CN109543853A - 一种基于vr的火电厂检修平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于VR的火电厂检修平台，该检修平台包括DCS系统(1)、OPC服务器(3)和VR系统(5)，所述的DCS系统(1)通过信号传输接收装置(2)连接至OPC服务器(3)，所述的OPC服务器(3)通过I/O接口装置(4)连接至VR系统(5)，所述的DCS系统(1)用于监测火电厂设备状态，所述的VR系统(5)用于虚拟检修，所述的DCS系统(1)依次通过信号传输接收装置(2)、OPC服务器(3)和I/O接口装置(4)与VR系统(5)进行双向数据通信。与现有技术相比，本发明提供了虚拟检修平台，满足室内虚拟操作的需求，提高火电厂检修人员检修水平。

Description

一种基于VR的火电厂检修平台

技术领域

本发明涉及一种火电厂检修平台，尤其是涉及一种基于VR的火电厂检修平台。

背景技术

火电厂的安全性是整个电网能够安全高效运行的重要保证。火电厂的所有自动化设备是电厂能够照常运行的基础，包括汽轮机、发电机、磨煤机等，它们都在电厂的自动化设备中占有很高的地位。因此对电厂的设备安全进行排查检修至关重要，人为地去现场检修可能会导致一些误操作或安全隐患，能够事先在虚拟平台找到问题并远程解决，能够给电厂的安全性带来必要的保证，也能够充分训练电厂的检修人员的专业操作技能。为此建立一个VR系统的虚拟检修平台成为了电厂迈向高科技、高领域的重要一步。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于VR的火电厂检修平台。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于VR的火电厂检修平台，该检修平台包括DCS系统、OPC服务器和VR系统，所述的DCS系统通过信号传输接收装置连接至OPC服务器，所述的OPC服务器通过I/O接口装置连接至VR系统，所述的DCS系统用于监测火电厂设备状态，所述的VR系统用于虚拟检修，所述的DCS系统依次通过信号传输接收装置、OPC服务器和I/O接口装置与VR系统进行双向数据通信。

所述的OPC服务器内设有报警系统，所述的报警系统包括：

实时数据库：接收并存储DCS系统和VR系统双向通信数据以及OPC服务器实时状态数据；

诊断模块：该模块根据实时数据库中的数据分别对DCS系统、OPC服务器和和VR系统进行状态诊断并将诊断结果返回至实时数据库；

DCS系统状态监测预警模块：该模块对火电厂设备状态进行监测预警；

OPC服务器状态监测预警模块：该模块对服务器状态进行监测预警；

VR系统监测预警模块：该模块对VR系统状态进行监测预警；

所述的DCS系统状态监测预警模块、OPC服务器状态监测预警模块和VR系统监测预警模块均连接至实时数据库。

所述的诊断模块包括：

诊断逻辑存储库单元：该单元存储用于DCS系统、OPC服务器和和VR系统状态诊断的诊断逻辑；

逻辑判断单元：该单元依据诊断逻辑存储库单元存储的诊断逻辑对实时数据库中的实时状态数据进行诊断确定DCS系统、OPC服务器和和VR系统的状态。

所述的DCS系统状态监测预警模块监测预警的火电厂设备状态包括火电厂锅炉温度状态信息、内爆状态信息以及漏油状态信息。

所述的OPC服务器状态监测预警模块监测预警的服务器状态包括服务器CPU使用率、内存使用率、网络掉线及发生的时间以及服务器通讯信息量。

所述的VR系统监测预警模块监测预警的VR系统状态包括VR系统数据传输状态信息以及虚拟检修人员操作状态信息。

该检修平台还包括外置对讲机，所述的外置对讲机用于VR系统端的虚拟检修人员与火电厂实际检修人员进行实时对讲。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

(1)该系统通过建立VR系统与DCS系统进行数据通信，从而通过VR系统可实现虚拟检修，满足室内虚拟操作的需求，提高火电厂检修人员检修水平；

(2)该系统OPC服务器提供了报警功能，当DCS系统、OPC服务器和VR系统发生异常时能及时报警并维护；

(3)该系统设置外置对讲机，VR环境中发现故障时可与现场工作人员保持沟通，方便可靠。

附图说明

图1为本发明基于VR的火电厂检修平台的整体结构框图；

图2为本发明OPC服务器内报警系统的结构框图；

图3为DCS系统状态监测预警时数据获取流程框图；

图4为基于OPC技术的数据获取方式流程框图。

图中，1为DCS系统，2为信号传输接收装置，3为OPC服务器，4为I/O接口装置，5为VR系统，31为实时数据库，32为诊断模块，33为DCS系统状态监测预警模块，34为OPC服务器状态监测预警模块，35为VR系统监测预警模块。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。注意，以下的实施方式的说明只是实质上的例示，本发明并不意在对其适用物或其用途进行限定，且本发明并不限定于以下的实施方式。

实施例

如图1所示，一种基于VR的火电厂检修平台，该检修平台包括DCS系统1、OPC服务器3和VR系统5，DCS系统1通过信号传输接收装置2连接至OPC服务器3，OPC服务器3通过I/O接口装置4连接至VR系统5，DCS系统1用于监测火电厂设备状态，VR系统5用于虚拟检修，DCS系统1依次通过信号传输接收装置2、OPC服务器3和I/O接口装置4与VR系统5进行双向数据通信。

如图2所示，OPC服务器3内设有报警系统，报警系统包括：

实时数据库31：接收并存储DCS系统1和VR系统5双向通信数据以及OPC服务器3实时状态数据；

诊断模块32：该模块根据实时数据库31中的数据分别对DCS系统1、OPC服务器3和和VR系统5进行状态诊断并将诊断结果返回至实时数据库31；

DCS系统1状态监测预警模块：该模块对火电厂设备状态进行监测预警；

OPC服务器状态监测预警模块34：该模块对服务器状态进行监测预警；

VR系统监测预警模35块：该模块对VR系统5状态进行监测预警；

DCS系统状态监测预警模块33、OPC服务器状态监测预警模块34和VR系统监测预警模35块均连接至实时数据库31。

诊断模块32包括：

诊断逻辑存储库单元：该单元存储用于DCS系统1、OPC服务器3和和VR系统5状态诊断的诊断逻辑；

逻辑判断单元：该单元依据诊断逻辑存储库单元存储的诊断逻辑对实时数据库31中的实时状态数据进行诊断确定DCS系统1、OPC服务器3和和VR系统5的状态；

另外，诊断逻辑存储库单元还连接有逆反逻辑编辑处理单元，逻辑编辑处理单元用于对诊断逻辑存储库单元中存储的诊断逻辑进行编辑设置。

DCS系统状态监测预警模块33监测预警的火电厂设备状态包括火电厂锅炉温度状态信息、内爆状态信息以及漏油状态信息，上述状态信息通过火电厂现场的实时状态数据进行诊断监测预警，而这些实时状态数据通过分布在火电厂工作现场的传感器设备获得。

如图3所示为DCS系统1状态监测预警时数据获取流程框图，图中，火电厂设备状态包括火电厂锅炉温度状态信息、内爆状态信息以及漏油状态信息，其中温度、内爆和漏油现场数据通过传感器设备获得，进而进行数据筛选传输给DCS系统1，进一步传输给OPC服务器3和VR系统5。

OPC服务器状态监测预警模块34监测预警的服务器状态包括服务器CPU使用率、内存使用率、网络掉线及发生的时间以及服务器通讯信息量。

VR系统监测预警模35块监测预警的VR系统5状态包括VR系统5数据传输状态信息以及虚拟检修人员操作状态信息。

该检修平台还包括外置对讲机，外置对讲机用于VR系统5端的虚拟检修人员与火电厂实际检修人员进行实时对讲。

通过以上平台的配置连接，经过数据的筛选、计算和处理，形成一个基于OPC协议的VR系统5操作平台。作为一个应用于电厂检修的系统，主要包括：监控设施主监控画面，OPC协议信息画面、卡件状态画面、电源信息监测画面、漏油监测画面等。这些画面的全方位展示可以帮助检修人员通过VR系统5检测系统检查电厂设备状态。

图4是基于OPC技术的数据获取方式，微软公司的OLE技术为本发明打下了基础，本发明把OPC服务器3配置在控制侧，把客户端配置在状态可靠性监测系统，利用OPC协议创建可靠性监控系统，并将设备可靠性侧的有效数据存储在服务器中。这种数据传输和数据获取方式具有高效性、可靠性的性能。

基于OPC过程控制系统结构采用客户/服务器模式，通常把符合OPC规范的设备驱动程序称为OPC服务器3，而将符合OPC规范的应用软件统称为OPC客户。服务器充当客户与硬件设备之间的桥梁，客户对硬件设备的数据读写操作由服务器代理完成，客户不需要同硬件设备直接打交道，或者说客户是独立于设备的(即不管现场设备以何种形式存在，客户都以统一的方式去访问)。

在客户端和服务器端各自定义了统一的标准“接口”，接口具有不变特性，OPC所提供的接口标准事实上是一种“软件接口标准”或“软件总线”，它明确定义了客户同服务器之间的通信机制，是连接客户同服务器的桥梁和纽带。

这样，我们可以自由选择最符合我们实际要求的软、硬件产品，然后将它们像“搭积木”一样组合在一起进行无缝地工作，这一切都来源于OPC所提供的强大互操作性的特点，对此我们可以作一个形象的比喻：尽管家用电器的种类繁多，但它们的电源插头与插座却是统一的。可以这样说，统一的标准接口是OPC的实质和灵魂。

本发明平台应用于设备维修培训方面，为我们提供了解决问题的方法，建立了一种发电设备操作及检修培训管理系统。该系统是通过虚拟现实技术利用计算机及其辅助设备，如数据手套、位置跟踪器和立体显示系统等，在不需要任何汽轮机实物的情况下，完全在虚拟环境下实现对设备操作、维护的全过程进行模拟。这样可以使操作、维修人员在单位时间中执行更多的有效操作和维修，不仅提高了工作效率，同时也减轻了学习人员的劳动强度，降低了学习成本。规范化和标准化的培训动作也提高了操作维修工作的安全性。

上述实施方式仅为例举，不表示对本发明范围的限定。这些实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离本发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更。

Claims (7)

1.一种基于VR的火电厂检修平台，其特征在于，该检修平台包括DCS系统(1)、OPC服务器(3)和VR系统(5)，所述的DCS系统(1)通过信号传输接收装置(2)连接至OPC服务器(3)，所述的OPC服务器(3)通过I/O接口装置(4)连接至VR系统(5)，所述的DCS系统(1)用于监测火电厂设备状态，所述的VR系统(5)用于虚拟检修，所述的DCS系统(1)依次通过信号传输接收装置(2)、OPC服务器(3)和I/O接口装置(4)与VR系统(5)进行双向数据通信。

2.根据权利要求1所述的一种基于VR的火电厂检修平台，其特征在于，所述的OPC服务器(3)内设有报警系统，所述的报警系统包括：

实时数据库(31)：接收并存储DCS系统(1)和VR系统(5)双向通信数据以及OPC服务器(3)实时状态数据；

诊断模块(32)：该模块根据实时数据库(31)中的数据分别对DCS系统(1)、OPC服务器(3)和和VR系统(5)进行状态诊断并将诊断结果返回至实时数据库(31)；

DCS系统状态监测预警模块(33)：该模块对火电厂设备状态进行监测预警；

OPC服务器状态监测预警模块(34)：该模块对服务器状态进行监测预警；

VR系统监测预警模块(35)：该模块对VR系统(5)状态进行监测预警；

所述的DCS系统状态监测预警模块(33)、OPC服务器状态监测预警模块(34)和VR系统监测预警模块(35)均连接至实时数据库(31)。

3.根据权利要求1所述的一种基于VR的火电厂检修平台，其特征在于，所述的诊断模块(32)包括：

诊断逻辑存储库单元：该单元存储用于DCS系统(1)、OPC服务器(3)和和VR系统(5)状态诊断的诊断逻辑；

逻辑判断单元：该单元依据诊断逻辑存储库单元存储的诊断逻辑对实时数据库(31)中的实时状态数据进行诊断确定DCS系统(1)、OPC服务器(3)和和VR系统(5)的状态。

4.根据权利要求1所述的一种基于VR的火电厂检修平台，其特征在于，所述的DCS系统状态监测预警模块(33)监测预警的火电厂设备状态包括火电厂锅炉温度状态信息、内爆状态信息以及漏油状态信息。

5.根据权利要求1所述的一种基于VR的火电厂检修平台，其特征在于，所述的OPC服务器状态监测预警模块(34)监测预警的服务器状态包括服务器CPU使用率、内存使用率、网络掉线及发生的时间以及服务器通讯信息量。

6.根据权利要求1所述的一种基于VR的火电厂检修平台，其特征在于，所述的VR系统监测预警模块(35)监测预警的VR系统(5)状态包括VR系统(5)数据传输状态信息以及虚拟检修人员操作状态信息。

7.根据权利要求1所述的一种基于VR的火电厂检修平台，其特征在于，该检修平台还包括外置对讲机，所述的外置对讲机用于VR系统(5)端的虚拟检修人员与火电厂实际检修人员进行实时对讲。