四、化工仿真培訓系統的使用方法

本書所介紹的化工仿真培訓系統是基于STS結構（School Teaching System）, STS結構硬件系統是由一臺上位機（教師指令臺）和多臺下位機（學員操作站）組成網絡系統，教師指令臺是教師組織管理仿真培訓的控制臺，與學員操作站無關。該結構軟件可以上、下機聯網培訓，也可以單機培訓，STS結構主要針對單元級和工段級仿真培訓軟件，適用于大中專及職業技術學校學生和工廠新職工的崗前培訓。

（一）程序啟動

學員站軟件安裝完畢之后，軟件自動在“桌面”和“開始菜單”生成快捷圖標。

1．學員站啟動方式

軟件啟動有兩種方式：

（1）雙擊桌面快捷圖標“CSTS2007”:

（2）通過“開始菜單→所有程序→東方仿真→化工單元操作啟動軟件。

軟件啟動之后，會彈出運行界面，如圖1-10所示。

圖1-10系統啟動界面

2．運行方式選擇

系統啟動界面出現之后會出現主界面，如圖1-11所示。輸入“姓名、學號、機器號”，設置正確的教師指令站地址（教師站IP或者教師機計算機名），同時根據教師要求選擇“單機練習”或者“局域網模式”，進入軟件操作界面。

【單機練習】是指學生站不連接教師機，獨立運行，不受教師站軟件的監控。

【局域網模式】是指學生站與教師站連接，老師可以通過教師站軟件實時監控學員的成績，規定學生的培訓內容，組織考試，匯總學生成績等。

圖1-11 PISP.net主界面

3．工藝選擇

選擇軟件運行模式之后，進入軟件“培訓參數選擇”頁面，如圖1-12所示。

【啟動項目】按鈕的作用是在設置好培訓項目和DCS風格后啟動軟件，進入軟件操作界面。

【退出】按鈕的作用是退出仿真軟件

點擊“培訓工藝”按鈕列出所有的培訓單元。根據需要選擇相應的培訓單元。

圖1-12工藝選擇

4．培訓項目選擇

選擇“培訓工藝”后，進入“培訓項目”列表里面選擇所要運行的項目，如冷態開車、正常停車、事故處理等。每個培訓單元包括多個培訓項目，如圖1-13所示。

圖1-13培訓項目選擇

5. DCS類型選擇

ESST提供的仿真軟件，包括有四種DCS風格，有“通用DCS風格、TDC3000、IA系統、CS3000”。根據需要選擇所要運行DCS類型，單擊確定，然后單擊“啟動項目”進入仿真軟件操作畫面，如圖1-14所示。

【通用DCS】：仿國內大多數DCS廠商界面。

【TDC3000】：仿美國Honywell公司的操作界面。

【IA系統】：仿Foxboro公司的操作界面。

【CS3000】：仿日本橫河公司的操作界面。

圖1-14 DCS類型選擇

（二）程序主界面

1．菜單介紹

（1）工藝菜單。

仿真系統啟動之后，啟動兩個窗口，一個是流程圖操作窗口，一個是智能評價系統。首先進入流程圖操作窗口，進行軟件操作。在流程圖操作界面的上部是“菜單欄”，下部是“功能按鈕欄”，如圖1-15所示。

圖1-15工藝菜單

“工藝”菜單包括當前信息總覽，重做當前任務，培訓項目選擇，切換工藝內容，進度存盤，進度重演，凍結/解凍，系統退出。

【當前信息總覽】：顯示當前培訓內容的信息，如圖1-16所示。

圖1-16信息總覽

【重做當前任務】：系統進行初始化，重新啟動當前培訓項目。

【切換工藝內容】：退出當前培訓項目，重新選擇培訓工藝。

【培訓項目選擇】：退出當前培訓項目，重新選擇培訓工藝。

【進度存盤】：進度存檔，保存當前數據。以便下次調用時可直接進入當前工藝狀態，如圖1-17所示。

圖1-17保存快門

【進度重演】：讀取所保存的快門文件（*.sav），恢復以前所存儲的工藝狀態。

【凍結/解凍】：類似于暫停鍵。系統“凍結”后，DCS軟件不接受任何操作，后臺的數學模型也停止運算。

【系統退出】：退出仿真系統，如圖1-18所示。

圖1-18系統退出

（2）畫面菜單。

“畫面”菜單包括程序中的所有畫面進行切換，有流程圖畫面、控制組畫面、趨勢畫面、報警畫面、輔助畫面。選擇菜單項（或按相應的快捷鍵）可以切換到相應的畫面，如圖1-19。

【流程圖畫面】：用于各個DCS圖和現場圖的切換。

圖1-19畫面菜單

【控制組畫面】：把各個控制點集中在一個畫面，便于工藝控制。

【趨勢畫面】：保存各個工藝控制點的歷史數據。

【報警畫面】：將出現報警的控制點，集中在同一個界面。一般情況下，在冷態開車過程中容易出現低報，此時可以不予理睬。

（3）工具菜單。

圖1-20設置菜單

設置菜單可以用來對變量監視、仿真時鐘進行設置，如圖1-20所示。。

【變量監視】：監視變量，可實時監視變量的當前值，察看變量所對應的流程圖中的數據點以及對數據點的描述和數據點的上下限，如圖1-21所示。

圖1-21變量監視

【仿真時鐘設置】：即時標設置，設置仿真程序運行的時標。選擇該項會彈出設置時標對話框，如圖1-22所示。時標以百分制表示，默認為100%，選擇不同的時標可加快或減慢系統運行的速度。系統運行的速度與時標成正比。

圖1-22仿真時鐘設置窗口

（4）幫助菜單。

圖1-23幫助菜單

幫助菜單包括幫助主題、產品反饋、關于三個選項，如圖1-23。

【幫助主題】：打開仿真系統平臺操作手冊。

【產品反饋】：可以把產品的一些意見E-MAIL給廠家。

【關于】：顯示軟件的版本信息、用戶名稱和激活信息，如圖1-24。

圖1-24關于內容

2．畫面介紹及操作方式

（1）流程圖畫面。

流程圖畫面有DCS圖和現場圖兩種。DCS圖畫面和工廠DCS控制室中的實際操作畫面一致。在DCS圖中顯示所有工藝參數，包括溫度、壓力、流量和液位，同時在DCS圖中只能操作自控閥門，而不能操作手動閥門。現場圖是仿真軟件獨有的，是把在現場操作的設備虛擬在一張流程圖上。在現場圖中只可以操作手動閥門，而不能操作自控閥門。

流程圖畫面是主要的操作界面，包括流程圖，顯示區域和可操作區域。在流程圖操作畫面中當鼠標光標移到可操作的區域上面時會變成一個手的形狀，表示可以操作。鼠標單擊時會根據所操作的區域，彈出相應的對話框。如點擊按鈕 可以切換到DCS圖，但是對于不同風格的操作系統彈出的對話框也不同。

通用DCS風格

①現場圖

現場圖中的閥門主要有開關閥和手動調節閥兩種，在閥門調節對話框的左上角標有閥門的位號和說明：

【開關閥】：此類閥門只有“開和關”兩種狀態。直接點擊“打開”和“關閉”即可實現閥門的開關閉合，如圖1-25。

圖1-25開關閥

【手動操作閥】：此類閥門手動輸入0~100的數字調節閥門的開度，即可實現閥門開關大小的調節。或者點擊“開大和關小”按鈕以5%的進度調節，如圖1-26。

圖1-26手動操作閥

②DCS圖

在DCS圖中通過PID控制器調整氣動閥、電動閥和電磁閥等自動閥門的開關閉合。在PID控制器中可以實現自動/AUT、手動/MAN、串級/CAS三種控制模式的切換，如圖1-27。

【AUT】：計算機自動控制。

【MAN】：計算機手動控制。

圖1-27控制模式切換

【CAS】：串級控制。兩只調節器串聯起來工作，其中一個調節器的輸出作為另一個調節器的給定值。

【PV值】：實際測量值，由傳感器測得。

【SP值】：設定值，計算機根據SP值和PV值之間的偏差，自動調節閥門的開度。在自動/AUT模式下可以調節此參數。（調節方式同OP值）

【OP值】：計算機手動設定值，輸入0~100的數據調節閥門的開度。在手動/MAN模式下調節此參數，如圖1-28。

圖1-28調節OP值

TDC3000風格

①現場圖

對于TDC3000風格的流程圖現場圖中，有如下操作模式。操作區內包括所操作區域的工位號及描述。操作區有下面兩種形式，如圖1-29、圖1-30。

圖1-29操作區（a）

該操作區一般用來設置泵的開關，閥門開關等一些開關形式（即只有是與否兩個值）的量。點擊OP會出現“OFF”和“ON”兩個框，執行完開或關的操作后點擊“ENTER”, OP下面會顯示操作后的新的信息，點擊“CLR”將會清除操作區。

圖1-30操作區（b）

該操作區一般用來設置閥門開度或其他非開關形式的量。OP下面顯示該變量的當前值。點擊OP則會出現一個文本框，在下面的文本框內輸入想要設置的值，然后按回車鍵即可完成設置，點擊“CLR”將會清除操作區。

②DCS圖

在DCS圖中會出現該操作區，該操作區主要是顯示控制回路中所控制的變量參數的測量值（PV）、設定值（SP）、當前輸出值（OP）、“手動MAN”/“自動AUT/串級CAS”方式等，可以切換“手動”/“自動/串級”方式，在手動方式下設定輸出值等，其操作方式與前面所述的兩個操作區相同，如圖1-31。

圖1-31操作區

（2）控制組畫面。

控制組畫面包括流程中所有的控制儀表和顯示儀表，如圖1-32、1-33所示，不管是TDC3000還是通用的DCS都與它們在流程畫面里所介紹的功能和操作方式相同。

圖1-32 DCS風格控制組

圖1-33 TDC3000風格控制組

（3）報警畫面。

選擇“報警”菜單中的“顯示報警列表”，將彈出報警列表窗口（如圖1-34所示）。報警列表顯示了報警的時間、報警的點名、報警點的描述、報警的級別、報警點的當前值及其他信息。

圖1-34報警畫面

（4）趨勢畫面

通用DCS：在“趨勢”菜單中選擇某一菜單項，會彈出如圖1-35所示的趨勢圖，該畫面一共可同時顯示8個點的當前值和歷史趨勢。

在趨勢畫面中可以用鼠標點擊相應的變量的位號，查看該變量趨勢曲線，同時有一個綠色箭頭進行指示。也可以通過上部的快捷圖標欄調節橫縱坐標的比例。還可以用鼠標拖動白色的標尺，查看詳細歷史數據。

圖1-35趨勢畫面

3．退出系統

直接關閉流程圖窗口和評分文件窗口，彈出關閉確認對話框，如圖1-36所示，都會退出系統。另外，還可在菜單工藝菜單重點擊“系統退出”退出系統。

圖1-36退出系統

4. PISP平臺評分系統的使用

啟動軟件系統進入操作平臺，同時也就啟動了過程仿真系統平臺PISP操作質量評分系統，評分系統界面如圖1-37所示。

過程仿真系統平臺PISP.NET評分系統是智能操作指導、診斷、評測軟件（以下簡稱智能軟件），它通過對用戶的操作過程進行跟蹤，在線為用戶提供如下功能：

圖1-37評分系統界面

（1）操作狀態指示。

對當前操作步驟和操作質量所進行的狀態以不同的圖標表示出來（圖1-36所示為操作系統中所用的光標說明）。

①操作步驟狀態圖標及提示：

圖標 ：表示此過程的起始條件沒有滿足，該過程不參與評分。

圖標 ：表示此過程的起始條件滿足，開始對過程中的步驟進行評分。

圖標 ：為普通步驟，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。

圖標 ：表示本步已經開始操作，但還沒有操作完，也就是說，已滿足此步的起始條件，但此操作步驟還沒有完成。

圖標 ：表示本步操作已經結束，并且操作完全正確（得分等于100%）。

圖標 ：表示本步操作已經結束，但操作不正確（得分為0）。

圖標 ：表示過程終止條件已滿足，本步操作無論是否完成都被強迫結束。

②操作質量圖標及提示：

圖標 ：表示這條質量指標還沒有開始評判，即起始條件未滿足。

圖標 ：表示起始條件滿足，本步驟已經開始參與評分，若本步評分沒有終止條件，則會一直處于評分狀態。

圖標 ：表示過程終止條件已滿足，本步操作無論是否完成都被強迫結束。

圖標 ：在PISP.NET的評分系統中包括了扣分步驟，主要是當操作嚴重不當，可能引起重大事故時，從已得分數中扣分，此圖標表示起始條件不滿足，即還沒有出現失誤操作。

圖標 ：表示起始條件滿足，已經出現嚴重失誤的操作，并開始扣分。

圖1-38圖標說明

（2）操作方法指導。

在線給出操作步驟的指導說明，對操作步驟的具體實現方法給出詳細的操作說明，如圖1-39所示。

圖1-39操作步驟說明

對于操作質量可給出關于這條質量指標的目標值、上下允許范圍、上下評定范圍，當鼠標移到質量步驟一欄，所在欄都會變藍，雙擊點出該步驟屬性對話框，如圖1-40所示。

（提示：質量評分從起始條件滿足后，開始評分，如果沒有終止條件，評分貫穿整個操作過程。控制指標越接近標準值的時間越長，得分越高。）

（3）操作診斷及診斷結果指示。

實時對操作過程進行跟蹤檢查，并對用戶的操作進行實時評價，將操作錯誤的過程或動作一一說明，以便用戶對這些錯誤操作查找原因及時糾正或在今后的訓練中進行改正及重點訓練，如圖1-41所示。

圖1-40步驟屬性對話框

（4）查看分數。

實時對操作過程進行評定，對每一步進行評分，并給出整個操作過程的綜合得分，可以實時查看用戶所操作的總分，并生成評分文件。

“瀏覽→成績”查看總分和每個步驟實時成績，如圖1-42所示。

圖1-41操作診斷結果

圖1-42學員成績單

（5）其他輔助功能。

PISP.NET評分系統輔助功能：

①學員最后的成績可以生成成績列表，成績列表可以保存也可以打印。如圖1-41所示，點擊“瀏覽”菜單中的“成績”就會彈出如圖1-43所示的對話框，此對話框包括學員資料、總成績、各項分步成績及操作步驟得分的詳細說明。

②單擊“文件”菜單下面的“打開”可以打開以前保存過的成績單“，保存”菜單可以保存新的成績單覆蓋原來舊的成績單“，另存為”則不會覆蓋原來保存過的成績單，如圖1-44所示。

圖1-43

圖1-44打開成績單

③如圖1-45所示打開文件下面的“組態”，就會彈出如圖1-46所示的對話框，在該對話框中可以對評分內容重新組態，其中包括操作步驟、質量評分、所得分數等。

圖1-45

圖1-46評分組態對話框

④可直接單擊“文件”下面的“系統退出”退出操作系統。

⑤如圖1-47所示，單擊“光標說明”可彈出對話框，查看相關的光標說明可幫助操作者進行操作。

圖1-47