本發(fā)明公開了一種船舶集控室操作訓練模擬器。

背景技術(shù)：

目前，船舶集控室是用于監(jiān)控機艙動態(tài)、管理機艙設(shè)備、進行機艙值班的重要裝置，機艙中重要部件的溫度、壓力信息都會集中在集控室顯示出來，方便機艙值班人員集中管理機艙信息和設(shè)備。船舶集控室傳遞的機艙信息量大，通過課堂講授的教學模式很難使學員完全掌握和理解，而構(gòu)建基于實裝的培訓平臺存在無法針對一些特殊情景進行示教和訓練、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培訓需求，又經(jīng)濟高效的船舶集控室操作訓練模擬器。實裝訓練存在無法針對一些特殊情景進行示教和訓練、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。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題，公開了本發(fā)明的一種船舶集控室操作訓練模擬器，采用船舶集控室操作訓練模擬器的系統(tǒng)架構(gòu)，船舶集控室故障系統(tǒng)的建模仿真，縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本的一種船舶集控室操作訓練模擬器。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：一種船舶集控室操作訓練模擬器，包括訓練模擬器本體，所述訓練模擬器本體包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，所述訓練模擬器本體的硬件系統(tǒng)包括可編程序控制器plc連接的仿真計算機，操作面板，電話，操作鈕，報警面板指示，容納腔，操作面板，電話機，所述可編程序控制器plc 連接的仿真計算機，操作面板，電話，操作鈕，報警面板指示設(shè)在訓練模擬器本體的正面，所述容納腔，操作面板，電話機設(shè)在訓練模擬器本體的背面，所述軟件系統(tǒng)包括船舶集控室系統(tǒng)運行仿真模塊、人機交互控制模型和虛擬設(shè)備及場景，所述船舶集控室系統(tǒng)運行仿真模塊包括機艙運行環(huán)境仿真模塊，故障處置仿真模塊，操作控制模塊，報警系統(tǒng)處置與仿真模塊，所述人機交互控制模型包括基于simuengine的運行仿真系統(tǒng)，基于kingview的人機交互系統(tǒng)，plc，操控盤臺i/o設(shè)備，所述虛擬設(shè)備及場景包括聲模擬系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集與存儲，所述機艙運行環(huán)境仿真模塊，故障處置仿真模塊，操作控制模塊，報警系統(tǒng)處置與仿真模塊之間并聯(lián)，其連接基于simuengine的運行仿真系統(tǒng)，所述基于simuengine的運行仿真系統(tǒng)連接基于kingview的人機交互系統(tǒng)，所述基于kingview的人機交互系統(tǒng)連接plc，所述plc連接操控盤臺i/o設(shè)備，所述基于kingview的人機交互系統(tǒng)還連接聲模擬系統(tǒng)，數(shù)據(jù)采集與存儲，所述基于kingview的人機交互系統(tǒng)還連接仿真計算機。

作為本發(fā)明進一步限制地，所述操作鈕設(shè)在仿真計算機的正上方，所述操作鈕包括左主機轉(zhuǎn)速，左主機滑油壓力，左主機淡水壓力，右方機滑油壓力，右主機淡水壓力，所述報警面板指示設(shè)有三個，其分別均設(shè)在操作面板和電話的正上方。

作為本發(fā)明進一步限制地，所述容納腔內(nèi)設(shè)有人機交互界面，主機溫度壓力參數(shù)顯示模塊，故障處理模塊，所述操作面板上設(shè)有多個接孔和開關(guān)。作為本發(fā)明進一步限制地，所述人機交互界面分別連接主機溫度壓力參數(shù)顯示模塊和故障處理模塊。

作為本發(fā)明進一步限制地，所述多個接孔包括左齒錯向，右齒錯向，聯(lián)絡(luò)，試驗，電源，所述聯(lián)絡(luò)包括第一聯(lián)絡(luò)和第二聯(lián)絡(luò)，所述試驗包括第一試驗和第 二試驗，所述電源包括直流電源和交流電源，所述開關(guān)包括主機接線箱電源開關(guān)，電源開關(guān)。

作為本發(fā)明進一步限制地，所述直流電源為24v，所述交流電源為220v.

本發(fā)明的技術(shù)效果：本發(fā)明的一種船舶集控室操作訓練模擬器，采用船舶集控室操作訓練模擬器的系統(tǒng)架構(gòu)，船舶集控室故障系統(tǒng)的建模仿真，縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，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，可進行故障模擬和處置訓練；本船舶集控室系統(tǒng)操作訓練模擬器已經(jīng)研制成功，并應用于船舶動力專業(yè)學員教學，在培訓教學中取得了較好的效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例的一種船舶集控室操作訓練模擬器的正面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明實施例的一種船舶集控室操作訓練模擬器的背面結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明實施例的一種船舶集控室操作訓練模擬器的內(nèi)部系統(tǒng)圖。

圖中：訓練模擬器本體1，仿真計算機11，操作面板12，電話13，操作鈕14，左主機轉(zhuǎn)速141，左主機滑油壓力142，左主機淡水壓力143，右方機滑油壓力144，右主機淡水壓力145，報警面板指示15，容納腔2，人機交互界面21，主機溫度壓力參數(shù)顯示模塊22，故障處理模塊23，操作面板24，接孔25，左齒錯向251，右齒錯向252，第一試驗254，第二試驗255，直流電源256，交流電源257，第一聯(lián)絡(luò)258，第二聯(lián)絡(luò)259，主機接線箱電源開關(guān)260，電源開關(guān)261，電話機30，機艙運行環(huán)境仿真模塊41，故障處置仿真模塊42，操作控制模塊42，報警系統(tǒng)處置與仿真模塊44，基于simuengine的運行仿真系統(tǒng)45，基于kingview的人機交互系統(tǒng)46，plc47，操控盤臺i/o設(shè)備48，聲模擬系統(tǒng)49，數(shù)據(jù)采集與存儲50。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明。

如圖1至圖3所示，本實施例的一種船舶集控室操作訓練模擬器，包括訓練模擬器本體1，所述訓練模擬器本體1包括硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)，所述訓練模擬器本體的硬件系統(tǒng)包括可編程序控制器plc連接的仿真計算機11，操作面板12，電話13，操作鈕14，報警面板指示15，容納腔2，操作面板24，電話機30，所述可編程序控制器plc連接的仿真計算機11，操作面板12，電話13，操作鈕14，報警面板指示15設(shè)在訓練模擬器本體1的正面，這樣設(shè)置，便于操作。所述操作鈕14設(shè)在仿真計算機1的正上方，所述操作鈕14包括左主機轉(zhuǎn)速141，左主機滑油壓力142，左主機淡水壓力143，右方機滑油壓力144，右主機淡水壓力145，這樣設(shè)置，便于分別控制。所述報警面板指示15設(shè)有三個，其分別設(shè)在操作面板24和電話30的正上方。這樣設(shè)置，便于報警顯示。所述容納腔2，操作面板24，電話機20設(shè)在訓練模擬器本體1的背面，這樣設(shè)置，布局合理。所述容納腔2內(nèi)設(shè)有人機交互界面21，主機溫度壓力參數(shù)顯示模塊22，故障處理模塊23，所述人機交互界面21分別連接主機溫度壓力參數(shù)顯示模塊22和故障處理模塊23。這樣設(shè)置，便于人機交互界面控制顯示和故障處理。所述操作面板24上設(shè)有多個接孔和開關(guān)。所述多個接孔包括左齒錯向251，右齒錯向252，聯(lián)絡(luò)，試驗，電源所述聯(lián)絡(luò)包括第一聯(lián)絡(luò)258和第二聯(lián)絡(luò)259，所述試驗包括第一試驗和254第二試驗255，所述電源包括直流電源256和交流電源257，所述直流電源256為24v，所述交流電源257為220v。這樣設(shè)置，便于靈活連接外接電源。所述開關(guān)包括主機接線箱電源開關(guān)260，電源開關(guān)261。這樣設(shè)置，通過主機接線箱電源開關(guān)可控制主機接線箱，而電源開關(guān)用于控制總電源。所述軟件系統(tǒng)包括船舶集控室系統(tǒng)運行仿真模塊、人機交互控制模型和虛擬設(shè)備及 場景，所述船舶集控室系統(tǒng)運行仿真模塊包括機艙運行環(huán)境仿真模塊41，故障處置仿真模塊42，操作控制模塊43，報警系統(tǒng)處置與仿真模塊44，所述人機交互控制模型包括基于simuengine的運行仿真系統(tǒng)45，基于kingview的人機交互系統(tǒng)46，plc47，操控盤臺i/o設(shè)備48，所述虛擬設(shè)備及場景包括聲模擬系統(tǒng)49，數(shù)據(jù)采集與存儲50，所述機艙運行環(huán)境仿真模塊41，故障處置仿真模塊42，操作控制模塊43，報警系統(tǒng)處置與仿真模塊44之間并聯(lián)，且連接基于simuengine的運行仿真系統(tǒng)45，所述基于simuengine的運行仿真系統(tǒng)45連接基于kingview的人機交互系統(tǒng)46，所述基于kingview的人機交互系統(tǒng)46連接plc47，所述plc47連接操控盤臺i/o設(shè)備48，所述基于kingview的人機交互系統(tǒng)46還連接聲模擬系統(tǒng)49，數(shù)據(jù)采集與存儲50，所述基于kingview的人機交互系統(tǒng)46還連接仿真計算機11。這樣設(shè)置，以船舶集控室為仿真對象構(gòu)建的船舶集控室操作訓練模擬器，由仿真界面系統(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；軟件仿真界面由kingview編寫。在仿真計算機上，將真實機艙集控室用來顯示主機排氣溫度的液晶屏幕的仿真界面在仿真計算機上用kingview實現(xiàn)，kingview通過opc讀取仿真系統(tǒng)運行產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，將其顯示在軟件界面上。建模仿真系統(tǒng)在simuengine仿真支撐平臺中實現(xiàn)；通過設(shè)置適當?shù)暮喕图僭O(shè)條件的基礎(chǔ)上，用數(shù)學形式來表示船舶集控室裝置的控制、特性和狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系，構(gòu)建符合其運行機理和控制邏輯的數(shù)學模型。網(wǎng)絡(luò)接口系統(tǒng)，計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)采用tcp/ip協(xié)議，將仿真計算機、操控盤臺和plc接口系統(tǒng)連接在同一級以太網(wǎng)上，plc的i/o接口模塊連接至操控盤臺i/o設(shè)備。仿真計算機同時運行kingview和simuengine仿真支撐平臺。kingview可設(shè)置io變量并將其映射到plc相應內(nèi)存地址實現(xiàn)與控制臺開關(guān)、儀表、指示燈等硬件設(shè)備的通訊，同時通 過opc實現(xiàn)與simuengine仿真支撐平臺的數(shù)據(jù)交互；此外，在kingview平臺下還可設(shè)置對設(shè)備工作的聲模擬音頻文件的播放控制，使故障報警更加逼真。采用可編程序控制器plc作為模擬器接口系統(tǒng)，提高并保證了整個系統(tǒng)的可靠性。由于plc從硬件到軟件，從設(shè)計到制造都考慮到了抗干擾的問題，采用各種措施切斷或阻塞了干擾源，大大提高了整個訓練系統(tǒng)的抗干擾能力；plc還增強了系統(tǒng)的可靠性和可擴展性。在確定每個plc將要負責的變量類型和數(shù)量后，根據(jù)需要來組裝plc；plc輸入/輸出單元是連接cpu與現(xiàn)場i/o設(shè)備的橋梁。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。每個i/o模塊在機架上的位置確定好之后其單元號也隨之確定。plc會根據(jù)單元號為其在工作數(shù)據(jù)存儲器中的核心i/o區(qū)分配相應的地址用于保存數(shù)據(jù)。

本實施例的一種船舶集控室操作訓練模擬器，開發(fā)船舶集控室操作模擬器用于解決實裝訓練存在無法針對一些特殊情景進行示教和訓練、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；為高質(zhì)高效地培養(yǎng)船舶機艙值班和維護管理人員，解決實裝培訓中難以克服的問題，本船舶集控室操作模擬器利用計算機仿真、組態(tài)技術(shù)等多項技術(shù)，通過構(gòu)建船舶集控室運行的仿真數(shù)學模型，開發(fā)人機交互界面，達到使操作人員可反復操練在實裝上比較困難甚至禁止的訓練內(nèi)容，能提高培訓效率、節(jié)約培訓費用。

本發(fā)明的一種船舶集控室操作訓練模擬器，船舶集控室操作訓練模擬器的系統(tǒng)架構(gòu)；船舶集控室故障系統(tǒng)的建模仿真，縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，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，可進行故障模擬和處置訓練；本船舶集控室系統(tǒng)操作訓練模擬器已經(jīng)研制成功，并應用于船舶動力專業(yè)學員教學，在培訓教學中取得了較好的 效果。需要指出的是，上述較佳實施例僅為說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點，其目的在于讓熟悉此項技術(shù)的人士能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實施，并不能以此限制本發(fā)明的保護范圍。凡根據(jù)本發(fā)明精神實質(zhì)所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。