一种互联网虚拟现实过程控制实验系统及其方法技术方案

本发明专利技术涉及一种互联网虚拟现实过程控制实验系统及其方法，该系统包括客户端、服务器端以及管理端，其中，客户端与管理端分别与服务器端相互连接，服务器端用于提供三维实验设备模型以及逻辑模型，完成与客户端或管理端之间的交互操作；客户端用于执行用户相应操作；管理端用于管理用户、生成并调试逻辑模型以及生成三维实验设备模型。与现有技术相比，本发明专利技术利用三维模型代替实体模型，利用计算机人机界面来实现现场操作，利用网络客户端和服务端上的算法程序实现实体模型的物理规律。由此实现一种虚拟现实过程控制实验系统，能够有效节省空间、降低使用维护成本，同时具有操作便利的优点。的优点。的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种互联网虚拟现实过程控制实验系统及其方法


[0001]本专利技术涉及过程控制实验
，尤其是涉及一种互联网虚拟现实过程控制实验系统及其方法。

技术介绍

[0002]在工业生产中，采用模拟或数字控制方式对生产过程的某一或某些物理参数进行的自动控制就称为过程控制。几十年来，工业过程控制取得了惊人的发展，无论是在大规模的结构复杂的工业生产过程中，还是在传统工业过程改造中，过程控制技术对于提高产品质量以及节省能源等均起着十分重要的作用。计算机过程控制系统是近几十年发展起来的以计算机为核心的控制系统，过程控制系统在广大的理工科高等院校、中职院校、企业培训中心都有设置，其中过程控制实验是过程控制教学中必要的实验手段。
[0003]在现有的过程控制实验室中，由于实验设备的使用往往受到空间和时间的限制，实验课程必须安排详细的计划才能为大量的学生、学员提供服务，整个实验过程操作较为复杂；此外实验室的使用在设备维护、更新换代、管理人员、水、电以及安全等方面都需要付出大量的成本。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种互联网虚拟现实过程控制实验系统及其方法，以简化过程控制实验操作，降低过程控制实验的使用及维护成本。
[0005]本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种互联网虚拟现实过程控制实验系统，包括客户端、服务器端以及管理端，所述客户端与管理端分别与服务器端相互连接，所述服务器端用于提供三维实验设备模型以及逻辑模型，完成与客户端或管理端之间的交互操作；
[0006]所述客户端用于执行用户相应操作；
[0007]所述管理端用于管理用户、生成并调试逻辑模型以及生成三维实验设备模型。
[0008]进一步地，所述服务器端包括网页服务器以及后台，所述网页服务器用于从后台调用逻辑执行程序、三维试验设备模型以及逻辑模型。
[0009]进一步地，所述服务器端还包括数据库，所述数据库用于存储实验操作过程中的事件记录和用户信息。
[0010]进一步地，所述管理端包括用户管理模块、逻辑组态模块、调试器以及三维模型编辑模块，所述用户管理模块用于执行用户的增加、删除以及权限编辑操作；所述逻辑组态模块用于生成逻辑模型、并传输给服务器端；所述调试器用于与服务器端相互协调，以对组态好的逻辑模型进行调试；所述三维模型编辑模块用于生成对应于实验设备的三维模型、并传输给服务器端。
[0011]进一步地，所述服务器端还包括逻辑执行器，所述逻辑执行器与调试器相互连接。
[0012]进一步地，所述客户端设置有浏览器及相关插件。
[0013]进一步地，所述逻辑模型包括控制对象的数学模型以及控制器的数学模型。
[0014]一种互联网虚拟现实过程控制系统的用户操作方法，包括以下步骤：
[0015]A1、用户在客户端执行登录操作，并发送启动仿真指令给服务器端；
[0016]A2、服务器端新增仿真进程，新增的仿真进程申请内存，然后创建仿真对象、开始仿真计算；
[0017]在仿真计算过程中，服务器端与客户端进行交互；
[0018]A3、用户在客户端执行结束操作，并发送结束仿真指令给服务器端，服务器端结束并删除对应进程，仿真结束。
[0019]进一步地，所述服务器端与客户端进行交互的内容包括：服务器端将仿真计算结果反馈给客户端，服务器端从客户端接收相关指令。
[0020]一种互联网虚拟现实过程控制系统的管理操作方法，包括以下步骤：
[0021]B1、管理员在管理端执行登录操作，之后在管理端创建逻辑模型并进行编辑；
[0022]B2、服务器端与管理端相互协调，运行逻辑模型；
[0023]B3、根据运行结果，若判断当前逻辑模型需要优化，则管理员在管理端对逻辑模型进行调整，之后返回步骤B2；
[0024]否则管理端将当前逻辑模型输出给服务器端进行存储，管理员在管理端执行结束操作。
[0025]与现有技术相比，本专利技术基于虚拟现实技术，通过设置分别与服务器端相互连接的客户端和管理端，利用管理端编辑三维模型来代替实体设备、利用人机操作界面模拟现场操作、利用客户端与服务器端交互实现实体设备的控制过程，由此实现一种互联网虚拟现实过程控制实验系统，在使用中不受时间和空间的限制，只需要一台或几台服务器即可，用户可以随时登录网络虚拟现实实验系统进行实验操作；其次，当服务器的服务能力足够时，本实验系统没有同时使用人数的限制；此外，在成本方面，本实验系统能够实现自动化的管理，有效节省管理人员成本，而且由于不存在实验设备老化和故障情况，所以设备维护成本也仅是服务器的维护成本，在用电方面，服务器的用电成本远远小于过程控制实验中水泵动力设备的用电成本。
附图说明
[0026]图1为本专利技术的系统结构示意图；
[0027]图2a为本专利技术中用户操作方法流程示意图；
[0028]图2b为本专利技术中管理员操作方法流程示意图；
[0029]图3为实施例中虚拟现实过程控制平台开发流程示意图；
[0030]图4为实施例中虚拟现实过程控制实验系统示意图；
[0031]图5为实施例中用户进行虚拟现实过程控制实验的流程示意图；
[0032]图6为实施例中管理员进行逻辑模型编辑与调试的流程示意图；
[0033]图7为实施例中双容水箱结构与PID控制器对应关系图；
[0034]图8为实施例中双容水箱串级控制系统框图；
[0035]图中标记说明：1、客户端，2、服务器端，3、管理端，101、浏览器，102、插件，201、网
页服务器，202、后台，203、数据库，204、逻辑执行器，301、用户管理模块，302、逻辑组态模块，303、调试器，304、三维模型编辑模块。
具体实施方式
[0036]下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。
[0037]实施例
[0038]如图1所示，一种互联网虚拟现实过程控制实验系统，包括客户端1、服务器端2以及管理端3，客户端1与管理端3分别与服务器端2相互连接，服务器端2用于提供三维实验设备模型以及逻辑模型(包括控制对象的数学模型以及控制器的数学模型)，完成与客户端1或管理端3之间的交互操作；
[0039]客户端1用于执行用户相应操作；
[0040]管理端3用于管理用户、生成并调试逻辑模型以及生成三维实验设备模型。
[0041]其中，客户端1设置有浏览器101及相关插件102；服务器端2包括网页服务器201、后台202、数据库203和逻辑执行器204；管理端3包括用户管理模块301、逻辑组态模块302、调试器303以及三维模型编辑模块304；逻辑执行器204与调试器303相互连接。
[0042]网页服务器201用于从后台202调用逻辑执行程序、三维试验设备模型以及逻辑模型；
[0043]数据库203用于存储实验操作过程中的事件记录和用户信息。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种互联网虚拟现实过程控制实验系统，其特征在于，包括客户端(1)、服务器端(2)以及管理端(3)，所述客户端(1)与管理端(3)分别与服务器端(2)相互连接，所述服务器端(2)用于提供三维实验设备模型以及逻辑模型，完成与客户端(1)或管理端(3)之间的交互操作；所述客户端(1)用于执行用户相应操作；所述管理端(3)用于管理用户、生成并调试逻辑模型以及生成三维实验设备模型。2.根据权利要求1所述的一种互联网虚拟现实过程控制实验系统，其特征在于，所述服务器端(2)包括网页服务器(201)以及后台(202)，所述网页服务器(201)用于从后台(202)调用逻辑执行程序、三维试验设备模型以及逻辑模型。3.根据权利要求2所述的一种互联网虚拟现实过程控制实验系统，其特征在于，所述服务器端(2)还包括数据库(203)，所述数据库(203)用于存储实验操作过程中的事件记录和用户信息。4.根据权利要求2所述的一种互联网虚拟现实过程控制实验系统，其特征在于，所述管理端(3)包括用户管理模块(301)、逻辑组态模块(302)、调试器(303)以及三维模型编辑模块(304)，所述用户管理模块(301)用于执行用户的增加、删除以及权限编辑操作；所述逻辑组态模块(302)用于生成逻辑模型、并传输给服务器端(2)；所述调试器(303)用于与服务器端(2)相互协调，以对组态好的逻辑模型进行调试；所述三维模型编辑模块(304)用于生成对应于实验设备的三维模型、并传输给服务器端(2)。5.根据权利要求4所述的一种互联网虚拟现实过程控制实验系统...

【专利技术属性】
技术研发人员：张栋良，钱虹，苏晓燕，杨婷，潘晓磊，
申请(专利权)人：上海电力大学，
类型：发明
国别省市：