CN103310067B - 实现设备实时模拟仿真监控的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实现设备实时模拟仿真监控的方法，通过实现动态图形引擎和简洁的配置实现多种设备实时模拟仿真监控；采用开放的接口实现多种设备高仿真实时运行图纸的通用；应用B/S架构实现对跨平台、多系统及远程互联网支持的实现设备实时模拟仿真监控的方法。双重核心技术驱动动态图形引擎将设备高仿真实时运行图通过B/S架构计算并显示点位元件真实的情况在WEB页面上；由于编程界面的灵活性和可扩展性，在目前的系统建模基础上能敏捷的增加新设备的监控检测点和已有设备增加新监控点等多项关键运行参数；集成系统可减少现场设备投资，通过与设备自备数据系统的无缝连接，达到最佳性价比的数据采集解决方案。

Description

实现设备实时模拟仿真监控的方法

技术领域

本发明涉及一种实现设备实时模拟仿真监控的方法，属于设备实时监控领域。

背景技术

近年来，资源及能耗已经成为重要焦点而越来越受到公用工程、设备、咨询工程的关注。现有的商业、工业设备和仪器，如电子电气设备、空调、集水井、蒸汽锅炉、电梯、中央氧站、冷源机组等大型机电运行设备实时运行状况和能源计量是能效分析重要组成部分。针对系统监控及实时数据采集从而实现设备运行质量的全面研究已势在必行。方便灵活的设备实时模拟仿真监控方法是实现此目的的充要条件。现有设备的模拟仿真技术已经问世很久并能模拟特定设备的运行情况，但随着需求和新技术的不断发展其不足之处也越来越明显。其不足之处为：

1.现有的模拟仿真监控是针对特定设备和固有监控点位实现，灵活根据现实需求改变监控点和运行参数所花时间和成本较高，缺乏配置性。

2.现有的模拟仿真监控编程结构固定，可扩展性及可重用性很低。设备或结构变化将引起系统整体无法使用，缺乏敏捷性。

3.现有的模拟仿真监控基本都是采用C/S架构，对跨平台、多系统及远程互联网支持较弱，缺乏广泛性。

发明内容

本发明目的是为了克服现有设备的模拟仿真技术不足之处，提供一种通过实现动态图形引擎和简洁的配置实现针对多种设备实时模拟仿真监控。提高开发效率和重用性；采用开放的接口实现多种设备高仿真实时运行图纸的通用，提高可扩展性和可重用性；应用B/S架构实现对跨平台、多系统及远程互联网支持的实现设备实时模拟仿真监控的方法。

本发明的技术方案是，一种实现设备实时模拟仿真监控的方法，其特点是，该方法步骤为：

1.设备高仿真实时运行图的实现：

1)使用计算机3D建模系统根据客户实际设备及系统结构创建单体设备或设备运行环境立体高仿真图；

2)根据立体高仿真图实现实景动态运行图；

3)根据实景动态运行图使用Flash动画开发语言创建动态组件；

4)使用AS3动态控制语言实现动态控制接口；

5)生成包含动态组件和动态控制接口的Flash动画文件(swf格式文件)；

6)提交设备高仿真实时运行图描述文档；

2.设备监控点接口文件的实现：

1)依据国家相关标准建立设备监控点位建设表；

2)根据设备监控点位建设表形成监控点XML形式描述文件；

3)根据需要展示的点位形成展示方式XML形式描述文件。

3.动态图形引擎的实现：

1)引擎初始化

①swf格式文件接口显示初始化：创建object容器，用以显示swf文件；

②xml格式文件接口读入初始化：创建XML对象，用以加载xml文件；

③数据库接口初始化：创建持久化数据库连接，用以相应数据；

2)数据接口

①动态加载swf文件：根据配置参数获取相应swf文件名，加载至object容器中；

②加载展示方式XML文件，动态注册事件；

③审核以上加载数据，有错误则抛出异常并重新加载，通过则继续执行。

3)数据处理

①解析设备监控点XML文件，读取数据库中相应数据；

②审核以上数据库中相应数据有错误则抛出异常并重新读取，通过则继续执行；

③拼装数据通讯接口参数进行与AS3动态控制语言实现动态控制交互。

4)展现设备高仿真实时界面；

5)执行相应用户操作事件。

本发明的有益效果是双重核心技术驱动动态图形引擎将设备高仿真实时运行图通过B/S架构计算并显示点位元件真实的情况在WEB页面上；由于编程界面的灵活性和可扩展性，在目前的系统建模基础上还能敏捷的增加新设备的监控检测点和已有设备增加新监控点等多项关键运行参数；集成系统可最大程度的减少现场设备投资，通过与设备自备数据系统的无缝连接，达到最佳性价比的数据采集解决方案。

附图说明

图1为设备高仿真实时运行图的实现流程图；

图2为设备监控点位建设表形成监控点XML形式描述流程图；

图3为动态图形引擎的实现流程图；

图4为双重核心技术驱动动态图形引擎系统结构示意图；

图5为系统网络架图；

图6为分布式应用示意图；

图7为应用实例1生活水系统示意图；

图8为应用实例2锅炉系统示意图。

具体实施方式

本发明结合附图作进一步说明。由图1-图8所示，所示一种实现设备实时模拟仿真监控的方法，其特点是，该方法步骤为：

1.设备高仿真实时运行图的实现，由图1所示：

1)使用计算机3D建模系统根据客户实际设备及系统结构创建单体设备或设备运行环境立体高仿真图；

2)根据立体高仿真图实现实景动态运行图；

3)根据实景动态运行图使用Flash动画开发语言创建动态组件；

4)使用AS3动态控制语言实现动态控制接口；

5)生成包含动态组件和动态控制接口的Flash动画文件(swf格式文件)；

6)提交设备高仿真实时运行图描述文档；

2.设备监控点接口文件的实现：以空调机和新风机部分监控点位及相应XML文件为例。

1)依据国家相关标准建立设备监控点位建设表：

2)根据设备监控点位建设表形成监控点XML形式描述文件：如图2所示：

①读入监控点描述文件；

②审核描述数据；

③判断数据类型，不同类型产生不同的节点。

④判断描述文件是否结束；

⑤生成监控点XML形式描述文件。

3)根据需要展示的点位形成展示方式XML形式描述文件。

3.动态图形引擎的实现，由图3所示：

1)引擎初始化

①swf格式文件接口显示初始化：创建object容器，用以显示swf文件；

②xml格式文件接口读入初始化：创建XML对象，用以加载xml文件；

③数据库接口初始化：创建持久化数据库连接，用以相应数据；

2)数据接口

①动态加载swf文件：根据配置参数获取相应swf文件名，加载至object容器中；

②加载展示方式XML文件，动态注册事件；

③审核以上加载数据，有错误则抛出异常并重新加载，通过则继续执行。

3)数据处理

①解析设备监控点XML文件，读取数据库中相应数据；

②审核以上数据库中相应数据有错误则抛出异常并重新读取，通过则继续执行；

③拼装数据通讯接口参数进行与AS3动态控制语言实现动态控制交互。

4)展现设备高仿真实时界面；

5)执行相应用户操作事件。

双重核心技术驱动动态图形引擎系统结构如图4所示，引擎是监控系统的核心部分，其结构基本由三部分组成：

1)图形展示器：将Flash(动画)实景动图和图形配置文件输入图形控制参数，显示经过控制器处理后的实景动态运行图；

2)图形控制器：将图形展示器输入的图形及控制参数结合用户人机交互指令和动态图形控件，通过图形计算器得出运算结果并控制图形展示器正确显示；

3)图形计算器：是引擎的关键部件，提供函数、属性、事件和控制的接口用以计算图形与实际的动态同步。

为实现上述方法采用系统网络如图5所示，监控系统由设备运行采集服务器、应用访问服务器和数据服务器通过核心交换机组成局域网并在安全防火墙的防护下与互联网互通用以实现各监控系统远程互联和互访。

分布式应用如图6所示，监控系统采用分布式架构，符合JAVA2企业级平台的标准(J2EE)，客户可通过接入互联网使用游览器访问系统。

本发明的具体在应用如生活水系统、空调机、锅炉、水冷系统风冷系统等10类高仿真实时运行，现举2个例子作一说明。

应用实例1生活水系统：如图7所示。

某用户需要监控并采集所使用的生活水系统，该系统包含6类设备(水箱，冷水泵，热水泵，换热器，分水器和集水器)，96个监控点(报警点位9个，计量与状态点位85个)。

根据用户实际安装位置和原理绘制系统实景图；将实景图转换为绘制系统和单设备的仿真模拟图并通过双重核心技术驱动动态图形引擎实现设备实时模拟仿真监控。

用户通过高仿真实景动态运行图清晰了解整个生活水系统的运行情况如生活冷水系统流向、生活热水系统流向和交换，点击单设备热区了解设备运行状态如水箱水位状态、水泵运行状态及系统采集读数如出水温度和累计流量等(所有数据已进入数据库)。

应用实例2锅炉：如图8所示。

某用户需要监控并采集所使用的生活水系统，该系统包含4类设备(锅炉本体，给水箱，给水泵和分汽缸)，47个监控点(报警点位4个，计量与状态点位43个)。

根据用户实际安装位置和原理绘制系统实景图；将实景图转换为绘制系统和单设备的仿真模拟图并通过双重核心技术驱动动态图形引擎实现设备实时模拟仿真监控。

用户通过高仿真实景动态运行图清晰了解整个锅炉系统的运行情况如分汽缸服务区域，点击单设备热区了解设备运行状态如锅炉入行状态及系统采集读数如锅内压力、累计流量、温度、压力和烟气温度等(所有数据已进入数据库)。

双重核心技术驱动动态图形引擎实现设备实时模拟仿真监控至需要根据客户实际情况绘制实景图和产生描述文件，不需要对引擎本身做任何修改，真正做到可配置、高敏捷及广泛的使用。

Claims (1)

1.一种实现设备实时模拟仿真监控的方法，其特征在于，该方法步骤为：

（1）设备高仿真实时运行图的实现：

1）使用计算机3D建模系统根据客户实际设备及系统结构创建单体设备或设备运行环境立体高仿真图；

2）根据立体高仿真图实现实景动态运行图；

3）根据实景动态运行图使用Flash动画开发语言创建动态组件；

4）使用AS3动态控制语言实现动态控制接口；

5）生成包含动态组件和动态控制接口的Flash动画文件；

6）提交设备高仿真实时运行图描述文档；

（2）设备监控点接口文件的实现：

1）依据国家相关标准建立设备监控点位建设表；

2）根据设备监控点位建设表形成监控点XML形式描述文件；

3）根据需要展示的点位形成展示方式XML形式描述文件；

（3）动态图形引擎的实现：

1）引擎初始化

swf格式文件接口显示初始化：创建object容器，用以显示swf文件；

xml格式文件接口读入初始化：创建XML对象，用以加载xml文件；

数据库接口初始化：创建持久化数据库连接，用以相应数据；

2)数据接口

动态加载swf文件：根据配置参数获取相应swf文件名，加载至object容器中；

加载展示方式XML文件，动态注册事件；

审核以上加载数据，有错误则抛出异常并重新加载，通过则继续执行；

3)数据处理

解析设备监控点XML文件，读取数据库中相应数据；

②审核以上数据库中相应数据有错误则抛出异常并重新读取，通过则继续执行；

拼装数据通讯接口参数进行与AS3动态控制语言实现动态控制交互；

4）展现设备高仿真实时界面；

5）执行相应用户操作事件。