船舶艙底水處理裝置操作訓(xùn)練模擬器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶操作模擬器，特別是涉及一種船舶艙底水處理裝置操作訓(xùn)練模擬器。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶艙底水是由船舶主機及機艙各種輔助設(shè)備產(chǎn)生的油污水積聚到艙底后形成的。因其排放不當(dāng)或故障造成的重大甚至惡性污染事故，在船舶安全事故中占有相當(dāng)重的比例。出于對海洋環(huán)境的保護，國際海事組織對船舶艙底含油污水的排放作出了明確要求。
[0003]船舶艙底污水處理裝置是確保艙底水排放符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的重要設(shè)備，由艙底水井、艙底水泵、艙底水管路、油水分離設(shè)備及有關(guān)閥件組成。船舶艙底污水處理裝置操作是海員三管輪和技工考證的重要內(nèi)容，具有操作較復(fù)雜、實踐性強的特點，通過課堂講授的教學(xué)模式很難使學(xué)員快速理解和掌握，而構(gòu)建基于實裝的培訓(xùn)平臺存在無法針對一些特殊情景進行示教和訓(xùn)練、初期投入成本和運行使用成本較高、維護保養(yǎng)要求高以及對場地及相關(guān)配套設(shè)施要求較高等問題。因此，迫切需要一種既能較好滿足實際教學(xué)培訓(xùn)需求，又經(jīng)濟高效的船舶艙底水處理裝置操作訓(xùn)練模擬器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:(I)開發(fā)船舶艙底污水處理裝置模擬器用于解決實裝訓(xùn)練存在無法針對一些特殊情景進行示教和訓(xùn)練、初期投入成本和運行使用成本較高、維護保養(yǎng)要求高以及對場地及相關(guān)配套設(shè)施要求較高等問題。(2)如何使操作人員在模擬培訓(xùn)中實現(xiàn)反復(fù)操練，并可以操練在實裝上比較困難甚至禁止的訓(xùn)練內(nèi)容，提高培訓(xùn)效率、節(jié)約培訓(xùn)費用。
[0005]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種船舶艙底水處理裝置操作訓(xùn)練模擬器，可解決實裝訓(xùn)練中存在的無法針對一些特殊情景進行示教和訓(xùn)練的問題，減少了初期投入成本和運行使用成本、降低了維護保養(yǎng)要求，對場地及相關(guān)配套設(shè)施要求較低，提高了教學(xué)質(zhì)量、降低了培訓(xùn)成本。此目的是通過如下方式實現(xiàn)的:
[0006]一種船舶艙底水處理裝置操作訓(xùn)練模擬器，包括:操控盤臺、PLC及仿真計算機；所述操控盤臺設(shè)有和實際船舶艙底污水處理裝置控制箱外觀相仿的I/o設(shè)備；所述仿真計算機包括人機交互系統(tǒng)和運行仿真系統(tǒng)，所述人機交互系統(tǒng)用于實現(xiàn)各種交互界面設(shè)計和硬件設(shè)備系統(tǒng)的監(jiān)控，所述運行仿真系統(tǒng)構(gòu)建符合艙底水處理裝置運行機理和控制邏輯的數(shù)學(xué)模型來表示裝置的控制、特性和狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系；所述操控盤臺、仿真計算機和PLC通過以太網(wǎng)連接。以船舶艙底水處理裝置為仿真對象構(gòu)建的船舶艙底水處理裝置操作訓(xùn)練模擬器，由人機交互系統(tǒng)、運行仿真系統(tǒng)以及網(wǎng)絡(luò)接口系統(tǒng)三部分組成，包括仿真計算機、操控盤臺、PLC(西門子S7-200)等設(shè)備。
[0007]進一步地，所述人機交互系統(tǒng)包括人機交互界面、聲模擬系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的采集、存儲模塊、監(jiān)控模塊及執(zhí)行模塊。通過采集操控盤臺的輸入信號，經(jīng)過仿真計算機運算，將產(chǎn)生的控制信號經(jīng)PLC送至操控盤臺輸出設(shè)備，實現(xiàn)硬件設(shè)備系統(tǒng)的監(jiān)控功能。操控盤臺上設(shè)有和實際船舶艙底污水處理裝置控制箱外觀相仿的開關(guān)、儀表、指示燈等I/O設(shè)備，并連接于PLC的各I/O模塊。通過將人機交互系統(tǒng)基本功能進行分解并模塊化，同時進行界面的顯示、聲音的模擬、數(shù)據(jù)的采集存儲、內(nèi)部邏輯程序的執(zhí)行和其他程序的協(xié)作通訊等，提高了模擬器開發(fā)效率和系統(tǒng)的可維護性。
[0008]進一步地，所述人機交互系統(tǒng)采用KingView6.5 (即組態(tài)王軟件)，所述人機交互界面包含艙底水井、艙底水泵、艙底水管路及閥件、油水分離設(shè)備。人機交互界面包含艙底水井、艙底水泵、艙底水管路及閥件、油水分離設(shè)備，其中艙底水井水位、艙底水泵、有關(guān)閥件等涉及交互的動態(tài)元件可通過調(diào)用KingView6.5的子圖庫獲取并設(shè)置交互鏈接，其余靜態(tài)元件可設(shè)置成背景圖片。
[0009]進一步地，所述運行仿真系統(tǒng)在SimuEngine仿真支撐平臺中實現(xiàn)，所述運行仿真系統(tǒng)包括油分濃度仿真及監(jiān)控模塊、污水加熱及溫度監(jiān)控模塊、排油及油位監(jiān)控模塊、壓力仿真及監(jiān)控模塊。在設(shè)置適當(dāng)?shù)暮喕图僭O(shè)條件的基礎(chǔ)上，構(gòu)建符合艙底水處理裝置運行機理和控制邏輯的數(shù)學(xué)模型來表示裝置的控制、特性和狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系，具體可分為以下4大模塊:油分濃度仿真及監(jiān)控模塊、污水加熱及溫度監(jiān)控模塊、排油及油位監(jiān)控模塊、壓力仿真及監(jiān)控模塊，并設(shè)置故障變量，利用SimuEngine故障設(shè)置和管理功能模擬典型故障，開展故障分析及處置訓(xùn)練。模塊間的數(shù)據(jù)流動通過與公用變量數(shù)據(jù)庫的交互實現(xiàn)，模塊化建模方法可降低建模的復(fù)雜性，縮短建模時間，增加模型的通用性。
[0010]進一步地，所述操控盤臺i/o設(shè)備包括開關(guān)量輸入設(shè)備、開關(guān)量輸出設(shè)備、模擬量輸入設(shè)備、模擬量輸出設(shè)備。
[0011]進一步地，所述操控盤臺上設(shè)有顯示模塊、油分濃度儀控制面板模塊及油水分離器控制面板模塊。
[0012]進一步地，所述顯示模塊包括進口壓力顯示模塊、出口壓力顯示模塊、油位高度顯示模塊及污水溫度顯示模塊。
[0013]進一步地，所述油分濃度儀控制面板包括運行指示燈、報警指示燈、啟動按鈕及復(fù)位按鈕。
[0014]進一步地，所述油水分離器控制面板包括電源指示燈、運轉(zhuǎn)指示燈、排油指示燈、加熱指示燈、停止按鈕、排油開關(guān)、加熱開關(guān)及電源開關(guān)。
[0015]本實用新型的有益效果是:
[0016](一 )縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，使模擬器有更加廣闊的市場前景；
[0017]( 二)采用模塊化設(shè)計，提高了系統(tǒng)的維護性和可擴展性，同時系統(tǒng)的穩(wěn)定性也得到了增強；
[0018](三)可進行故障模擬和處置訓(xùn)練；
[0019](四)采用組態(tài)軟件和聲模擬系統(tǒng)，提高了模擬器的真實感。
【附圖說明】
[0020]圖1是本船舶艙底水處理裝置操作訓(xùn)練模擬器架構(gòu)圖；
[0021]圖2是本船舶艙底水處理裝置操作訓(xùn)練模擬器盤臺示意圖
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖通過實施例來對本實用新型進行詳細說明。
[0023]一種船舶艙底水處理裝置操作訓(xùn)練模擬器，包括:操控盤臺、PLC及仿真計算機。
[0024]所述操控盤臺設(shè)有和實際船舶艙底污水處理裝置控制箱外觀相仿的I/O設(shè)備；所述操控盤臺I/o設(shè)備包括開關(guān)量輸入設(shè)備、開關(guān)量輸出設(shè)備、模擬量輸入設(shè)備、模擬量輸出設(shè)備。所述操控盤臺上設(shè)有顯示模塊、油分濃度儀控制面板模塊及油水分離器控制面板。所述顯示模塊包括進口壓力顯示模塊、出口壓力顯示模塊、油位高度顯示模塊及污水溫度顯示模塊。所述油分濃度儀控制面板包括運行指示燈、報警指示燈、啟動按鈕及復(fù)位按鈕。所述油水分離器控制面板包括電源指示燈、運轉(zhuǎn)指示燈、排油指示燈、加熱指示燈、停止按鈕、排油開關(guān)、加熱開關(guān)及電源開關(guān)。
[0025]所述仿真計算機包括人機交互系統(tǒng)和運行仿真系統(tǒng)，所述人機交互系統(tǒng)用于實現(xiàn)各種交互界面設(shè)計和硬件設(shè)備系統(tǒng)的監(jiān)控，所述運行仿真系統(tǒng)構(gòu)建符合艙底水處理裝置運行機理和控制邏輯的數(shù)學(xué)模型來表示裝置的控制、特性和狀態(tài)參數(shù)