一种船舶集控室操作训练模拟器的制作方法

本发明公开了一种船舶集控室操作训练模拟器。

背景技术：

目前，船舶集控室是用于监控机舱动态、管理机舱设备、进行机舱值班的重要装置，机舱中重要部件的温度、压力信息都会集中在集控室显示出来，方便机舱值班人员集中管理机舱信息和设备。船舶集控室传递的机舱信息量大，通过课堂讲授的教学模式很难使学员完全掌握和理解，而构建基于实装的培训平台存在无法针对一些特殊情景进行示教和训练、初期投入成本和运行使用成本较高、维护保养要求高以及对场地及相关配套设施要求较高等问题。因此，迫切需要一种既能较好满足实际教学培训需求，又经济高效的船舶集控室操作训练模拟器。实装训练存在无法针对一些特殊情景进行示教和训练、初期投入成本和运行使用成本较高、维护保养要求高以及对场地及相关配套设施要求较高等问题。

技术实现要素：

本发明为了解决现有技术的问题，公开了本发明的一种船舶集控室操作训练模拟器，采用船舶集控室操作训练模拟器的系统架构，船舶集控室故障系统的建模仿真，缩短了开发周期，降低了开发成本的一种船舶集控室操作训练模拟器。

本发明的具体技术方案如下：一种船舶集控室操作训练模拟器，包括训练模拟器本体，所述训练模拟器本体包括硬件系统和软件系统，所述训练模拟器本体的硬件系统包括可编程序控制器plc连接的仿真计算机，操作面板，电话，操作钮，报警面板指示，容纳腔，操作面板，电话机，所述可编程序控制器plc 连接的仿真计算机，操作面板，电话，操作钮，报警面板指示设在训练模拟器本体的正面，所述容纳腔，操作面板，电话机设在训练模拟器本体的背面，所述软件系统包括船舶集控室系统运行仿真模块、人机交互控制模型和虚拟设备及场景，所述船舶集控室系统运行仿真模块包括机舱运行环境仿真模块，故障处置仿真模块，操作控制模块，报警系统处置与仿真模块，所述人机交互控制模型包括基于simuengine的运行仿真系统，基于kingview的人机交互系统，plc，操控盘台i/o设备，所述虚拟设备及场景包括声模拟系统，数据采集与存储，所述机舱运行环境仿真模块，故障处置仿真模块，操作控制模块，报警系统处置与仿真模块之间并联，其连接基于simuengine的运行仿真系统，所述基于simuengine的运行仿真系统连接基于kingview的人机交互系统，所述基于kingview的人机交互系统连接plc，所述plc连接操控盘台i/o设备，所述基于kingview的人机交互系统还连接声模拟系统，数据采集与存储，所述基于kingview的人机交互系统还连接仿真计算机。

作为本发明进一步限制地，所述操作钮设在仿真计算机的正上方，所述操作钮包括左主机转速，左主机滑油压力，左主机淡水压力，右方机滑油压力，右主机淡水压力，所述报警面板指示设有三个，其分别均设在操作面板和电话的正上方。

作为本发明进一步限制地，所述容纳腔内设有人机交互界面，主机温度压力参数显示模块，故障处理模块，所述操作面板上设有多个接孔和开关。作为本发明进一步限制地，所述人机交互界面分别连接主机温度压力参数显示模块和故障处理模块。

作为本发明进一步限制地，所述多个接孔包括左齿错向，右齿错向，联络，试验，电源，所述联络包括第一联络和第二联络，所述试验包括第一试验和第 二试验，所述电源包括直流电源和交流电源，所述开关包括主机接线箱电源开关，电源开关。

作为本发明进一步限制地，所述直流电源为24v，所述交流电源为220v.

本发明的技术效果：本发明的一种船舶集控室操作训练模拟器，采用船舶集控室操作训练模拟器的系统架构，船舶集控室故障系统的建模仿真，缩短了开发周期，降低了开发成本，采用模块化设计，提高了系统的维护性和可扩展性，同时系统的稳定性也得到了增强，可进行故障模拟和处置训练；本船舶集控室系统操作训练模拟器已经研制成功，并应用于船舶动力专业学员教学，在培训教学中取得了较好的效果。

附图说明

图1是本发明实施例的一种船舶集控室操作训练模拟器的正面结构示意图。

图2是本发明实施例的一种船舶集控室操作训练模拟器的背面结构示意图。

图3是本发明实施例的一种船舶集控室操作训练模拟器的内部系统图。

图中：训练模拟器本体1，仿真计算机11，操作面板12，电话13，操作钮14，左主机转速141，左主机滑油压力142，左主机淡水压力143，右方机滑油压力144，右主机淡水压力145，报警面板指示15，容纳腔2，人机交互界面21，主机温度压力参数显示模块22，故障处理模块23，操作面板24，接孔25，左齿错向251，右齿错向252，第一试验254，第二试验255，直流电源256，交流电源257，第一联络258，第二联络259，主机接线箱电源开关260，电源开关261，电话机30，机舱运行环境仿真模块41，故障处置仿真模块42，操作控制模块42，报警系统处置与仿真模块44，基于simuengine的运行仿真系统45，基于kingview的人机交互系统46，plc47，操控盘台i/o设备48，声模拟系统49，数据采集与存储50。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

如图1至图3所示，本实施例的一种船舶集控室操作训练模拟器，包括训练模拟器本体1，所述训练模拟器本体1包括硬件系统和软件系统，所述训练模拟器本体的硬件系统包括可编程序控制器plc连接的仿真计算机11，操作面板12，电话13，操作钮14，报警面板指示15，容纳腔2，操作面板24，电话机30，所述可编程序控制器plc连接的仿真计算机11，操作面板12，电话13，操作钮14，报警面板指示15设在训练模拟器本体1的正面，这样设置，便于操作。所述操作钮14设在仿真计算机1的正上方，所述操作钮14包括左主机转速141，左主机滑油压力142，左主机淡水压力143，右方机滑油压力144，右主机淡水压力145，这样设置，便于分别控制。所述报警面板指示15设有三个，其分别设在操作面板24和电话30的正上方。这样设置，便于报警显示。所述容纳腔2，操作面板24，电话机20设在训练模拟器本体1的背面，这样设置，布局合理。所述容纳腔2内设有人机交互界面21，主机温度压力参数显示模块22，故障处理模块23，所述人机交互界面21分别连接主机温度压力参数显示模块22和故障处理模块23。这样设置，便于人机交互界面控制显示和故障处理。所述操作面板24上设有多个接孔和开关。所述多个接孔包括左齿错向251，右齿错向252，联络，试验，电源所述联络包括第一联络258和第二联络259，所述试验包括第一试验和254第二试验255，所述电源包括直流电源256和交流电源257，所述直流电源256为24v，所述交流电源257为220v。这样设置，便于灵活连接外接电源。所述开关包括主机接线箱电源开关260，电源开关261。这样设置，通过主机接线箱电源开关可控制主机接线箱，而电源开关用于控制总电源。所述软件系统包括船舶集控室系统运行仿真模块、人机交互控制模型和虚拟设备及 场景，所述船舶集控室系统运行仿真模块包括机舱运行环境仿真模块41，故障处置仿真模块42，操作控制模块43，报警系统处置与仿真模块44，所述人机交互控制模型包括基于simuengine的运行仿真系统45，基于kingview的人机交互系统46，plc47，操控盘台i/o设备48，所述虚拟设备及场景包括声模拟系统49，数据采集与存储50，所述机舱运行环境仿真模块41，故障处置仿真模块42，操作控制模块43，报警系统处置与仿真模块44之间并联，且连接基于simuengine的运行仿真系统45，所述基于simuengine的运行仿真系统45连接基于kingview的人机交互系统46，所述基于kingview的人机交互系统46连接plc47，所述plc47连接操控盘台i/o设备48，所述基于kingview的人机交互系统46还连接声模拟系统49，数据采集与存储50，所述基于kingview的人机交互系统46还连接仿真计算机11。这样设置，以船舶集控室为仿真对象构建的船舶集控室操作训练模拟器，由仿真界面系统、运行仿真系统以及网络接口系统三部分组成，包括仿真计算机、操控盘台、plc(西门子s7-200)等设备；软件仿真界面由kingview编写。在仿真计算机上，将真实机舱集控室用来显示主机排气温度的液晶屏幕的仿真界面在仿真计算机上用kingview实现，kingview通过opc读取仿真系统运行产生的数据，将其显示在软件界面上。建模仿真系统在simuengine仿真支撑平台中实现；通过设置适当的简化和假设条件的基础上，用数学形式来表示船舶集控室装置的控制、特性和状态参数之间的关系，构建符合其运行机理和控制逻辑的数学模型。网络接口系统，计算机网络系统采用tcp/ip协议，将仿真计算机、操控盘台和plc接口系统连接在同一级以太网上，plc的i/o接口模块连接至操控盘台i/o设备。仿真计算机同时运行kingview和simuengine仿真支撑平台。kingview可设置io变量并将其映射到plc相应内存地址实现与控制台开关、仪表、指示灯等硬件设备的通讯，同时通 过opc实现与simuengine仿真支撑平台的数据交互；此外，在kingview平台下还可设置对设备工作的声模拟音频文件的播放控制，使故障报警更加逼真。采用可编程序控制器plc作为模拟器接口系统，提高并保证了整个系统的可靠性。由于plc从硬件到软件，从设计到制造都考虑到了抗干扰的问题，采用各种措施切断或阻塞了干扰源，大大提高了整个训练系统的抗干扰能力；plc还增强了系统的可靠性和可扩展性。在确定每个plc将要负责的变量类型和数量后，根据需要来组装plc；plc输入/输出单元是连接cpu与现场i/o设备的桥梁。i/o模块包括：开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出。每个i/o模块在机架上的位置确定好之后其单元号也随之确定。plc会根据单元号为其在工作数据存储器中的核心i/o区分配相应的地址用于保存数据。

本实施例的一种船舶集控室操作训练模拟器，开发船舶集控室操作模拟器用于解决实装训练存在无法针对一些特殊情景进行示教和训练、初期投入成本和运行使用成本较高、维护保养要求高以及对场地及相关配套设施要求较高等问题；为高质高效地培养船舶机舱值班和维护管理人员，解决实装培训中难以克服的问题，本船舶集控室操作模拟器利用计算机仿真、组态技术等多项技术，通过构建船舶集控室运行的仿真数学模型，开发人机交互界面，达到使操作人员可反复操练在实装上比较困难甚至禁止的训练内容，能提高培训效率、节约培训费用。

本发明的一种船舶集控室操作训练模拟器，船舶集控室操作训练模拟器的系统架构；船舶集控室故障系统的建模仿真，缩短了开发周期，降低了开发成本，采用模块化设计，提高了系统的维护性和可扩展性，同时系统的稳定性也得到了增强，可进行故障模拟和处置训练；本船舶集控室系统操作训练模拟器已经研制成功，并应用于船舶动力专业学员教学，在培训教学中取得了较好的 效果。需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。