CN107016892A - 一种船舶机舱教学训练系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶机舱教学训练系统，包括硬件系统和软件系统，硬件系统包括教练员机，教练员机包括机体，机体包括第一和第二机体，第一和第二机体相连接，第一机体上设有仿真计算机，机舱风机及辅机控制运行指示灯，键鼠区和传令钟，键鼠区为第一键鼠区，第一主机的背面设有左齿错向孔和键鼠区，键鼠区为第二键鼠区，第二机体上设有电话，左主机转速，主机安全保护显示，左主机报警指示，车钟和右主机报警指示；本发明船舶机舱教学训练系统，增加了对船舶运行时机舱实时数据的采集和图形化显示，可结合实船运行情况进行故障模拟和处置训练。

Description

一种船舶机舱教学训练系统

技术领域

本发明公开了一种船舶机舱教学训练系统。

背景技术

目前，舶机舱是船舶机舱人员进行机舱值班、检查机舱机电设备运行状态、管理和维护机电设备的场所。对与机舱值班和维护管理人员的培养的实习阶段一般都采用现地教学或采用模拟器在教室进行，在实际机舱进行现地教学存在噪音大，空间狭小致使实习无法正常开展，而依托传统的模拟器教学又无法观察到船舶在航行时的真实数据，了解船舶航行时的真实情况，所以在实船上布置开展模拟训练和教学，就能在实习教室实时观察到船舶机舱的运行数据，还可以结合实时的数据建立机舱仿真模型，达到模拟训练的效果，培养受训人员的应急故障处置能力，起到较好的训练效果；可是，机舱现地教学存在环境噪音大，空间狭小，初期投入成本和运行成本较高、并且培训的时间和地点都受到较大的限制，传统的模拟器教学又无法让学员了解船舶航行过程中机舱的实际运行情况和参数。

发明内容

本发明为了解决现有技术的问题，公开了提高教学质量、降低培训成本具有较大的意义的一种船舶机舱教学训练系统。

本发明的具体技术方案如下：一种船舶机舱教学训练系统，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括教练员机和学员机，所述教练员机包括机体，所述机体包括第一机体和第二机体，所述第一机体和第二机体相连接，所述第一机体上设有仿真计算机，机舱风机及辅机控制运行指示灯，键鼠区和传令钟，所述键鼠区为第一键鼠区，所述第一主机的背面设有左齿错向孔，键鼠区和传令钟区，所述键鼠区为第二键鼠区，所述第二机体上设有电话，左主机转速，主机安全保护显示，左主机报警指示，车钟和右主机报警指示，所述第二机体的背面设有相对应的主机安全保护指示区，左主机报警指示区，车钟区和右主机报警指示区；所述软件系统包括船舶机舱系统运行仿真模块，人机交互控制模型和虚拟设备及场景，所述船舶机舱系统运行仿真模块连接人机交互控制模型，所述人机交互控制模型连接虚拟设备及场景，所述船舶机舱系统运行仿真模块包括主机仿真模块，发电机组仿真模块，操作控制模块和管道阀门控制仿真模块，所述人机交互控制模型包括数据传感器，数据采集仪，基于SimuEngine运行仿真系统，基于KingView6.5人机交互系统，图形化显示模块，试操作模块，所述虚拟设备及场景包括PLC和操作盘台I/O设备，所述主机仿真模块，发电机组仿真模块，操作控制模块和管道阀门控制仿真模块之间并联，其连接基于SimuEngine运行仿真系统，所述基于SimuEngine运行仿真系统连接基于KingView6.5人机交互系统，所述基于KingView6.5人机交互系统连接数据采集仪，所述数据采集仪连接数据传感器，所述基于KingView6.5人机交互系统还连接图形化显示模块和试操作模块，所述基于SimuEngine运行仿真系统，基于KingView6.5人机交互系统分别连接教练员机，所述教练员机还连接PLC，所述PLC连接操作盘台I/O设备，所述教练员机连接学员机。

作为本发明进一步限制地，所述第一机体设有的仿真计算机共设有两个，所述机舱风机及辅机控制运行指示灯设在两个两个仿真计算机的正下方，所述第一键鼠区包括键盘和鼠标，所述第一键鼠区共设有两个，所述传令钟设在第一键鼠区的右侧。

作为本发明进一步限制地，所述电话设有两个，其分别为第一电话和第二电话，所述左主机转速设有四个，其分别为第一左主机转速，第二左主机转速，第三左主机转速和第四左主机转速。

作为本发明进一步限制地，所述第一左主机转速，第二左主机转速设在第一电话的左侧，所述第三左主机转速和第四左主机转速设在第二电话的右侧。

作为本发明进一步限制地，所述主机安全保护指示设在左主机报警指示，车钟和右主机报警指示的正上方，所述左主机报警指示设在车钟的左侧，所述右主机报警指示设在车钟的右侧。

作为本发明进一步限制地，所述学员机至少设有四个。

本发明的技术效果：本发明的一种船舶机舱教学训练系统，船舶机舱教学训练，增加了对船舶运行时机舱实时数据的采集和图形化显示，可结合实船运行情况进行故障模拟和处置训练；本船舶机舱教学训练系统已经研制成功，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机舱教学训练系统的正面结构示意图。

图2是本发明实施例的一种船舶机舱教学训练系统的背面结构示意图。

图3是本发明实施例的一种船舶机舱教学训练系统的内部系统图。

图中：教练员机1，机体2，第一机体21，仿真计算机221，机舱风机及辅机控制运行指示灯222，第一键鼠区223，第二键鼠区224，传令钟225，左齿错向孔226，传令钟区227，第二机体3，电话31，第一电话311，第二电话312，左主机转速32，第一左主机转速321，第二左主机转速322，第三左主机转速323，第四左主机转速324，主机安全保护显示33，左主机报警指示34，车钟35，右主机报警指示36，主机安全保护显示区331，左主机报警指示区341，车钟区351，右主机报警指示区361，主机仿真模块41，发电机组仿真模块42，操作控制模块43，管道阀门控制仿真模块44，数据传感器45，数据采集仪46，基于SimuEngine运行仿真系统47，基于KingView6.5人机交互系统48，图形化显示模块49，试操作模块50，学员机51，PLC52，操作盘台I/O设备53。

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机舱教学训练系统，包括硬件系统和软件系统，所述硬件系统包括教练员机1和学员机51，所述教练员机1连接学员机51，这样设置，便于教学训练，所述教练员机包括机体2，所述机体2包括第一机体21和第二机体22，所述第一和第二机体相连接，所述第一机体21上设有仿真计算机221，机舱风机、辅机控制运行指示灯222，键鼠区和传令钟225，所述键鼠区为第一键鼠区223，所述第一机体21设有的仿真计算机221共设有两个，这样设置，便于分别控制。所述机舱风机及辅机控制运行指示灯222设在两个仿真计算机221的正下方，这样设置，便于分类显示。所述第一键鼠区223包括键盘和鼠标，这样设置，便于操作。所述第一键鼠区223共设有两个，这样设置，便于分别操作。所述传令钟225设在第一键鼠区223的右侧。这样设置，布局合理。所述第一主机21的背面设有左齿错向孔226，键鼠区和传令钟区227，所述键鼠区为第二键鼠区224，这样设置，布局合理。所述第二机体22上设有电话31，左主机转速32，主机安全保护显示33，左主机报警指示34，车钟35和右主机报警指示36，所述电话31设有两个，其分别为第一电话311和第二电话312，所述左主机转速32设有四个，其分别为第一左主机转速321，第二左主机转速322，第三左主机转速323和第四左主机转速324。所述第一左主机转速321，第二左主机转速322设在第一电话311的左侧，所述第三左主机转速323和第四左主机转速324设在第二电话312的右侧。所述主机安全保护指示33设在左主机报警指示34，车钟35和右主机报警指示36的正上方，所述左主机报警指示34设在车钟35的左侧，所述右主机报警指示36设在车钟35的右侧。这样设置，布局合理。所述第二机体22的背面设有主机安全保护指示区331，左主机报警指示区341，车钟区351和右主机报警指示区361；所述软件系统包括船舶机舱系统运行仿真模块，人机交互控制模型和虚拟设备及场景，所述船舶机舱系统运行仿真模块连接人机交互控制模型，所述人机交互控制模型连接虚拟设备及场景，所述船舶机舱系统运行仿真模块包括主机仿真模块41，发电机组仿真模块42，操作控制模块43和管道阀门控制仿真模块44，所述人机交互控制模型包括数据传感器45，数据采集仪46，基于SimuEngine运行仿真系统47，基于KingView6.5人机交互系统48，图形化显示模块49，试操作模块50，所述虚拟设备及场景包括PLC52，操作盘台I/O设备53，所述主机仿真模块41，发电机组仿真模块42，操作控制模块43和管道阀门控制仿真模块44并联，且连接基于SimuEngine运行仿真系统47，所述基于SimuEngine运行仿真系统47连接基于KingView6.5人机交互系统48，所述基于KingView6.5人机交互系统48连接数据采集仪46，用于数据采集。所述数据采集仪46连接数据传感器45，这样设置，用于感应数据。所述基于KingView6.5人机交互系统48还连接图形化显示模块49和试操作模块50，这样设置，便于图形化显示和操作，使得操作方便。所述教练员机1分别连接基于SimuEngine运行仿真系统47，基于KingView6.5人机交互系统48，所述教练员机1还连接PLC52，所述PLC52连接操作盘台I/O设备53，所述教练员机1还连接学员机51。所述学员机至少设有四个。这样设置，数据采集模块由数据传感器采集数据，通过I²C总线将数据传输到数据预处理模块(单片机制成的下位机)，然后将采集到的数据通过RS485总线传输到教练员机(上位机)，这样就可以实现数据的采集。采用I²C总线接口可以简化电路设计，节省很多常规电路中的接口器件和I/O口线，提高设计的可靠性。数据图形化显示模块软件通过KingView建立OPC服务站，将采集的数据导入到OPC服务站，然后利用KingView自带的仪表盘和指示灯等组件、或者利用图片切换、图片旋转的方式完成数据的图形化显示，使数据以接近实装的图形化方式显示出来。在学员机上也可以通过局域网络访问到实时采集的数据，这样教练员就可以在没有噪音、不受空间限制的情况下来展开讲解，讲授机舱值班和机电设备管理时所需要的注意事项；试操作模块通过KingView建立的图形化界面，在图形化界面上布置好按钮、指示灯、图形仪表、操车装置等设备及其相关变量，受训学员在操作图形化界面时，相关变量的变化会通过OPC传入到SimuEngine平台中，在SimuEngine中建立了机舱设备的仿真数学模型，通过设置适当的简化和假设条件的基础上，用数学形式来表示机舱各设备装置的控制、特性和状态参数之间的关系。包括主机仿真模块、发电机组仿真模块、操作控制模块以及管道阀门控制仿真模块。这样受训学员就可以在学员机上模拟操作和管理机舱的各种机电设备。在教练员机上，教练员可以通过操控盘台上布置的接近实装开关、车钟等设备向学员演示操作如何进行机舱值班及应急故障处置；SimuEngine仿真支撑平台还具有故障设置和管理功能，通过添加故障变量，实现典型故障模拟，可开展故障分析及处置训练，锻炼学员机舱值班过程中的应急处置能力。

进一步地，本发明的一种以船舶机舱系统为仿真对象构建的船舶机舱教学训练系统，将实习教室布置在实船上，通过传感器将数据传输到教练员机上，从而实现对实船数据的实时图形化显示，建立的仿真模型又能使受训学员试操作和管理机舱设备。该系统分为数据采集模块、数据实时显示模块以及试操作模块。包括操控盘台、数据传感器、教练员机、学员机等设备，开发船舶机舱教学训练系统用于机电学员在实习教室进行机舱值班、机舱管理的模拟训练。为培养高质量的船舶机舱值班和维护管理人员，解决在实际机舱中实习噪音大、空间狭小致使教学训练难以开展的问题，本船舶机舱教学训练系统利用传感器将采集到的实时数据传输到教练员机上，将采集到的数据实时的显示出来。在教练员机上，结合采集到的实时数据建立机舱运行数学模型，教练员机还可以通过PLC采集操控盘台上的开关、车钟等变量，对机舱设备进行试操作，使受训学员在船舶上的机电教室就可以学习机舱值班、机舱管理和故障处置的目的，提高培训效率、节约培训费用。

本实施例的一种船舶机舱教学训练系统，船舶机舱教学训练，增加了对船舶运行时机舱实时数据的采集和图形化显示，可结合实船运行情况进行故障模拟和处置训练；本船舶机舱教学训练系统已经研制成功，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。

Claims (6)

1.一种船舶机舱教学训练系统，包括硬件系统和软件系统，其特征在于：所述硬件系统包括教练员机和学员机，所述教练员机包括机体，所述机体包括第一机体和第二机体，所述第一机体和第二机体相连接，所述第一机体上设有仿真计算机，机舱风机及辅机控制运行指示灯，键鼠区和传令钟，所述键鼠区为第一键鼠区，所述第一主机的背面设有左齿错向孔，键鼠区和传令钟区，所述键鼠区为第二键鼠区，所述第二机体上设有电话，左主机转速，主机安全保护显示，左主机报警指示，车钟和右主机报警指示，所述第二机体的背面设有相对应的主机安全保护指示区，左主机报警指示区，车钟区和右主机报警指示区；所述软件系统包括船舶机舱系统运行仿真模块，人机交互控制模型和虚拟设备及场景，所述船舶机舱系统运行仿真模块连接人机交互控制模型，所述人机交互控制模型连接虚拟设备及场景，所述船舶机舱系统运行仿真模块包括主机仿真模块，发电机组仿真模块，操作控制模块和管道阀门控制仿真模块，所述人机交互控制模型包括数据传感器，数据采集仪，基于SimuEngine运行仿真系统，基于KingView6.5人机交互系统，图形化显示模块，试操作模块，所述虚拟设备及场景包括PLC和操作盘台I/O设备，所述主机仿真模块，发电机组仿真模块，操作控制模块和管道阀门控制仿真模块之间并联，其连接基于SimuEngine运行仿真系统，所述基于SimuEngine运行仿真系统连接基于KingView6.5人机交互系统，所述基于KingView6.5人机交互系统连接数据采集仪，所述数据采集仪连接数据传感器，所述基于KingView6.5人机交互系统还连接图形化显示模块和试操作模块，所述基于SimuEngine运行仿真系统，基于KingView6.5人机交互系统分别连接教练员机，所述教练员机还连接PLC，所述PLC连接操作盘台I/O设备，所述教练员机连接学员机。

2.如权利要求1所述的一种船舶机舱教学训练系统，其特征在于：所述第一机体设有的仿真计算机共设有两个，所述机舱风机及辅机控制运行指示灯设在两个两个仿真计算机的正下方，所述第一键鼠区包括键盘和鼠标，所述第一键鼠区共设有两个，所述传令钟设在第一键鼠区的右侧。

3.如权利要求1所述的一种船舶机舱教学训练系统，其特征在于：所述电话设有两个，其分别为第一电话和第二电话，所述左主机转速设有四个，其分别为第一左主机转速，第二左主机转速，第三左主机转速和第四左主机转速。

4.如权利要求3所述的一种船舶机舱教学训练系统，其特征在于：所述第一左主机转速，第二左主机转速设在第一电话的左侧，所述第三左主机转速和第四左主机转速设在第二电话的右侧。

5.如权利要求1所述的一种船舶机舱教学训练系统，其特征在于：所述主机安全保护指示设在左主机报警指示，车钟和右主机报警指示的正上方，所述左主机报警指示设在车钟的左侧，所述右主机报警指示设在车钟的右侧。

6.如权利要求1所述的一种船舶机舱教学训练系统，其特征在于：所述学员机至少设有四个。