技术领域
[0001] 本发明属于油田仪器仪表技术领域，更具体来说，涉及一种数字化油田培训仿真仪表及作业方法。
相关背景技术
[0002] 仿真技术早已在各行各业中广泛应用，特别是在流程工业中发挥着极大作用，但是由于流程工业流程复杂性，集成化及自动化水平高，只有长期安全的运行才能取得满意的经济效益，因此要求生产操作员具有较高的技术水平和操作技能。一般的误操作会导致严重的经济损失甚至人员伤亡，而一般的操作培训很难达到实际目的。仿真培训是一种现代化的，高效率的培训手段，是提高操作工现场操作技能的有效途径。
[0003] 以现场仿真仪表代替真正的传感器、变送器以及执行器，可以在成本上得到大大的降低，并且不需要真正在管道中流动溶液，一方面节约了化工材料，另一方面可以避免技工误操作而导致严重的事故。
具体实施方式
[0031] 为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述，附图中给出了本发明的若干实施例，但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
[0032] 需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件；当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件；本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0033] 除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明；本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0034] 实施例1
[0035] 参照附图1‑图3所示，本实施例的一种数字化油田培训仿真仪表，包括电机100、表盘200、微控制器以及与微控制器相连的模拟信号硬件滤波电路、AD模块基准电源、仪表电机驱动模块，AD模块基准电源与模拟信号硬件滤波电路、控制器和仪表电机驱动模块电性连接，驱动模块驱动电机100转动，表盘200上设有指针，电机驱动指针转动。
[0036] 本实施例的AD模块基准电源为单独的电路，电机100的供电电源和AD模块基准电源分开。
[0037] 本实施例的电机100的驱动芯片受微控制器的SPI模块直接驱动，所述微控制器将模拟信号转换成数字信号。
[0038] 应用权利要求1的一种数字化油田培训仿真仪表的一种仿真仪表作业方法，作业方法包括：
[0039] S1，微控制器采集模拟信号；
[0040] S2，微控制器将模拟信号转换为数字信号；
[0041] S3，电机100根据数字信号进行转动，带动指针指向表盘200的对应位置。
[0042] 本实施例的模拟信号的区间值为4‑20mA和0‑5V。
[0043] 本实施例的步骤S1采集的模拟信号需要进行滤波处理。
[0044] 本实施例的滤波处理方法如下：
[0045] L1，模拟信号先经过由放大器U5、电阻R11、R12、R13、R14、电容C13、C14、C15、C16组成的低通滤波器进行硬件滤波；
[0046] L2，滤波后的信号接入单片机的AD模块输入引脚AIN0；
[0047] L3，利用加权平均算法进行软件滤波。
[0048] 本实施例的当输入的模拟信号为4‑20mA电流信号时，短路帽短路，输入0‑5V电压信号时，短路帽断开。
[0049] 在仿真培训系统中，当学员进行仿真培训时，系统数据在学员站、OTS仿真培训系统、DCS控制系统、现场仿真仪表间传递；现场仪表实现控制量和标准信号之间的转换，并指示仿真培训系统的运算结果。
[0050] 本发明发明仿真仪表采用供电电源与AD采样模块供电电源分开，这样可提高采样信号的精度，减少其他耗电模块所带来的干扰，以达到精确仿真指示现场的参数值。供电电源芯片U1将直流12V降压到5V，基准电源芯片U2将直流12V稳压到5V。
[0051] 本发明发明输入的模拟信号为4‑20mA和0‑5V，输入为4‑20mA电流信号时，将P4短路帽短路，输入0‑5V电压信号时，P4应断开，输入的模拟信号先经过由放大器U5、电阻R11、R12、R13、R14、电容C13、C14、C15、C16组成的低通滤波器进行硬件滤波，隔离高频信号的干扰，滤波后的信号接入单片机的AD模块输入引脚AIN0，单片机采集到模拟信号后利用加权平均算法进行软件滤波。
[0052] 电机驱动芯片U4由微控制器芯片U3的SPI模块直接驱动，微控制器U3将采集的模拟信号换算成电机M的角度值所对应的数字信号，通过SPI发送给U4，U4驱动电机转动相应的角度，达到指示现场模拟数值的仿真效果。
[0053] 以上所述实施例仅表达了本发明的某种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制；应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围；因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
