蒸压釜模拟机系统开发

许贤顺，牟乐

（广州特种承压设备检测研究院，广东 广州 510180）

蒸压釜模拟机系统开发

许贤顺，牟乐

（广州特种承压设备检测研究院，广东 广州 510180）

蒸压釜模拟机是用于操作人员培训考核以及提高实际操作技能的设备，它将突破以往操作人员培训考核的模式，注重操作人员实际操作技能的培训，尤其突出了安全操作、故障应急处理操作、节能操作的技能。通过操作人员上机操作，操作人员可以获得大量的现场操作的感性认识，使实际操作技能对蒸压釜各种可能出现的异常故障、现象的分析、判断和处理可在较短时间内得到迅速提高，对确保蒸压釜安全运行起到重要作用。

蒸压釜；培训考核；模拟机；系统开发

按照《中华人民共和国特种设备安全法》第十四条的规定，特种设备作业人员应当按照国家有关规定取得相应资格，方可从事相关工作，因此特种设备操作人员应按照《特种设备作业人员监督管理办法》、《特种设备作业人员考核规则》的相关规定，经理论、实际操作的考试合格后方具备上岗资格。《特种设备作业人员考核规则》特别规定实际操作技能考试采取实物化（模拟化）的，考核机构均应当具备实物化（模拟化）的考试条件，而且实际操作技能考试不得在考试基地及考点以外进行。随着我国基础建设、房地产业的迅猛发展，蒸压釜作为一类特种设备，它的在用数量不断攀升，作用也越来越明显，其带来的安全和节能风险也相应的越来越大，近 10年来，蒸压釜操作不当导致的特种设备事故频发，给安全生产形势带来极大的挑战。因此，为了加强对蒸压釜操作人员的实际操作培训和考核，提高操作人员的安全和节能实际操作技能，确保蒸压釜的安全经济运行，研制开发突出安全操作、故障应急处理以及节能操作技能的蒸压釜实操培训考核模拟系统势在必行。通过操作人员的实际操作练习，操作人员将可对蒸压釜短期内建立起直观感性认识，对蒸压釜系统迅速提高各种故障先兆的判断和处理能力，对确保蒸压釜安全、经济运行起到重要作用。

1 工艺设计

蒸压釜实操培训考核模拟系统由蒸压釜（设备主体、附属管路及阀门、安全附件）、电控系统以及培训考核软件系统组成。蒸压釜选择国内目前在用的较为普遍的蒸压釜系统，采用双开门蒸压釜方式（吊开门及侧开门）。为便于运输、安装、适应一般教室放置，适当缩小比例设计制作，并附带蒸压釜设备上所有安全附件、阀门等附件。如图1所示。

设备主体部分主要由釜体装置、覆盖装置、摆动装置、手摇减速器、安全装置、支座、密封装置组成。

图1 蒸压釜系统图

附属管路主要包括进汽管路、排气管路、冷凝水排放管路、余气节能管路，管路规格为 DN25，与阀门连接为法兰连接。阀门全部选用带法兰的截止阀，型号J41H-16C，规格 DN25。

安全附件包括弹簧式安全阀、压力表、温度表。安 全 阀 型 号 A48Y-16C； 压 力 表 精 度 1.6级， 量 程1.6MPa；温度表量程 0～ 200℃。

2 系统的控制部分

电控系统的功能是将电子信号转换成数字信号，并通过工业以太网传输给力控软件处理，并根据考核内容，模拟设备运行工况，将数字信号转换成电子信号送到设备相关的显示仪表模拟显示。（1）可编程控制器采用DCCE品牌的以太网可编程控制器，支持以太网通讯、梯形图编程。（2）按钮指示灯采用品牌的∮ 22mm按钮指示灯。（3）传感器采用∮12mm非接触式接近开关。（4）显示仪表采用广角度电磁式显示仪表。电控系统系统图如图2示。

图2 电控系统系统图

培训考核软件系统的功能包括动画演示教学功能、实操训练功能 实操考核功能、学员信息管理功能等。

3 系统功能特征

系统将计算机虚拟现实和设备实物结构模拟技术相结合，构造逼真的设备操作环境，模拟典型设备实际操作和考核的全过程，为蒸压釜操作培训考核提供一种标准化的教学平台。系统主界面图如图3所示。系统的培训考核功能齐全，开发中体现了以下特点：（1）动画教学，让操作人员熟悉掌握蒸压釜系统的运行情况。（2）实现蒸压釜操作人员上机进行蒸压釜设备的实际操作模拟训练。（3）实现蒸压釜操作人员的考试模拟、随机组卷出题、计时、判断。（4）现场出考核成绩、打印学员成绩单、存档。（5）学员的信息查询、修改、打印。（6）学员考试成绩的历史记录。

图3 系统主界面图

4 系统功能描述

4.1 教学功能

（1）模拟机上再现了蒸压釜的实际结构，供学员了解蒸压釜结构原理。（2）安装了蒸压釜应有的真实附属设备和安全附件：安全阀、压力表、安全联锁装置、门开关、疏水阀、手动排汽阀、电气操作箱等，让学员了解蒸压釜的附属设备及安全附件结构和安装位置。（3）安装了蒸汽系统、冷凝系统，让学员了解蒸压釜各工作流程。（4）编辑了《蒸压釜》培训课件，对学员进行全面安全技术培训。

4.2 训练功能

（1）按照国家质检总局的要求编写了蒸压釜考核试题，建立了考核题库，在学员训练时，可用投影来演示，并有声音来提示。（2）在训练模拟系统中设置了标准步骤，学员在上机训练时，做每道题时如果该道题的初始状态不符则弹出初始不符提示框提示初始复位，复位后进行操作，用操作步骤与标准步骤进行对照，找出错误步骤。

4.3 考核功能

（1）系统根据考后题的情况进行自动的客观打分，评分人员也可以根据自身的评分权限进行主观打分，主客观分数总和超过本题分值或者评分人员评出的分值超过自身权限的上限分值均弹出提示。（2）学员数据库管理功能：对于已取证学员的基本情况信息和考核成绩进行存档，随时可以查询，并对系统的数据库可以不时地进行手动备份，并可以对试题选到自选试题表中进行自选试题组卷考核。（3）试题数据库管理功能：对于系统中的试题数据，每道试题，对应的试题步骤和初始状态数据进行增加、删除、修改、查询等操作。（4）用户管理功能：创建用于登陆系统的用户，一级用户可以创建和修改其他级别的用户和这些用户所对应的角色，不同级别的用户均可以修改自身的登录密码。

5 结语

蒸压釜操作人员的安全和节能操作水平是确保安全生产和经济运行的决定性因素，本文提出并设计了一种缩小比例蒸压釜模型，带有人机交互装置的操作控制台、基于 PLC的传感检测电控系统以及运行蒸压釜数字仿真程序的模拟机系统，对培养高技能、复合型人才可发挥重要的作用。

[1]中华人民共和国特种设备安全法 .

[2]特种设备作业人员监督管理办法 .

[3]TSG Z6001-2013.特种设备作业人员考核规则 .

TU528.06

A

1671-0711（2017）07（下）-0139-02

本论文为广州市质监局科技项目（蒸压釜实操培训考核模拟机系统研究。