)設(shè)置標(biāo)簽，將看到如下畫面： 圖中綠色方框中白色的數(shù)字顯示的是當(dāng)前站號，如果輸入 0,即表示授權(quán)操作是針對所有學(xué)員站。 選擇凍結(jié)按鈕，將凍結(jié)選定的學(xué)員站。選擇解凍按鈕，將解除指定學(xué)員站的凍結(jié)狀態(tài)。 在授權(quán)選項(xiàng)中選擇 授權(quán)項(xiàng)，按授權(quán)按鈕即完成學(xué)員站的授權(quán)操作。 ? 快門和時(shí)標(biāo) 教師站的快門是針對學(xué)員站的，學(xué)員站要按教師站的設(shè)定保存自己的快門，在教師要求重演該快門的再重演它。 方法是選擇工具欄中的快門及時(shí)標(biāo)按鈕 或者直接選擇右側(cè)標(biāo)簽頁的快門和時(shí)標(biāo)設(shè)置標(biāo)簽，將看到如下畫面： 31 圖中綠色方框中白色的數(shù)字顯示的是當(dāng)前站號，如果輸入 0,即表示授權(quán)操作是針對所有學(xué)員站。 快門 ID 是一個(gè) 120 的整數(shù)，選定快門 ID 后，即可以按記錄快門或重演快門按鈕實(shí)現(xiàn)對學(xué)員的快門記錄或快門重演。 時(shí)標(biāo)是控制學(xué)員站模型運(yùn)算速度的標(biāo)量，一般缺省為 1。選定一個(gè)時(shí)標(biāo)按設(shè)定按鈕即完成對學(xué)員站時(shí)標(biāo)的設(shè)定。 ? 學(xué)員成績 學(xué)員成績是學(xué)員站評分系統(tǒng)保存的學(xué)員操作結(jié)果記錄。該記錄完整記錄了學(xué)員操作過程中的每一步的得分及得分統(tǒng)計(jì)結(jié)果。 一般不提倡教師站一直對學(xué)員的成績記錄進(jìn)行監(jiān)測。 監(jiān)測學(xué)員成績方法如下：在左側(cè)樹狀列表中選擇一個(gè)學(xué)員站，點(diǎn)擊右側(cè)標(biāo)簽頁的學(xué)員成績標(biāo)簽，將會(huì)看到如下畫面： 32 點(diǎn)擊 “讀取最新操作成績 ”按鈕將會(huì)刷新成績單。該按鈕最好不要連續(xù)點(diǎn)擊，否則可能引起網(wǎng)絡(luò)擁堵而使系統(tǒng)癱瘓。 ? 成績統(tǒng)計(jì) 成績統(tǒng)計(jì)是教師站對當(dāng)前連接的所有學(xué)員站培訓(xùn)成績的統(tǒng)計(jì)。它產(chǎn)生的是一個(gè)成績統(tǒng)計(jì)表單，可瀏覽或打印。 點(diǎn)擊成績總覽按鈕 或點(diǎn)擊右側(cè)標(biāo)簽頁的成績統(tǒng)計(jì)標(biāo)簽，將會(huì)看到如下畫面： 點(diǎn)擊打印成績統(tǒng)計(jì)文件按鈕將會(huì)打印當(dāng)前所示成績單。 ? 師生交流 師生交流功能用于教師站與學(xué)員站進(jìn)行簡單的對話交流，類似一個(gè)聊天工具。 點(diǎn)擊右側(cè)標(biāo)簽頁的師生交流標(biāo)簽，將會(huì)看到如下畫面： 33 . 仿真安全分析與培訓(xùn)支 撐系統(tǒng)（ SATSS） （ 1）簡述 安全分析與培訓(xùn)支撐系統(tǒng)，主要是用于生產(chǎn)技術(shù)人員的事故案例的分析和操作人員的技能培訓(xùn)與技能考核的系統(tǒng)。與常規(guī)的仿真培訓(xùn)與技能鑒定系統(tǒng)不同之處，是在于它的項(xiàng)目可自己定義和組合，尤其是各種類型的事故可定義與組合。即在基本培訓(xùn)考核項(xiàng)目的基礎(chǔ)上可以任意設(shè)定一個(gè)或多個(gè)事故，并且可定義事故發(fā)生的時(shí)間及條件。這樣，就大大提高了事故仿真的類型與數(shù)目。而且也充分體現(xiàn)了事故的“突發(fā)性”和“隨機(jī)性”，使得事故仿真更加符合實(shí)際生產(chǎn)。該系統(tǒng)與仿真系統(tǒng)的結(jié)合，一方面提高了仿真系統(tǒng)事故處理（安全操作）技能 培訓(xùn)和考核的靈活性與難度，使仿真系統(tǒng)更貼近生產(chǎn)實(shí)際，具有無限的擴(kuò)展能力（可以將實(shí)際發(fā)生的或預(yù)想的事故加入仿真系統(tǒng)），大大延長應(yīng)用生命期，同時(shí)其要求被受訓(xùn)人員對工藝、設(shè)備有很深的了解才能夠根據(jù)現(xiàn)象準(zhǔn)確的判斷出該事故的原因，進(jìn)而及時(shí)清除或處理掉；另一方面也可以為生產(chǎn)技術(shù)人員提供一種假設(shè)事故案例仿真，用以進(jìn)行安全生產(chǎn)分析試驗(yàn)和事故處理方案的提煉。 安全分析與培訓(xùn)系統(tǒng)的項(xiàng)目都是由各個(gè)細(xì)目組合而成，細(xì)目分為工況，特定事故，通用事故和設(shè)備事故。 ? 工況：指的冷態(tài)開車，熱態(tài)開車，正常操作等操作過程。 ? 特定事故：指的是本工種 或裝置特有的典型事故。 ? 通用事故：主要是指各種裝置都常見的一般性事故（如：儀表事故、閥門事故、機(jī)泵事故等）。 ? 設(shè)備事故：指裝置主要設(shè)備的典型事故。 34 工況是唯一的，只能選擇一個(gè)，而各種事故均可多選。每個(gè)事故都可設(shè)置起始條件和結(jié)束條件，條件中可設(shè)置時(shí)間關(guān)系（如系統(tǒng)時(shí)間，條件滿足后時(shí)間等）和工藝條件（各工藝指標(biāo)）。只要起始條件滿足后事故才發(fā)生，當(dāng)終止條件滿足后事故結(jié)束。 在原仿真培訓(xùn)與技能鑒定系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，安全分析與培訓(xùn)支撐系統(tǒng)主要擴(kuò)展了如下功能、： ? 在基本培訓(xùn)與考核項(xiàng)目（ 如：開停車、正常生產(chǎn)、典型事故處理等）的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)培訓(xùn)項(xiàng)目的組合功能。如在開車過程中的相應(yīng)階段設(shè)定多個(gè)不同的事故； ? 具有“特定事故（本裝置典型事故）”、“通用事故”和“設(shè)備事故”功能，并且事故可以任意設(shè)定和組合，真正體現(xiàn)事故的隨機(jī)性和突發(fā)性，真正