船舶動(dòng)力系統(tǒng)模擬器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及船舶模擬操作系統(tǒng)，特別是涉及一種船舶動(dòng)力系統(tǒng)模擬器。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶的自動(dòng)化程度不斷提高，船舶動(dòng)力系統(tǒng)的調(diào)試和技能操作時(shí)，在對(duì)施工人員和操作人員進(jìn)行培訓(xùn)時(shí)，由于受條件所限，無法滿足每個(gè)施工人員和操作人員都進(jìn)行上船實(shí)際操作，在船舶調(diào)試過程中，多系統(tǒng)進(jìn)行同時(shí)調(diào)試，難以實(shí)現(xiàn)技能培訓(xùn)過程的操作實(shí)踐。而且在船舶現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行實(shí)踐受系統(tǒng)完整性和安全保證措施的影響也不允許反復(fù)進(jìn)行操作和出現(xiàn)不必要的誤操作。船舶動(dòng)力系統(tǒng)模擬器依據(jù)實(shí)船的數(shù)據(jù)參數(shù)、控制機(jī)理及操作平臺(tái)，采用軟件仿真的方法實(shí)現(xiàn)船舶動(dòng)力系統(tǒng)各工況下的訓(xùn)練操作。通過船舶動(dòng)力系統(tǒng)模擬器，操作人員可以模擬檢驗(yàn)自己業(yè)務(wù)的水平，從而加深業(yè)務(wù)的熟練度。
[0003]船舶動(dòng)力系統(tǒng)模擬器以PC機(jī)、仿真支撐軟件和組態(tài)軟件為基礎(chǔ)，利用適當(dāng)?shù)能浻布?shí)現(xiàn)對(duì)船舶動(dòng)力系統(tǒng)的操作的模擬和故障模擬，并給出準(zhǔn)確的反饋，從而達(dá)到對(duì)操作人員進(jìn)行訓(xùn)練的目的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:實(shí)船訓(xùn)練需要大量的準(zhǔn)備工作和后勤支持，以及大量人力、物力的消耗，同時(shí)受環(huán)境因素的影響也較大，而且也無法模擬一些復(fù)雜的情景，如復(fù)雜報(bào)警顯示、設(shè)備與系統(tǒng)的嚴(yán)重故障等。
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種船舶動(dòng)力系統(tǒng)模擬器。此目的是通過如下方式實(shí)現(xiàn)的:
[0006]一種船舶動(dòng)力系統(tǒng)模擬器，其特征在于，包括:人機(jī)交互系統(tǒng)、建模仿真系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)接口系統(tǒng)；所述人機(jī)交互系統(tǒng)包括柴油機(jī)控制臺(tái)、輔機(jī)控制臺(tái)、電站控制臺(tái)、虛擬交互界面及監(jiān)控計(jì)算機(jī)；所述建模仿真系統(tǒng)包括教練臺(tái)仿真計(jì)算機(jī)和柴油機(jī)仿真計(jì)算機(jī)，根據(jù)船舶動(dòng)力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型編制仿真模塊，在SimuEngine仿真支撐平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)船舶動(dòng)力系統(tǒng)仿真；所述網(wǎng)絡(luò)接口系統(tǒng)包括以太網(wǎng)和PLC模擬器接口系統(tǒng)，采用TCP/IP協(xié)議，將建模仿真系統(tǒng)、PLC和人機(jī)交互系統(tǒng)連接在同一級(jí)以太網(wǎng)上，各PLC的I/O接口模塊連接至相應(yīng)的控制臺(tái)，形成一個(gè)以交換機(jī)為中心的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0007]進(jìn)一步地，所述船舶動(dòng)力系統(tǒng)的仿真模塊包括柴油機(jī)模塊、齒輪箱模塊、電站模塊、輔機(jī)模塊、螺旋槳模塊、艇體模塊、動(dòng)力管系及熱交換模塊以及邏輯控制和故障模擬模塊，所述船舶動(dòng)力系統(tǒng)的仿真模塊包括柴油機(jī)模塊、齒輪箱模塊、電站模塊、輔機(jī)模塊、螺旋槳模塊、艇體模塊、動(dòng)力管系及熱交換模塊以及邏輯控制和故障模擬模塊；柴油機(jī)模塊用于模擬柴油機(jī)運(yùn)行時(shí)的柴油機(jī)功率、曲軸轉(zhuǎn)速、各缸進(jìn)排氣溫度、壓力、熱量、渦輪增壓工況及調(diào)速機(jī)構(gòu)工況；動(dòng)力管系及熱交換模塊根據(jù)柴油機(jī)各缸釋放的熱量模擬冷卻水系統(tǒng)的工作狀況及燃油系統(tǒng)、滑油系統(tǒng)、污水系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)的工作狀況；齒輪箱模塊用于模擬柴油機(jī)曲軸與螺旋槳轉(zhuǎn)速的連接關(guān)系；螺旋槳模塊根據(jù)柴油機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速及齒輪箱的工作狀態(tài)確定螺旋槳的轉(zhuǎn)速、扭矩、推力；艇體模塊根據(jù)螺旋槳模塊的參數(shù)，模擬船體受力，并根據(jù)受力確定航速；電站模塊用于模擬船舶發(fā)電機(jī)和配電板運(yùn)行時(shí)發(fā)電、配電、并車、解列工況；輔機(jī)模塊用于模擬空壓機(jī)、輔助鍋爐、油水分離器、舵機(jī)和錨機(jī)的運(yùn)行工況及各用電設(shè)備的負(fù)載；邏輯控制和故障模擬模塊用于模擬動(dòng)力系統(tǒng)各裝置按鈕、開關(guān)、手柄、指示燈之間及其與各仿真參數(shù)之間的邏輯關(guān)系，并模擬典型故障對(duì)動(dòng)力系統(tǒng)各裝置的影響及處置過程；模塊間的數(shù)據(jù)流動(dòng)通過公用變量數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)交互。
[0008]進(jìn)一步地，所述人機(jī)交互系統(tǒng)的柴油機(jī)控制臺(tái)和輔機(jī)控制臺(tái)均設(shè)有和實(shí)際船舶外觀相仿的開關(guān)、儀表、手柄、指示燈等I/o設(shè)備，并連接于PLC的各I/O模塊。
[0009]進(jìn)一步地，所述PLC的I/O模塊包括開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出模塊。
[0010]進(jìn)一步地，所述PLC采用西門子S7-200。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果是:提供了更加簡便易行的一種船舶動(dòng)力系統(tǒng)模擬器開發(fā)，有效的降低了模擬器研制成本，縮短的開發(fā)周期，提高了模擬器運(yùn)行的可靠性，具有較大的市場(chǎng)前景。
【附圖說明】
[0012]圖1是本實(shí)用新型船舶動(dòng)力系統(tǒng)模擬器原理圖；
【具體實(shí)施方式】
[0013]下面結(jié)合附圖通過實(shí)施例來對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0014]本實(shí)用新型提供一種船舶動(dòng)力系統(tǒng)模擬器，包含硬件和軟件的設(shè)計(jì)，主要由人機(jī)交互系統(tǒng)、建模仿真系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)接口系統(tǒng)；所述人機(jī)交互系統(tǒng)包括柴油機(jī)控制臺(tái)、輔機(jī)控制臺(tái)、電站控制臺(tái)、虛擬交互界面及監(jiān)控計(jì)算機(jī)；所述建模仿真系統(tǒng)包括教練臺(tái)仿真計(jì)算機(jī)，根據(jù)船舶動(dòng)力系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型編制仿真模塊，在SimuEngine仿真支撐平臺(tái)中實(shí)現(xiàn)船舶動(dòng)力系統(tǒng)仿真；所述網(wǎng)絡(luò)接口系統(tǒng)包括以太網(wǎng)和PLC模擬器接口系統(tǒng)，采用TCP/IP協(xié)議，將建模仿真系統(tǒng)、PLC和人機(jī)交互系統(tǒng)連接在同一級(jí)以太網(wǎng)上，各PLC的I/O接口模塊連接至相應(yīng)的控制臺(tái)，形成一個(gè)以交換機(jī)為中心的星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；所述船舶動(dòng)力系統(tǒng)的仿真模塊包括柴油機(jī)模塊、齒輪箱模塊、電站模塊、輔機(jī)模塊、螺旋槳模塊、艇體模塊、動(dòng)力管系及熱交換模塊以及邏輯控制和故障模擬模塊。
[0015]所述人機(jī)交互系統(tǒng)的柴油機(jī)控制臺(tái)、輔機(jī)控制臺(tái)和電站控制臺(tái)均設(shè)有與實(shí)際船舶外觀相仿的開關(guān)、儀表、手柄、指示燈等I/o設(shè)備，并連接于PLC的各I/O模塊；所述PLC的I/O模塊包括開關(guān)量輸入、開關(guān)量輸出、模擬量輸入、模擬量輸出模塊；所述PLC米用西門子S7-200o
[0016]船舶動(dòng)力系統(tǒng)訓(xùn)練模擬器原理如圖1所示。
[0017]人機(jī)交互系統(tǒng)采用KingView6.5，實(shí)現(xiàn)各種交互界面設(shè)計(jì)和硬件設(shè)備系統(tǒng)的監(jiān)控。KingView6.5提供了良好的用戶開發(fā)界面和簡捷方便的使用方法，擁有包括泵、閥門、開關(guān)、儀表等常用工業(yè)設(shè)備、元件的子圖庫，通過直接調(diào)用子圖可以便捷地組態(tài)所需要的畫面，并設(shè)置其關(guān)聯(lián)變量實(shí)現(xiàn)交互控制。通過