一种操作步骤演练与引导装置及逻辑控制方法

摘要

本发明公开了一种操作步骤演练与引导装置，包括：演练操作单元、实际操作单元、语音单元、选项单元、演练逻辑控制器、实操逻辑控制器，所述装置能引导操作者正确操作设备，防止误操作。本发明公开了一种操作步骤演练与引导装置的逻辑控制方法，包括：编制任务簇；构建演练和实操的映射；编制任务簇中全部任务的正确操作步骤；录制正确操作步骤的引导语音段和误操作报警语音段；操作者选择具体任务；生成具体任务的语音段序列；将语音段序列映射为步骤存储器；逐条挤出步骤存储器的存储位，触发语音灯光引导；操作者按照语音灯光引导操作；操作错误时，发出相应报警语音；直到存储器的最后一位被挤出，所选操作任务完成。

权利要求

1.一种操作步骤演练与引导装置，其特征在于，包括演练操作单元、实际操作单元、语音单元、选项单元、演练逻辑控制器、实操逻辑控制器，用于操作演练、操作引导和误操作闭锁；其中所述演练操作单元，包括若干个演练用指令开关、若干个操作对象图示灯、若干条灯光带，用于操作者演练操作和图示操作对象及其状态；

所述实际操作单元，包括若干组操作对象状态接点、若干个操作对象状态指示灯、若干个闭锁继电器，用于实际操作引导、误操作闭锁和显示操作对象状态；

所述语音单元，包括语音存储器、语音处理器、D/A转换器、功率放大器、发音器, 用于输出各种不同的引导语音段；

所述选项单元，包括触摸屏，用于向操作者提供模式选择和操作任务选项；

所述演练逻辑控制器，包括演练步骤存储器，分别与所述演练用指令开关、操作对象图示灯导线连接，分别与所述选项单元、语音处理器通讯连接，用于演练时逻辑控制，接受演练用指令开关的输入，分别向操作对象图示灯、语音处理器输出动作信号；

所述实操逻辑控制器，包括实操步骤存储器，分别与所述操作对象状态接点、所述操作对象状态指示灯和所述闭锁继电器导线连接，用于实操时逻辑控制，接受所述操作对象状态接点的输入，向所述操作对象状态指示灯和闭锁继电器输出动作信号；

所述实操逻辑控制器还与演练用逻辑控制器通讯连接，交换操作对象状态信息、操作步骤信息和引导语音信息。

2.根据权利要求1所述的操作步骤演练与引导装置，其特征在于，所述操作对象图示灯，与操作对象一一映射，显示多种颜色的光，颜色的数量与操作对象的状态数相同，图示操作对象的状态，也通过灯光闪烁，提示待操作的操作对象；所述演练用指令开关，也与操作对象一一映射，有多种不同的操作位置，位置数量也与操作对象的状态数相同，用于演练操作；所述灯光带用于图示操作对象间的逻辑顺序关系。

3.根据权利要求1所述的操作步骤演练与引导装置，其特征在于，所述操作对象状态接点被加装在操作对象的适当位置，当操作对象状态改变时，状态接点的通断随着改变，用于向所述装置提供操作对象状态信号；所述操作对象状态指示灯，用于显示操作对象状态信号和操作引导信号；所述闭锁继电器的常闭接点串联接入关键操作对象控制电路中，当闭锁继电器动作时，操作对象将不被操作成功，当关键操作对象不具备控制电路时，在操作对象上加装电磁锁，闭锁继电器启动后给电磁锁通电。

4.根据权利要求1所述的操作步骤演练与引导装置，其特征在于，所述语音单元包括语音下载器，用于从个人电脑中下载语音段，以适应不同场景的要求。

5.根据权利要求1所述的操作步骤演练与引导装置，其特征在于，所述装置的逻辑控制方法，包括以下步骤：S10: 编制任务簇；

S20：在触摸屏上设置模式按钮和任务按钮；

S30: 构建演练和实操的映射；

S40：编制任务簇中全部任务的正确操作步骤；

S50：录制任务簇全部任务的正确操作步骤的引导语音段和误操作报警语音段，顺序存储至语音存储器；

S60：生成任务簇全部任务的语音段序列；

S70：将语音段序列映射为演练步骤存储器和实操步骤存储器；

S80： 操作者选择操作模式和具体任务；

S90：演练模式时，进入下一步，实操模式时跳至S110；

S100：进入演练模式；

S101：逐条挤出演练步骤存储器的存储位，触发语音灯光引导；

S102：操作者根据语音灯光引导操作；

S103：演练操作错误时，发出相应报警语音，统计报警次数，并等待纠正；

S104：如此循环，直到演练步骤存储器的最后一位，所选任务完成；

S105：选择是否转入实操模式；

S110：进入实操模式；

S111：按下实操模式按钮或者演练模式结束时，激活实操模式，并闭锁所有的关键操作对象；

S112：逐条挤出实操步骤存储器的存储位，触发语音灯光引导，并开放相应的闭锁；

S113：操作者根据语音灯光引导操作；

S114：实操操作错误时，发出相应报警语音，统计报警次数, 并等待纠正；

S115：如此循环，直到实操步骤存储器的最后一位，所选任务完成；

S120：实操完成后，切换到监视模式。

6. 根据权利要求5所述的一种操作步骤演练与引导装置，其特征在于，所述装置，具备操作演练、操作引导、误操作闭锁功能；且具有三种操作模式，包括演练模式、实操模式、监视模式：具体来说操作者在日常训练中或者具体操作前进入演练模式，在该装置的语音灯光引导下进行操作票的填写，具体操作的演练；具体操作时切换到实操模式， 装置自动引入实际操作对象的状态信号，操作人员在语音灯光引导下进行实际操作，操作错误时有语音提示错误所在，同时闭锁关键操作对象，避免误操作；操作完成，切换到监视模式，监视操作对象的实际状态。

7.根据权利要求5所述的一种操作步骤演练与引导装置，其特征在于，所述装置包括演练操作单元、语音单元、选项单元、演练逻辑控制器，只具备演练模式，在演练过程中给与引导，所述S110‑S120不执行。

8.根据权利要求5所述的一种操作步骤演练与引导装置，其特征在于，所述装置包括实际操作单元、语音单元、选项单元、实操逻辑控制器，只具备实操模式和监视模式，在实操过程中给与引导和防误闭锁，在实操完成后进行操作对象状态监视，所述S100‑S105不执行。

说明书

一种操作步骤演练与引导装置及逻辑控制方法

技术领域

[0001] 本发明涉及操作安全领域，具体涉及一种操作步骤演练与引导装置及逻辑控制方法。

背景技术

[0002] 当前，自动化生产遍及各个行业，但仍然存在大量的手动操作工作场景；一般有三种情况不能或者不需要自动化生产：一是采用自动化生产，投入产出不匹配；二是无法采用自动化生产；三是有自动化但某种情况下要手动操作。在手动操作情况下，操作者对技能的掌握，以及熟练程度显得格外重要，特别是有些操作非常复杂，步骤的顺序也非常重要，一但发生遗漏步骤，步骤错误，轻则损坏设备，重则危及人们生命安全。

[0003] 一种可能的手动操作场景是：在高压电力用户，尤其是厂矿配电房，电工在高压操作时，如果发生误操作，后果就非常严重，譬如某台变压器检修后恢复高压送电时，必须先拆除临时接地线（或拉开接地刀闸），再将手车式断路器推到工作位置，再合上断路器送电，这三步一步都不能少，一步都不能反，否则可能造成烧坏设备的事故甚至电弧烧伤、电弧触电事故；在一个配电房，复杂的操作任务往往需要几十步，而且不同的供电方式有不同的操作任务，需要电工具备很高的技能素质和心理素质。

[0004] 另一种可能的手动操作应用场景是：在事故情况下，水力发电厂开停机和其它事故处理时，自动化设备由于操作电源跳闸导致无法使用，更需要操作者沉着冷静，通过手动操作进行开机或者停机操作，以及其它任务的操作，这些操作步骤往往顺序性很强，一步都不能少，一步都不能反，否则同样带来严重的后果，如开机操作，必须先后进行解除制动风闸、关闭制动风管阀门、退出接力器锁定、投入冷却水、打开导叶至空载、增加励磁、投入同期装置、合上断路器并网等步骤，操作不当，很可能造成轴瓦烧损等事故，这些同样考验操作者的技能熟练程度和良好的心理素质，而良好的心理素质往往依赖于平时的训练。

[0005] 但这些手动操作有个共同的特点，往往不允许操作者在实际操作设备上训练，客观上需要一种演练功能装置，加强日常训练。

[0006] 还有一种需要具备演练功能的装置的情况：

[0007] 在职业能力培训和考评过程中，往往需要一种能够实现操作技能要点培训的设备，采用实际设备有时不可能、有时因为成本不合算，这时具备实际操作步骤训练技能要点的演练装置大有必要，譬如：

[0008] 当前，国家应急管理部规定凡从事高压电工作业的人员，必须经过培训取得特种高压电工作业许可证，目前专利检索中并无相应的高压电工培训装置，现有技术中各培训机构普遍采用工业用高压柜来进行国家应急管理部门规定科目的培训，但这些工业用的屏柜，只适应不频繁操作，对于高频率的学员操作，带来了设备故障率高，同时价格昂贵，一般培训机构只能配备1‑2台套，这时，采用具备演练功能的装置作为有益的补充，可以相得益彰，更好地发挥培训效果。

[0009] 进一步，即使演练工作做得非常完美，实操前也做过演练工作，实操时仍可能由于操作者疏忽大意，漏掉某些步骤，或者将步骤弄反，造成事故，因此，除了演练功能以及演练过程中的引导，在实际操作过程中的引导功能也显得十分必要。

[0010] 目前，市场中，缺少用于演练或实操语音引导的装置，只在某些场景，采用了一些图板，操作者根据图板，写出正确的操作票，通过严格的组织措施，按步操作来实现防止误操作；这些图板，往往功能十分有限，仅仅相当于图纸功能，误操作现象在实际操作过程中时有发生。

发明内容

[0011] （一）解决的技术问题

[0012] 本发明的目的在于为手动操作提供一种具备操作演练、操作引导、误操作闭锁功能的装置；本装置有三种操作模式，包括演练模式、实操模式、监视模式。具体来说操作者在日常训练中或者具体操作前进入演练模式，在该装置的语音灯光引导下进行操作票的填写，具体操作的演练等；具体操作时切换到实操模式，装置自动引入实际操作对象的状态信号，操作者在语音灯光引导下进行实际操作，操作错误时有语音提示错误所在，同时闭锁关键操作对象，避免误操作；操作完成，切换到监视模式，监视操作对象的实际状态。

[0013] 同时，本发明的目的还在于提供一种操作步骤演练与引导装置的逻辑控制方法。

[0014] （二）技术方案

[0015] 一种操作步骤演练与引导装置，包括演练操作单元、实际操作单元、语音单元、选项单元、演练逻辑控制器、实操逻辑控制器；所述演练操作单元，包括若干个演练用指令开关、若干个操作对象图示灯、若干条灯光带，用于操作者演练操作和图示操作对象及其状态信号；所述实际操作单元，包括若干组操作对象状态接点、若干个操作对象状态指示灯、若干个闭锁继电器，用于实际操作引导、误操作闭锁和显示操作对象状态；所述语音单元，包括语音存储器、语音处理器、D/A转换器、功率放大器、语音下载器、发音器, 用于输出各种不同的引导语音段；所述选项单元，包括触摸屏，用于向操作者提供模式选择和操作任务选项；所述演练逻辑控制器，包括演练步骤存储器，分别与所述演练用指令开关、操作对象图示灯导线连接，分别与所述选项单元、语音处理器通讯连接，用于演练时逻辑控制，接受演练用指令开关的输入，分别向操作对象图示灯、语音处理器输出动作信号；所述实操逻辑控制器，包括实操步骤存储器，分别与所述操作对象状态接点、所述操作对象状态指示灯和所述闭锁继电器导线连接，用于实操时逻辑控制，接受所述操作对象状态接点的输入，向所述操作对象状态指示灯和闭锁继电器输出动作信号；所述实操逻辑控制器还与演练用逻辑控制器通讯连接，交换操作对象状态信息、操作步骤信息和引导语音信息。

[0016] 所述演练操作单元中：所述操作对象图示灯，与操作对象一一映射，可以显示多种颜色的光，颜色的数量与操作对象的状态数相同，图示操作对象的状态，也通过灯光闪烁，提示待操作的操作对象；所述演练用指令开关，也与操作对象一一映射，可以有多种不同的操作位置，位置数量也与操作对象的状态数相同，用于演练操作；所述灯光带用于图示操作对象间的某一操作顺序关系。

[0017] 所述实操单元中：所述操作对象状态接点被加装在操作对象的适当位置，当操作对象状态改变时，状态接点的通断随着改变，用于向本发明所述装置提供操作对象状态信号；所述操作对象状态指示灯，用于显示操作对象状态信号和操作引导信号；所述闭锁继电器的常闭接点串联接入关键操作对象控制电路中，当闭锁继电器动作时，操作对象将不被操作成功，当关键操作对象不具备控制电路时，在操作对象上加装电磁锁，闭锁继电器启动后给电磁锁通电，所述关键操作对象是指，实际场景中，对操作安全重要的作用，最需要保护的对象。

[0018] 所述语音单元中：所述语音处理器是核心设备，通过串口通讯，能接受演练逻辑控制器的控制输出需要的语音段；所述语音存储器与语音处理器连接，用于在语音处理器控制下存储各种语音段；所述语音下载器与语音处理器连接，用于从个人电脑中下载录制好的MP3 格式的语音段, 以适应不同场景的要求；所述D/A转换器与语音处理器连接，用于语音处理器输出的语音段数字信号转化为模拟信号；所述功率放大器，将语音段模拟信号放大推动发音器发音；进一步地，在大作业面的场景下，所述发音器具有移动使用功能。

[0019] 所述演练逻辑控制器、实操逻辑控制器，采用可编程逻辑控制器、单片机或者嵌入式系统构成，能够实现逻辑控制功能。

[0020] 所述的一种操作步骤演练与引导装置具备操作演练、操作引导、误操作闭锁功能的装置；有三种操作模式，包括演练模式、实操模式、监视模式：具体来说操作者在日常训练中或者具体操作前进入演练模式，在该装置的语音灯光引导下进行操作票的填写，具体操作的演练等；具体操作时切换到实操模式，装置自动引入实际操作对象的状态信号，操作者在语音灯光引导下进行实际操作，操作错误时有语音提示错误所在，同时闭锁关键操作对象，避免误操作；操作完成，切换到监视模式，监视操作对象的实际状态。

[0021] 本发明提供的一种操作步骤演练与引导装置的逻辑控制方法为

[0022] S10: 编制任务簇；

[0023] 进一步地，具体步骤为：统计全部操作对象；根据行业知识或者行业规范分析全部操作对象的状态约束关系；进而形成各种可能的运行方式；对所述各种运行方式进行分类；在各种运行方式分类下，统计可能的操作任务；全部的操作任务构成任务簇；

[0024] 其中，所述运行方式是指，涉及到的所有操作对象的状态组合。

[0025] S20：在触摸屏上设置模式按钮和任务按钮；

[0026] 进一步地，具体步骤为：在所述触摸屏上设计各种窗口和按钮，包括模式窗口、若干个运行方式分类窗口；模式窗口中设置有演练模式按钮、实操模式按钮、监视模式按钮；各运行方式分类窗口下设置有若干个任务按钮；

[0027] 一种可能的实施中，所述模式窗口设置有演练模式或者实操模式或者监视模式中的一个或者两个或者三个。

[0028] S30: 构建演练和实操的映射；

[0029] 进一步地，具体步骤为：将实操分解为一系列操作步；每一操作步用汉语表达为动宾状结构，具备唯一的动词和唯一的名词，动词表示动作，名词表示操作对象，状语有时可以省略；将动作映射为一个演练用指令开关，操作对象映射为一个操作对象图示灯，图示灯光的颜色种数，与操作对象的状态数一致；演练用指令开关的操作位置数，与操作对象的状态数一致；将实操，映射为演练；

[0030] 其中，所述实操，是指在实际设备上进行的一系列旨在改变操作对象的状态的特定动作；所述演练，是指通过替代的方法，在非实际设备上进行的一系列动作，以达到熟练操作的目的。

[0031] S40：编制任务簇中全部任务的正确操作步骤；

[0032] 进一步地，具体步骤为：根据国家标准；或者安全规程；或者采用专家意见；或者沿用经验证正确的；确保编制的操作步骤正确；

[0033] 其中，所述操作步骤是指操作中只涉及到唯一操作对象的操作步的

[0034] 组合，这些操作步组合能完成具体操作任务；所述操作步的特征在于，当用汉语表达出来时，只有一个动词和一个名词。

[0035] S50：录制任务簇全部任务的正确操作步骤的引导语音段和误操作报

[0036] 警语音段，顺序存储至语音存储器；

[0037] 进一步地，具体步骤为：将所有操作任务中用汉语表达完全相同的剔除；录制引导语音段；录制报警语音段；将全部语音段编号；顺序存储至语音存储器；所述报警语音根据前后操作步生成，其特征在于对相邻步做出诊断；其中

[0038] 所述引导语音段，是指操作步的汉语表达后的发音；所述报警语音段，是指指出操作中操作错误所在的诊断语音。

[0039] S60：生成任务簇全部任务的语音段序列；

[0040] 进一步地，具体步骤为：根据所述S40编制的所述具体任务的正确操作步骤生成语音段序列；记录所述语音段序列的编号；其中

[0041] 所述语音段序列为表达操作步骤的语音段的顺序组合。

[0042] S70：将语音段序列映射为演练步骤存储器和实操步骤存储器；

[0043] 进一步地，具体步骤为：根据所述S30构建的映射关系进一步构建引导语音段、演练逻辑控制器的输入输出寄存器、实操逻辑控制器的输入输出寄存器与演练开关、图示灯、状态接点、状态灯间的映射关系；根据所述映射关系形成每一任务的语音段序列对应的演练逻辑控制器的输出寄存器序列，将这个序列低位加入任务按钮链接的演练逻辑控制器的寄存器形成新的序列，将新序列等值复制到演练逻辑控制器数据存储器的字节中，每一个任务占用相同的字节数，任务簇中全部任务的数据存储字节按顺序排列形成演练步骤存储器；根据所述映射关系形成每一任务的语音段序列对应的实操逻辑控制器的输出寄存器序列，将这个序列低位加入任务按钮链接的实操逻辑控制器的寄存器形成新的序列，将新序列等值复制到实操逻辑控制器数据存储器的字节中，每一个任务占用相同的字节数，任务簇中全部任务的数据存储字节按顺序排列形成实操步骤存储器；

[0044] 一种可能的实施中，当装置只具备演练功能，并在演练过程中加以引导时，只需将语音段序列映射为演练存储器；

[0045] 另外一种可能的实施中，当装置只具备实操功能，并在实操过程中加以引导和防误闭锁时，只需将语音段序列映射为实操存储器。

[0046] S80： 操作者选择操作模式和具体任务；

[0047] 进一步地，具体步骤为：操作者首先按下模式窗口下的某一按钮，选择一种模式；接者按下某一运行方式分类窗口下的某一按钮，选择一种操作任务，其中实操模式时，选择的运行方式应与当前运行方式相符。

[0048] S90：演练模式时，进入下一步，实操模式时跳至S110。

[0049] S100：进入演练模式；

[0050] S101：逐条挤出演练步骤存储器的存储位，触发语音灯光引导：

[0051] 进一步地，具体步骤为：第一个存储位由所选择的任务按钮对应的逻辑控制器的寄存器挤出，其它存储位由标志上一步的操作完成的逻辑控制器的输出寄存器挤出；

[0052] S102：操作者根据语音灯光引导操作；

[0053] S103：演练操作错误时，发出相应报警语音，统计报警次数，并等待纠正；

[0054] S104：如此循环，直到演练步骤存储器的最后一位，所选任务完成；

[0055] S105：选择是否转入实操模式。

[0056] S110：进入实操模式；

[0057] S111：按下实操模式按钮或者演练模式结束时，激活实操模式，并闭锁所有的关键操作对象；

[0058] S112：逐条挤出实操步骤存储器的存储位，触发语音灯光引导，并开放相应的闭锁；

[0059] S113：操作者根据语音灯光引导操作；

[0060] S114：实操操作错误时，发出相应报警语音，统计报警次数, 并等待纠正；

[0061] S115：如此循环，直到实操步骤存储器的最后一位，所选任务完成。

[0062] S120：实操完成后，切换到监视模式；

[0063] 进一步地，具体步骤为：监视模式时所有操作对象状态灯、操作对象图示灯常亮，保持与操作对象状态一致，并确认解除所有操作对象的闭锁。

[0064] 一种可能的实施中，一种操作步骤演练与引导装置，包括演练操作单元、语音单元、选项单元、演练逻辑控制器，只具备演练模式，在演练过程中给与引导，所述S110‑S120不执行；

[0065] 在另外一种可能的实施中，一种操作步骤演练与引导装置，包括实际操作单元、语音单元、选项单元、实操逻辑控制器，只具备实操模式和监视模式，在实操过程中给与引导和防误闭锁，在实操完成后进行操作对象状态监视，所述S100‑S105不执行。

[0066] 本发明的有益效果是：该方案设计，操作者能进行日常演练和实操前演练、并能在实际操作过程中根据语音和灯光引导操作、误操作时不能有效操作，从而避免了误操作带来的严重后果。

附图说明

[0067] 图1：本发明实施例提供的操作步骤演练与引导装置的结构示意图；

[0068] 图2：本发明实施例提供的操作步骤演练与引导装置的较详细的结构示意图；

[0069] 图3：以水力发电厂开停机操作为例说明演练操作单元配置示意图；

[0070] 图4：以水力发电厂开停机操作为例说明实际操作单元的配置示意图；

[0071] 图5：本发明实施例提供的操作步骤演练与引导装置的步骤存储逻辑控制流程图；

[0072] 图6： 以水力发电厂开停机操作为例说明生成演练步骤存储器的映射图；

[0073] 图7： 以水力发电厂开停机操作为例说明生成实操步骤存储器的映射图；

[0074] 图8：本发明实施例提供的操作步骤演练与引导装置的步骤执行逻辑控制流程图；

具体实施方式

[0075] 为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实施例中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0076] 以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

[0077] 实施例1

[0078] 本实施例用来说明，本发明装置的结构。

[0079] 图1：本发明实施例提供的操作步骤演练与引导装置的结构示意图；

[0080] 图2：本发明实施例提供的操作步骤演练与引导装置的较详细的结构示意图；

[0081] 如图1‑2所示，一种操作步骤演练与引导装置100，包括演练操作单元110、实际操作单元120、语音单元130、选项单元140、演练逻辑控制器150、实操逻辑控制器160；所述演练操作单元110，包括若干个演练用指令开关111、若干个操作对象图示灯112、若干条灯光带113，用于操作者演练操作和图示操作对象及其状态信号；所述实际操作单元120，包括若干组操作对象状态接点121、若干个操作对象状态指示灯122、若干个闭锁继电器123，用于实际操作引导、误操作闭锁和显示操作对象状态；所述语音单元130，包括语音存储器131、语音处理器132、D/A转换器133、功率放大器134、语音下载器135、发音器136, 用于输出各种不同的引导语音段；所述选项单元140，包括触摸屏，用于向操作者提供模式选择和操作任务选项；所述演练逻辑控制器150，包括演练步骤存储器，分别与所述演练用指令开关、操作对象图示灯导线连接，分别与所述选项单元、语音处理器RS485通讯连接，用于演练时逻辑控制，接受演练用指令开关的输入，分别向操作对象图示灯、语音处理器输出动作信号；所述实操逻辑控制器160，包括实操步骤存储器，分别与所述操作对象状态接点、所述操作对象状态指示灯和所述闭锁继电器导线连接，用于实操时逻辑控制，接受所述操作对象状态接点的输入，向所述操作对象状态指示灯和闭锁继电器输出动作信号；所述实操逻辑控制器还与演练用逻辑控制器RS485通讯连接，交换操作对象状态信息和操作步骤信息。

[0082] 所述演练操作单元110中：所述操作对象图示灯112，与操作对象一一映射，可以显示多种颜色的光，颜色的数量与操作对象的状态数相同，图示操作对象的状态，也通过灯光闪烁，提示待操作的操作对象；所述演练用指令开关111，也与操作对象一一映射，可以有多种不同的操作位置，位置数量也与操作对象的状态数相同，用于演练操作；所述灯光带113用于图示操作对象间的某一操作顺序关系。

[0083] 所述实操单元120中：所述操作对象状态接点121被加装在操作对象的适当位置，当操作对象状态改变时，状态接点的通断随着改变，实操完成后，切换到；所述操作对象状态指示灯122，用于显示操作对象状态信号和操作引导信号；所述闭锁继电器123的常闭接点串联接入关键操作对象控制电路中，当闭锁继电器动作时，操作对象将不被操作成功，当关键操作对象不具备控制电路时，当关键操作对象不具备控制电路时，在操作对象上加装电磁锁，闭锁继电器启动后给电磁锁通电，所述关键操作对象是指，实际场景中，对操作安全重要的作用，最需要保护的对象。

[0084] 所述语音单元130中：所述语音处理器132是核心设备，通过RS485串口通讯，能接受演练逻辑控制器的控制输出需要的语音段；所述语音存储器131与语音处理器132连接，用于在语音处理器控制下存储各种语音段；所述语音下载器135与语音处理器132连接，用于从个人电脑中下载录制好的MP3 格式的语音段, 以适应不同场景的要求；所述D/A转换器133与语音处理器132连接，用于语音处理器输出的语音段数字信号转化为模拟信号；所述功率放大器134，将语音段模拟信号放大推动发音器136发音；进一步地，在大作业面的场景下，所述发音器具有移动使用功能。

[0085] 优选地，所述演练逻辑控制器150、实操逻辑控制器160，采用可编程逻辑控制器。

[0086] 下面进一步阐述所述演练操作单元和实际操作单元的配置原则：

[0087] 图3为以水力发电厂开停机操作为例说明演练操作单元配置示意图，图4为以水力发电厂开停机操作为例说明实际操作单元的配置示意图，其中C130列为操作对象；C140列为操作对象的状态；U01为演练操作单元的元件配置：C110列为演练开关，C120列为图示灯；U02为实际操作单元的元件配置： C150列为状态指示灯，C160列为状态接点，C170列为闭锁继电器；双箭头表示映射关系。

[0088] 由C130列，水力发电厂开机步骤中，涉及的操作对象有制动风闸、制动风管阀门、接力器锁定、冷却水、导叶、励磁、同期装置、断路器灯8个操作对象；由C140列，导叶有3个状态、其余2个状态；由C110列，共需要配备8个演练开关，其中导叶演练开关有3个操作位置、其余2个操作位；由C120列，共需要配备8个图示灯，其中导叶图示灯有3种颜色、其余2种颜色；由C150列，共需要配备8个状态灯，其中导叶状态灯有3中颜色、其余2种颜色；由C160列，共需要配备8组状态接点，其中导叶状态接点有3对、其余2对；由C170列，设定制动风闸、接力器锁定、冷却水、导叶、断路器5个关键操作对象，并相应设置5个闭锁继电器。

[0089] 实施例2

[0090] 图5为本发明实施例提供的操作步骤演练与引导装置的步骤存储逻辑控制流程图；根据图5，下面结合所述水力发电厂开停机操作，来说明操作步骤演练与引导装置的逻辑控制方法中首要任务，建立映射，完成步骤存储。

[0091] S10: 编制任务簇；

[0092] 进一步地，具体步骤为：统计全部操作对象；根据行业知识或者行业规范分析全部操作对象的状态约束关系；进而形成各种可能的运行方式；对所述各种运行方式进行分类；在各种运行方式分类下，统计可能的操作任务；全部的操作任务构成任务簇；其中，[0093] 所述运行方式是指，涉及到的所有操作对象的状态组合。

[0094] 所述水力发电厂开停机操作中：

[0095] 全部操作对象为8个；

[0096] 全部操作对象的状态组合为2的7次方乘以3等于384种（这里不一一列出）；其中：

[0097] 根据操作对象的状态约束关系，可能的运行方式只有3种：第1种为空载态，包括制动风闸关、制动风管阀门关、接力器锁定退、冷却水投、导叶空载、励磁投、同期装置退、断路器合；第2种为运行态，包括制动风闸关、制动风管阀门关、接力器锁定退、冷却水投、导叶满载、励磁投、同期装置退、断路器合；第3种为停运态，包括制动风闸开、制动风管阀门开、接力器锁定投、冷却水退、导叶关、励磁退、同期装置退、断路器分；

[0098] 在各种运行方式分类下，统计可能的操作任务和任务代号为：所述第1种，有2个操作任务，包括停机至导叶全关R1、开机至导叶全开R2；所述第2种，有2个操作任务，包括停机至导叶空载R3，停机至导叶全关R4；所述第3种，有2个操作任务，包括开机至导叶空载R5，开机至导叶全开R6；这些构成开停机操作的任务簇。

[0099] S20：在触摸屏上设置模式按钮和任务按钮；

[0100] 进一步地，具体步骤为：在所述触摸屏上设计各种窗口和按钮，包括模式窗口、若干个运行方式分类窗口；模式窗口中设置有演练模式按钮、实操模式按钮、监视模式按钮；各运行方式分类窗口下设置有若干个任务按钮。

[0101] 所述水力发电厂开停机操作中，进行如下设计：

[0102] 设置模式窗口和空载态、运行态、停运态三个运行方式分类窗口；

[0103] 模式窗口设置有演练模式按钮、实操模式按钮、监视模式按钮；

[0104] 运行各运行方式分类下，按钮名称和代号分别为

[0105] 空载态：停机至导叶全关按钮A1，与演练逻辑控制器寄存器F1链接；开机至导叶全开按钮A2，与演练逻辑控制器寄存器F2链接；

[0106] 运行态：停机至导叶空载按钮A3，与演练逻辑控制器寄存器F3链接；停机至导叶全关按钮A4，与演练逻辑控制器寄存器F4链接；

[0107] 停运态：开机至导叶空载按钮A5，与演练逻辑控制器寄存器F5链接；开机至导叶全开按钮A6，与演练逻辑控制器寄存器F6链接。

[0108] S30: 构建演练和实操的映射；

[0109] 进一步地，具体步骤为：将实操分解为一系列操作步；每一操作步用汉语表达为动宾状结构，具备唯一的动词和唯一的名词，动词表示动作，名词表示操作对象，状语有时可以省略；将动作映射为一个演练用指令开关，操作对象映射为一个操作对象图示灯，图示灯光的颜色种数，与操作对象的状态数一致；演练用指令开关的操作位置数，与操作对象的状态数一致；将实操，映射为演练；

[0110] 其中，所述实操，是指在实际设备上进行的一系列旨在改变操作对象的状态的特定动作；所述演练，是指通过替代的方法，在非实际设备上进行的一系列动作，以达到熟练操作的目的。

[0111] 所述水力发电厂停机操作中，构建的映射关系形成制动风闸、制动风管阀门、接力器锁定、冷却水、导叶、励磁、同期装置、断路器灯8个操作对象，其中，导叶有3个状态、其余2个状态；

[0112] 8个演练开关，其中导叶演练开关有3个操作位置、其余2个操作位；

[0113] 8个图示灯，其中导叶图示灯有3种颜色、其余2种颜色；

[0114] 8个状态灯，其中导叶状态灯有3中颜色、其余2种颜色；

[0115] 8组状态接点，其中导叶状态接点有3对、其余2对；

[0116] 设定制动风闸、接力器锁定、冷却水、导叶、断路器5个关键操作对象，并相应设置5个闭锁继电器。

[0117] S40：编制任务簇中全部任务的正确操作步骤；

[0118] 进一步地，具体步骤为：根据国家标准；或者安全规程；或者采用专家意见；或者沿用经验证正确的；确保编制的操作步骤正确；

[0119] 其中，所述操作步骤是指操作中只涉及到唯一操作对象的操作步的

[0120] 组合，这些操作步组合能完成具体操作任务；所述操作步的特征在于，当用汉语表达出来时，只有一个动词和一个名词。

[0121] 这里以所述水力发电厂开停机操作中的任务为例，说明任务正确操作步骤的编制：

[0122] 空载态下：

[0123] 停机至导叶全关R1：减小励磁、拉开断路器、关闭导叶至全关、打开制动风管阀门、转速下降至25%时投入制动风闸、投入接力器锁定、退出冷却水；

[0124] 开机至导叶全开R2：打开导叶至全开、增加励磁；

[0125] 运行态下：

[0126] 停机至导叶空载R3：关闭导叶至空载、减小励磁、拉开断路器；

[0127] 停机至导叶全关R4：关闭导叶至空载、减小励磁、拉开断路器、关闭导叶至全关、打开制动风管阀门、转速下降至25%时投入制动风闸、投入接力器锁定、退出冷却水；

[0128] 停运态运行方式：

[0129] 开机至导叶空载R5：解除制动风闸、关闭制动风管阀门、退出接力器锁定、投入冷却水、打开导叶至空载、增加励磁、投入同期装置、合上断路器、退出同期装置；

[0130] 开机至导叶全开R6：解除制动风闸、关闭制动风管阀门、退出接力器锁定、投入冷却水、打开导叶至空载、增加励磁、投入同期装置、合上断路器、退出同期装置、打开导叶至全开等步骤。

[0131] S50：录制任务簇全部任务的正确操作步骤的引导语音段和误操作报

[0132] 警语音段，顺序存储至语音存储器；

[0133] 进一步地，具体步骤为：将所有操作任务中用汉语表达完全相同的剔除；录制引导语音段；录制报警语音段；将全部语音段编号；顺序存储至语音存储器；所述报警语音根据前后操作步生成，其特征在于对相邻步做出诊断；其中

[0134] 所述引导语音段，是指操作步的汉语表达后的发音；所述报警语音段，是指指出操作中操作错误所在的诊断语音。

[0135] 所述水力发电厂开停机操作中：

[0136] 根据所述6个任务的正确步骤，剔除重复后，引导语音段并编号如下：

[0137] 解除制动风闸L01、关闭制动风管阀门L02、退出接力器锁定L03、投入冷却水L04、打开导叶至空载L05、增加励磁L06、投入同期装置L07、合上断路器L08、退出同期装置L09、打开导叶至全开L10；关闭导叶至空载L11、减小励磁L12、拉开断路器L13、关闭导叶至全关L14、打开制动风管阀门L15、转速下降至25%时投入制动风闸L16、投入接力器锁定L17、退出冷却水L18；

[0138] 考虑到相邻步骤间的关系和可能发生的误操作，录制报警语音段如下：

[0139] 风闸未落下关风管阀门L19、冷却水未投入开导叶L20、接力器锁定未退出开导叶L21、未加励磁同期L22、未减励磁拉断路器L23、非空载拉断路器L24、导叶未全关开制动阀门L25，导叶未全关升起风闸L26，机组未停下投锁定L27。

[0140] S60：生成任务簇全部任务的语音段序列；

[0141] 进一步地，具体步骤为：根据所述S40编制的所述具体任务的正确操作步骤生成语音段序列；记录所述语音段序列的编号；其中

[0142] 所述语音段序列为表达操作步骤的语音段的顺序组合。

[0143] 所述水力发电厂开停机操作中，各任务的语音段序列如下：

[0144] 停机至导叶全关R1：L12、L13、L14、L15、L16、L17、L18；

[0145] 开机至导叶全开R2：L10；

[0146] 停机至导叶空载R3：L11、L12、L13；

[0147] 停机至导叶全关R4：L11、L12、L13、L14、L15、L16、L17、L18；

[0148] 开机至导叶空载R5：L01、L02、L03、L04、L05、L06、L07、L08、L09；

[0149] 开机至导叶全开R6：L01、L02、L03、L04、L05、L06、L07、L08、L09、L10。

[0150] S70：将语音段序列映射为演练步骤存储器和实操步骤存储器；

[0151] 进一步地，具体步骤为：根据所述S30构建的映射关系进一步构建引导语音段、演练逻辑控制器的输入输出寄存器、实操逻辑控制器的输入输出寄存器与演练开关、图示灯、状态接点、状态灯间的映射关系；根据所述映射关系形成每一任务的语音段序列对应的演练逻辑控制器的输出寄存器序列，将这个序列低位加入任务按钮链接的演练逻辑控制器的寄存器形成新的序列，将新序列等值复制到演练逻辑控制器数据存储器的字节中，每一个任务占用相同的字节数，任务簇中全部任务的数据存储字节按顺序排列形成演练步骤存储器；根据所述映射关系形成每一任务的语音段序列对应的实操逻辑控制器的输出寄存器序列，将这个序列低位加入任务按钮链接的实操逻辑控制器的寄存器形成新的序列，将新序列等值复制到实操逻辑控制器数据存储器的字节中，每一个任务占用相同的字节数，任务簇中全部任务的数据存储字节按顺序排列形成实操步骤存储器。

[0152] 所述水力发电厂开停机操作中：图6为以水力发电厂开停机操作为例说明生成演练步骤存储器的映射图，图7为以水力发电厂开停机操作为例说明生成实操步骤存储器的映射图。其中：

[0153] U200为演练逻辑控制器输入输出关系：C210列演练逻辑控制器的输入的演练开关，C220列演练逻辑控制器的输入寄存器，C230列演练逻辑控制器的输出寄存器，C240列演练逻辑控制器的输出图示灯；U300为实操逻辑控制器输入输出关系：C310列实操逻辑控制器的输入的操作对象状态接点，C320列实操逻辑控制器的输入寄存器，C330列实操逻辑控制器的输出寄存器，C340列实操逻辑控制器的操作对象状态灯；U400为语音单元：C410列语音段汉字表达，C420列语音段编号，与语音存储器一一对应；双箭线表示映射关系；

[0154] 很显然，图中同一行的元素存在一一映射关系；

[0155]  现在说明如何根据图5来生成本应用场景演练步骤存储器的：即如何将所述R1‑R6六个任务的语音段序列映射成演练步骤存储器，具体如下

[0156] 如R3任务的语音段序列为L11、L12、L13，根据图6或图7的对应关系，很容易找到对应的演练输出寄存器序列CU13、CU12、CU11，低位加入A3按钮链接的寄存器F3，形成新的序列CU13、CU12、CU11、F3；将这个序列等值复制到数据存储器D3字节中

[0157] D3从高到低为：高12位空，低四位CU13’、CU12’、CU11’、F3’；

[0158] 同理，分别映射求出演练模式下R1\R2\R4\R5\R6任务的数据存储器字节并顺序排列，就得出：演练步骤存储器从高字节到低字节分别为D6 D5 D4D3 D2D1

[0159] 实操步骤存储器的生成方法类似，只是任务按钮的链接寄存器要映射到实操逻辑控制器的寄存器。

[0160] 图8为本发明实施例提供的操作步骤演练与引导装置的步骤执行逻辑控制流程图，下面结合所述水力发电厂开停机操作，说明如何执行步骤的：

[0161] S80： 操作者选择操作模式和具体任务；

[0162] 进一步地，具体步骤为：操作者首先按下模式窗口下的某一按钮，选择一种模式；接者按下某一运行方式分类窗口下的某一按钮，选择一种操作任务，其中实操模式时，选择的运行方式应与当前运行方式相符。

[0163] S90：演练模式时，进入下一步，实操模式时跳至S110。

[0164] S100：进入演练模式；

[0165] S101：逐条挤出演练步骤存储器的存储位，触发语音灯光引导；

[0166] 进一步地，具体步骤为：第一个存储位由所选择的任务按钮对应的逻辑控制器的寄存器挤出，其它存储位由标志上一步的操作完成的逻辑控制器的输出寄存器挤出；

[0167] 所述水力发电厂开停机操作中：

[0168] 假设按下了演练模式下的A3按钮，第一步则由所选择的任务按钮对应的逻辑控制器的寄存器挤出第一个存储位，即由F3触发右移挤出演练步骤存储器A3字节对应的寄存器F3’，由F3’触发语音单元发出语音段L11；第二步，由标志第一步完成的CU11，挤出第二位CU11’，触发下一语音段L12；如此循环；S102：操作者根据语音灯光引导操作；

[0169] S103：演练操作错误时，发出相应报警语音，统计报警次数，并等待纠正；

[0170] 水力发电厂开停机操作中：

[0171] 根据前后步关系，发出相应的报警语音，譬如当触发语音点L12后，操作者操作正确时，RU12应变为高电平，如果RU13变成高电平，这时根据这种关系，并通过编写程序，触发语音段L23发出“未减励磁拉断路器”语音；

[0172] S104：如此循环，直到演练步骤存储器的最后一位，所选任务完成；

[0173] S105：选择是否转入实操模式。

[0174] S110：进入实操模式；

[0175] S111：按下实操模式按钮或者演练模式结束时，激活实操模式，并闭锁所有的关键操作对象；

[0176] S112：逐条挤出实操步骤存储器的存储位，触发语音灯光引导，并开放相应的闭锁；

[0177] S113：操作者根据语音灯光引导操作；

[0178] S114：实操操作错误时，发出相应报警语音，统计报警次数, 并等待纠正；

[0179] S115：如此循环，直到实操步骤存储器的最后一位，所选任务完成。

[0180] S120：实操完成后，切换到监视模式；

[0181] 进一步地，具体步骤为：监视模式时所有操作对象状态灯、操作对象图示灯常亮，保持与操作对象状态一致，并确认解除所有操作对象的闭锁。

[0182] 虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。