船舶主机遥控操作模拟训练系统技术方案

本发明专利技术公开了一种船舶主机遥控操作模拟训练系统，包括：系统管理模块用于控制数据管理模块、船舶主柴油机数学仿真模块以及主机遥控系统逻辑功能模块的运行、停止、冻结、状态保存以及状态加载；数据管理模块用于管理数据管理模块、船舶主柴油机数学仿真模块以及主机遥控系统逻辑功能模块的变量和数据库；主机遥控系统逻辑功能模块；通用交互模块包括：对应于船舶主机本体和工况监测的通用单元和对应于不同主机遥控系统的重新开发单元。解决主机遥控操作模拟训练系统产品老旧过时，通用性不足的问题，节省了更换设备的成本。

Simulated Training System for Remote Control Operation of Ship Main Engine

【技术实现步骤摘要】
船舶主机遥控操作模拟训练系统
本专利技术涉及船舶模拟训练领域，尤其涉及一种船舶主机遥控操作模拟训练系统。
技术介绍
由于船舶自动化技术、通信技术、计算机技术，以及船舶主机控制技术等发展迅速，船舶主机遥控系统产品更新换代很快。如果按照某一特定型号的实船主机遥控系统产品开发相应的模拟操作训练系统，当新一代主机遥控系统产品出现时，原来的模拟训练系统就处于过时的状态。另外，国际上主流的主机遥控系统厂商不止一家，如挪威的KONGSBERG公司，日本的NABTESCO公司，德国的SAM公司等，如果按照某一厂商的产品进行开发，会存在通用性不足的问题。
技术实现思路
本专利技术提供了一种通用型的主机遥控操作模拟训练系统，以解决上述技术问题。本专利技术船舶主机遥控操作模拟训练系统，包括：系统管理模块、数据管理模块、船舶主柴油机仿真模型模块、主机遥控系统逻辑功能模块以及通用交互模块；所述系统管理模块用于控制所述数据管理模块、所述船舶柴油机数学仿真模块以及所述主机遥控系统逻辑功能模块的运行、停止、冻结、状态保存以及状态加载；所述数据管理模块用于管理所述数据管理模块、所述船舶柴油机数学仿真模块以及所述主机遥控系统逻辑功能模块的变量和数据库；所述主机遥控系统逻辑功能模块用于主机启动和停车、主机换向、主机位置转换、主机传令与调速、主机转速限制、主机负荷限制、主机安全保护以及主机参数修改；所述通用交互模块包括：对应于船舶主机本体和工况监测的通用单元和对应于不同主机遥控系统的重新开发单元。进一步地，还包括：通用仿真硬件模块和通信管理模块；所述通信管理模块用于所述数据管理模块和所述仿真硬件模块之间的数据通讯；所述通用仿真硬件模块包括：仿真服务器、交换机、I/O通讯单元、机旁控制单元、模拟集控台单元以及模拟驾控台单元。进一步地，所述船舶主柴油机仿真模型模块包括：气缸模型、进气和排气总管模型以及涡轮增压器模型；根据公式计算气缸模型中的气缸温度，其中，Tz为气缸内气体温度；为曲轴转角；为燃油燃烧放热量；为气缸进气气体的焓值；为气缸排气气体的焓值；为冷却介质带走的热量；为气体对活塞做的功；mz为缸内工质质量；cv为缸内气体比热容；uz为缸内气体内能；为缸内工质质量变化量；根据公式计算所述进气和排气总管模型中的总管温度，其中，所述m为总管内气体工质质量；所述Q为总管散热量；所述hin为总管进气焓值；所述hout为总管排气焓值；所述cv为总管内气体比热容；所述u为总管内气体内能；根据公式计算所述涡轮增压器模型中的涡轮增压器转速，其中，所述Pt为涡轮发出功率；所述Pc为压气机吸收功率；所述J为转子转动惯量；所述π为圆周率。本专利技术系统包括的系统管理模块、数据管理模块、船舶主柴油机仿真模型模块、主机遥控系统逻辑功能模块以及通用交互模块，各个功能模块之间相互独立。其中，系统管理模块、数据管理模块、船舶主柴油机仿真模型模块、主机遥控系统逻辑功能模块以及通用交互模块为系统框架模块。系统框架模块与通用交互模块结合，实现了不同型号的船舶主机遥控系统的模拟训练，解决主机遥控操作模拟训练系统产品老旧过时，通用性不足的问题，节省了更换设备的成本。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术船舶主机遥控操作模拟训练系统结构示意图；图2是本专利技术实施例所述主机遥控操作模拟训练系统的模拟机旁控制箱布置图；图3是本专利技术实施例所述主机遥控操作模拟训练系统的模拟集控台布置图；图4是本专利技术实施例所述主机遥控操作模拟训练系统的模拟驾控台布置图；图5为本专利技术系统管理模块界面图；图6为本专利技术数据管理模块中的故障设置界面图；图7为本专利技术主机气缸工况监测界面；图8为本专利技术主机气动操纵系统界面；图9为本专利技术AC600主机遥控系统通用交互模块仿真界面；图10为本专利技术M-800-V主机遥控系统通用交互模块仿真界面；图11为本专利技术通用交互模块的升级开发示意图；图12为本专利技术通信管理模块配置界面；图13为本专利技术仿真硬件模块结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。图1为本专利技术船舶主机遥控操作模拟训练系统结构示意图，如图1所示，本实施例的系统包括：数据管理模块101、系统管理模块102、船舶主柴油机仿真模型模块103、主机遥控系统逻辑功能模块104以及通用交互模块105；所述系统管理模块用于控制所述数据管理模块、所述船舶柴油机数学仿真模块以及所述主机遥控系统逻辑功能模块的运行、停止、状态保存和状态加载；具体而言，本实施例系统管理模块用于实现各模块运行、停止、状态保存和状态加载功能。通过定义相应的全局变量，在系统设置界面通过鼠标点击触发事件改变变量状态，各功能函数在固定频率的时钟刷新时读取变量值，进而实现相应的控制功能。系统管理模块控制各模块的运行是通过定义代表各模块运行的变量，如“publicboolB38001_SystemStartCmd；”；再通过控件自带的事件函数将该“B38001_SystemStartCmd”变量赋值为True。系统时钟运行下的启停控制函数读取到“B38001_SystemStartCmd”变量为True后，将激活系统其它各功能模块。停止与运行状态做相反处理即可。状态保存功能的实现为：定义设备参数的全局状态变量，以xml格式将系统所有的状态变量保存到状态文件中。通过系统管理模块界面(如图5所示)选择相应的状态文件，将原来保存的值赋值给对应的状态变量，即可恢复到保存文件时的系统各模块的状态，从而实现状态加载功能。所述数据管理模块用于管理所述数据管理模块、所述船舶柴油机数学仿真模块以及所述主机遥控系统逻辑功能模块的变量和数据库；用于实现系统变量和数据库管理功能。本实施例的数据管理模块中所述数据管理模块、所述船舶柴油机数学仿真模块以及所述主机遥控系统逻辑功能模块的变量为系统中上述模块内部使用的变量，比如主机遥控逻辑中的过程变量。在各模块中建立“CSystemDataGroups.cs”和“PCSData.cs”两个变量类文件对应上述两类变量。以xml文件形式建立主机遥控系统数据库，故障设置数据库，在各模块中建立数据库管理类，用于数据库读取、查询、修改、保存等功能。图6所示为将故障设置数据库数据读取到故障设置界面中，在此界面中选择点击右侧“State”项可以完成相应的故障设置功能。所述船舶主柴油机数学仿真模型根据母型船主柴油机设计参数和实际运行参数指标，结合船舶推进特性及螺旋桨特性曲线建立，能够仿真出主机各种工况参数实时数据，并对各种不同的船舶操作和外部条件的变化做出动态响应。将主柴油机按气体流通通道划分为气缸、排气总管、涡轮机、压气机、进气总管，分别建立气缸数学模型、进气和排气总本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶主机遥控操作模拟训练系统，其特征在于，包括：系统管理模块、数据管理模块、船舶主柴油机仿真模型模块、主机遥控系统逻辑功能模块以及通用交互模块；所述系统管理模块用于控制所述数据管理模块、所述船舶柴油机数学仿真模块以及所述主机遥控系统逻辑功能模块的运行、停止、冻结、状态保存以及状态加载；所述数据管理模块用于管理所述数据管理模块、所述船舶柴油机数学仿真模块以及所述主机遥控系统逻辑功能模块的变量和数据库；所述主机遥控系统逻辑功能模块用于主机启动和停车、主机换向、主机位置转换、主机传令与调速、主机转速限制、主机负荷限制、主机安全保护以及主机参数修改；所述通用交互模块包括：对应于船舶主机本体和工况监测的通用单元和对应于不同主机遥控系统的重新开发单元。

【技术特征摘要】
1.一种船舶主机遥控操作模拟训练系统，其特征在于，包括：系统管理模块、数据管理模块、船舶主柴油机仿真模型模块、主机遥控系统逻辑功能模块以及通用交互模块；所述系统管理模块用于控制所述数据管理模块、所述船舶柴油机数学仿真模块以及所述主机遥控系统逻辑功能模块的运行、停止、冻结、状态保存以及状态加载；所述数据管理模块用于管理所述数据管理模块、所述船舶柴油机数学仿真模块以及所述主机遥控系统逻辑功能模块的变量和数据库；所述主机遥控系统逻辑功能模块用于主机启动和停车、主机换向、主机位置转换、主机传令与调速、主机转速限制、主机负荷限制、主机安全保护以及主机参数修改；所述通用交互模块包括：对应于船舶主机本体和工况监测的通用单元和对应于不同主机遥控系统的重新开发单元。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：通用仿真硬件模块和通信管理模块；所述通信管理模块用于所述数据管理模块和所述仿真硬件模块之间的数据通讯；所述通用仿真硬件模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁道毅，张均东，曹辉，何治斌，曾鸿，甘辉兵，姜瑞政，冯金红，蒋丁宇，苏玉龙，李燕彪，汪旭明，郭蒙，
申请(专利权)人：大连海事大学，
类型：发明
国别省市：辽宁,21