本实用新型专利技术涉及船舶操作模拟器，特指一种船舶压缩空气系统操作训练模拟器。一种船舶压缩空气系统操作训练模拟器包括操控盘台、PLC及仿真计算机，由人机交互系统、运行仿真系统以及网络接口系统三部分组成；人机交互系统用于实现各种交互界面设计和硬件设备系统的监控；运行仿真系统构建符合船舶压缩空气系统运行机理和控制逻辑的数学模型来表示系统的控制、特性和状态参数之间的关系；操控盘台设有和实际船舶空压机控制箱外观相仿的I/O设备；操控盘台、仿真计算机和PLC通过以太网连接；其缩短了开发周期；采用模块化设计，提高了系统的维护性和可扩展性；可进行故障模拟和处置训练；提高了模拟器的真实感。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及船舶操作训练模拟器，特别是涉及一种船舶压缩空气系统操作训练模拟器。
技术介绍
压缩空气是船舶上的一种重要资源，主机的启动和倒顺车换向、压力水柜、炉灶、汽笛等重要设备都需要使用压缩空气。船舶压缩空气系统是用于产生、输送和控制压缩空气的设备及附件，包括空压机、油水分离器、高压气瓶、压缩空气管系、压力继电器。船舶压缩空气系统操作是海员三管轮和技工考证的重要内容，涉及操作课目较多，故障排除训练课目较复杂，具有实践性强的特点，通过课堂讲授的教学模式很难使学员快速理解和掌握，而构建基于实装的培训平台存在无法针对一些特殊情景进行示教和训练、初期投入成本和运行使用成本较高、维护保养要求高以及对场地及相关配套设施要求较高等问题。因此，迫切需要一种既能较好满足实际教学培训需求，又经济高效的船舶压缩空气系统操作训练模拟器。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是:(I)开发船舶压缩空气系统模拟器用于解决实装训练存在无法针对一些特殊情景进行示教和训练、初期投入成本和运行使用成本较高、维护保养要求高以及对场地及相关配套设施要求较高等问题。(2)如何使操作人员在模拟培训中实现反复操练，并可以操练在实装上比较困难甚至禁止的训练内容，提高培训效率、节约培训费用。针对上述技术问题，本专利技术的目的是提供一种船舶压缩空气系统操作训练模拟器，可解决实装训练中存在的无法针对一些特殊情景进行示教和训练的问题，减少了初期投入成本和运行使用成本、降低了维护保养要求，对场地及相关配套设施要求较低，提高了教学质量、降低了培训成本。此目的是通过如下方式实现的:—种船舶压缩空气系统操作训练模拟器，包括:操控盘台、PLC及仿真计算机；所述操控盘台设有和实际船舶压缩空气系统控制箱外观相仿的I/O设备；所述仿真计算机包括人机交互系统和运行仿真系统，所述人机交互系统用于实现各种交互界面设计和硬件设备系统的监控，所述运行仿真系统构建符合压缩空气系统运行机理和控制逻辑的数学模型来表示装置的控制、特性和状态参数之间的关系；所述操控盘台、仿真计算机和PLC通过以太网连接。以船舶压缩空气系统为仿真对象构建的船舶压缩空气系统操作训练模拟器，由人机交互系统、运行仿真系统以及网络接口系统三部分组成，包括仿真计算机、操控盘台、PLC (西门子 S7-200) ο进一步地，所述人机交互系统包括人机交互界面、声模拟系统及数据的采集、存储模块、监控模块及执行模块。通过采集操控盘台的输入信号，经过仿真计算机运算，将产生的控制信号经PLC送至操控盘台输出设备，实现硬件设备系统的监控功能。操控盘台上设有和实际船舶压缩空气系统控制箱外观相仿的开关、按钮、指示灯等I/o设备，并连接于PLC的各I/O模块。通过将人机交互系统基本功能进行分解并模块化，同时进行界面的显示、声音的模拟、数据的采集存储、内部逻辑程序的执行和其他程序的协作通讯，提高了模拟器开发效率和系统的可维护性。进一步地，所述人机交互系统采用KingView6.5 (即组态王软件)，所述人机交互界面包含空压机、高压气瓶、压缩空气管系、压力继电器、用气设备和油水分离器。人机交互界面包含空压机、高压气瓶、压缩空气管系、压力继电器、用气设备和油水分离器，其中空压机的高低压级压力表和高低压级安全阀、高压气瓶的气瓶压力表、压缩空气管系中的空气阀属于涉及交互的动态元件，均可通过调用KingView6.5设置交互链接与相应变量关联，其余静态元件可设置成背景图片，以增强训练的沉浸感。进一步地，所述运行仿真系统在SimuEngine仿真支撑平台中实现，所述运行仿真系统包括空压机运行控制模拟模块、压力表仿真模块、压力继电器自动控制模拟模块、阀门交互操控模拟模块、典型故障模拟模块。在设置适当的简化和假设条件的基础上，构建符合压缩空气系统运行机理和控制逻辑的数学模型来表示装置的控制、特性和状态参数之间的关系，具体可分为以下5大模块:空压机运行控制模拟模块、压力表仿真模块、压力继电器自动控制模拟模块、阀门交互操控模拟模块、典型故障模拟模块，通过设置故障变量，利用SimuEngine故障设置和管理功能模拟典型故障，开展故障分析及处置训练。模块间的数据流动通过与公用变量数据库的交互实现，模块化建模方法可降低建模的复杂性，缩短建模时间，增加模型的通用性。进一步地，所述操控盘台I/O设备包括开关量输入设备、开关量输出设备、模拟量输入设备。进一步地，所述操控盘台上设有空压机操控面板和阀门操控面板。进一步地，所述空压机控制面板包括电源指示灯、运行指示灯、启动按钮、停止按钮及运行模式选择开关。进一步地，所述阀门操控面板包括油水分离器泄放阀、空气阀、气瓶进气阀、气瓶排气阀。本技术的有益效果是:(一 )缩短了开发周期，降低了开发成本，使模拟器有更加广阔的市场前景；( 二 )采用模块化设计，提高了系统的维护性和可扩展性，同时系统的稳定性也得到了增强；(三)可进行故障模拟和处置训练；(四)采用组态软件和声模拟系统，提高了模拟器的真实感。【附图说明】图1是本船舶压缩空气系统操作训练模拟器架构图；图2是本船舶压缩空气系统操作训练模拟器盘台示意图【具体实施方式】下面结合附图通过实施例来对本技术进行详细说明。—种船舶压缩空气系统操作训练模拟器，包括:操控盘台、PLC及仿真计算机。所述操控盘台设有和实际船舶压缩空气系统控制箱外观相仿的I/O设备；所述操控盘台I/O设备包括开关量输入设备、开关量输出设备、模拟量输入设备。所述操控盘台上设有空压机操控面板和阀门操控面板。所述空压机控制面板包括电源指示灯、运行指示灯、启动按钮、停止按钮及运行模式选择开关。所述阀门操控面板包括油水分离器泄放阀、空气阀、气瓶进气阀、气瓶排气阀。所述仿真计算机包括人机交互系统和运行仿真系统，所述人机交互系统用于实现各种交互界面设计和硬件设备系统的监控，所述运行仿真系统构建符合压缩空气系统运行机理和控制逻辑的数学模型来表示装置的控制、特性和状态参数之间的关系；所述人机交互系统采用KingView6.5，所述人机交互系统包括人机交互界面、声模拟当前第1页1 2 本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种船舶压缩空气系统操作训练模拟器，其特征在于，包括：操控盘台、PLC及仿真计算机；所述操控盘台设有和实际船舶空压机控制箱外观相仿的I/O设备；所述仿真计算机包括人机交互系统和运行仿真系统，所述人机交互系统用于实现各种交互界面设计和硬件设备系统的监控，所述运行仿真系统构建符合船舶压缩空气系统运行机理和控制逻辑的数学模型来表示系统的控制、特性和状态参数之间的关系；所述操控盘台、仿真计算机和PLC通过以太网连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：张锦，聂伟，周辅疆，王术新，王斌，
申请(专利权)人：中国人民解放军镇江船艇学院，
类型：新型
国别省市：江苏;32
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