[发明专利]基于3D技术的控制系统培训装置及方法

权利要求书

1.一种基于3D技术的控制系统培训装置，其特征在于：包括，

仿真模型服务器，基于控制系统发出的控制指令模拟核电厂机组运行并生成运行数据；

DCS控制系统，包括用于控制虚拟设备的虚拟控制器和用于控制现场设备的控制机柜，接收操作员站发送的操作指令以及访问仿真模型服务器，并响应所述操作指令运行其控制逻辑以生成控制指令；

3D显示控制站，包括3D扫描仿真控制机柜以及3D模拟虚拟控制器和控制机柜，3D显示控制站通讯连接所述DCS控制系统；

操作员站，实现相应的人机交互操作，并将相应的操作指令发送DCS控制系统，并且接收返回的处理结果；

教员站，启动或停止、运行或冻结以及初始化所述DCS控制系统操作指令，故障控制、回退、记录或重演、变量监视所述3D显示控制站和/或培训过程中实时干预，其通讯连接所述DCS控制系统、3D显示控制站和操作员站。

2.如权利要求1所述的基于3D技术的控制系统培训装置，其特征在于：还包括，

工程师站，构建控制逻辑组态；

多媒体设备，用于演示信息。

3.如权利要求1所述的基于3D技术的控制系统培训装置，其特征在于：所述的DCS控制系统基于所述故障信息生成控制指令，仿真模型服务器基于控制指令模拟核电厂机组故障运行并生成故障运行数据。

4.如权利要求1所述的基于3D技术的控制系统培训装置，其特征在于：所述的3D显示控制站包括，

主控背板，

采集模块，其采集虚拟控制器和控制机柜数据，

主控制器，设在主控背板的主控制器基于所述数据3D扫描仿真控制机柜以及3D模拟虚拟控制器和控制机柜，

电源，设在主控背板上的电源电连接所述主控制器，

BUS总线，其通讯连接所述DCS控制系统。

5.如权利要求1所述的基于3D技术的控制系统培训装置，其特征在于：所述的控制机柜包括通讯连接现场设备的控制器。

6.如权利要求1所述的基于3D技术的控制系统培训装置，其特征在于：所述DCS控制系统包括交换单元，所述交换单元包括用于通讯现场设备的现场通讯协议和用于通讯虚拟设备的虚拟通讯协议。

7.如权利要求1所述的基于3D技术的控制系统培训装置，其特征在于：所述仿真模型服务器、仿真模型服务器、3D显示控制站、操作员站和教员站包括一个或者多个处理器，存储器和总线。

8.如权利要求7所述的基于3D技术的控制系统培训装置，其特征在于：所述的处理器包括数字信号处理器、专用集成电路ASIC或现场可编程门阵列FPGA，存储器包括一个或多个只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、快闪存储器或电子可擦除可编程只读存储器EEPROM。

9.如权利要求1所述的基于3D技术的控制系统培训装置，其特征在于：所述仿真模型服务器、仿真模型服务器、3D显示控制站为云端服务器，云端服务器经由无线通信设备通讯，无线通信设备至少包括无线局域网通信设备和/或移动通信网络设备，无线局域网通信设备包括蓝牙、ZigBee和/或Wi-Fi模块，所述移动通信网络设备包括2G无线通信芯片、3G无线通信芯片、4G无线通信芯片和/或5G无线通信芯片。

10.一种权利要求1-9中任一所述基于3D技术的控制系统培训装置，其特征在于，包括以下步骤：

第一步骤：生成操作指令，DCS控制系统接收操作员站发送的操作指令并响应所述操作指令运行其控制逻辑以生成控制指令，其中，教员站实时干预所述操作指令；

第二步骤：响应所述控制指令，仿真模型服务器模拟核电厂机组运行并生成运行数据，虚拟控制器和控制机柜基于运行数据呈现不同控制状态下的控制参数；

第三步骤：3D显示控制站3D扫描仿真控制机柜以及3D模拟虚拟控制器和控制机柜，操作员站接收3D显示控制站模拟的虚拟控制器和控制机柜在不同控制状态下的控制参数。