CN110209067A - 虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口，其显控区域从上到下划分为虚拟化的报警光字牌显示区、虚拟化的模拟仪表显示区、数字化人机界面区、虚拟化的模拟操作区，虚拟化的报警光字牌显示区采用虚拟化仪表报警光字牌虚拟模型，用于报警光字牌报警功能验证；虚拟化的模拟仪表显示区采用虚拟化仪表模拟仪表虚拟模型，用于模拟仪表盘显示功能验证；数字化人机界面区采用仿真数字化人机界面仿真模型，用于人机界面显示和控制功能验证。模拟真实人机接口系统显示和控制功能，具备强的报警光字牌、模拟仪表盘、数字化人机界面、模拟操作盘验证功能，适用于核动力非安全级人机接口系统验证。
Description
技术领域
本发明属于核动力非安全级综合控制系统人机接口设备样机研制技术领域，尤其涉及一种虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口。
背景技术
核动力人机接口系统是运行操控人员与核动力系统进行显示和操作信息交互的核心媒介，直接影响核动力系统运行操控安全性和效率，在功能、人机交互、人因工程方面的要求非常高。核动力非安全级人机接口系统通常基于模拟仪表监控台/盘技术建立，其特点是大量参数动态记录仪、指针仪表、报警信号灯、报警光字牌阵列、旋转开关及按钮开关等模拟式硬件显控单元安装在监控台/盘面板上，显控参数数量可达上千个，监控台/盘布置长度通常可达10米。近年来，船用核动力系统发展速度加快，对船用核动力人机接口系统研究愈发重要。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，提供一种虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口，采用虚拟化的模拟仪表技术及超窄缝拼接显示屏技术，模拟真实人机接口系统显示和控制功能，具备强的报警光字牌、模拟仪表盘、数字化人机界面、模拟操作盘验证功能。适用于核动力非安全级人机接口系统验证。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口，其显控区域从上到下划分为虚拟化的报警光字牌显示区、虚拟化的模拟仪表显示区、数字化人机界面区、虚拟化的模拟操作区，虚拟化的报警光字牌显示区采用虚拟化仪表报警光字牌虚拟模型，用于报警光字牌报警功能验证；虚拟化的模拟仪表显示区采用虚拟化仪表模拟仪表虚拟模型，用于模拟仪表盘显示功能验证；数字化人机界面区采用仿真数字化人机界面仿真模型，用于人机界面显示和控制功能验证；虚拟化的模拟操作区采用虚拟化仪表旋钮、按钮、键盘、轨迹球鼠标模拟操作器虚拟模型，用于模拟操作盘操作功能验证。
按上述技术方案，模拟人机接口验证盘台依次包括反应堆及一回路模拟人机接口区、核辅助系统模拟人机接口区、二回路模拟人机接口区及主机模拟人机接口区；反应堆及一回路模拟人机接口区用于反应堆功率、核测量、控制棒棒位测量参数动态模拟显示、报警显示、启停调节模拟操作功能验证；核辅助系统模拟人机接口区用于化学补水、净化、取样、设备冷却水、一次屏蔽水核辅助系统参数动态模拟显示、报警显示、启停调节模拟操作功能验证；二回路模拟人机接口区用于主蒸汽、主凝给水、设备动态模拟显示、报警显示、启停调节模拟操作功能验证；主机模拟人机接口区用于主汽轮机、滑油、工作油、主机进气调节、尾轴转速参数动态模拟显示、报警显示、启停调节模拟操作功能验证。
按上述技术方案，虚拟化的报警光字牌显示区还包括用于光字牌外观\警色\灯光闪烁\报警声响频率验证、光字牌报警参数布局验证；虚拟化的模拟仪表显示区还包括用于模拟仪表外观\参数显示方式\色彩\参数变化频率验证、虚拟化的模拟仪表盘仪表布局验证；数字化人机界面区还包括用于人机界面背景色\参数显示\控制方式\参数变化频率验证、人机界面布局及导航验证；虚拟化的模拟操作区还包括用于模拟操作器模拟外观\色彩\操作方式验证、模拟操作盘的模拟操作器布局验证。
按上述技术方案，反应堆及一回路模拟人机接口区还用于主泵、主冷却剂、停堆信号参数动态模拟显示。
按上述技术方案，二回路模拟人机接口区还用于辅蒸汽、辅凝给水、乏气、辅汽轮机二回路系统模拟操作功能验证。
按上述技术方案，虚拟化报警光字牌显示区及虚拟化的模拟仪表显示区通过拼接显示屏、控制主机实现，拼接显示屏通过HMDI或VGA高清视频通信线缆与配备多显卡的控制主机连接；数字化人机界面区通过人机界面显示器、控制主机、红外触控操作框实现。
按上述技术方案，人机界面显示器通过HMDI或VGA高清视频通信线缆与控制主机连接，红外触控操作框通过USB通信接口与控制主机连接。
按上述技术方案，虚拟化的模拟操作区通过拼接显示屏、控制主机、红外触控操作框实现，拼接显示屏通过HMDI或VGA高清视频通信线缆与配备多显卡的控制主机连接，红外触控操作框通过USB通信接口与控制主机连接。
本发明产生的有益效果是：基于船用核动力系统监控需求，一种船用核动力非安全级模拟人机接口方案，基于模拟仪表和数字化人机界面混合的运行操控模式，对硬件模拟操作器盘面进行虚拟化。虚拟化的船用核动力非安全级人机接口监控台具备核动力系统显示和控制功能，具备极强的人机接口盘面仪表、盘面布局、修改及优化验证的能力。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1为本发明实施例虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口组成图；
图2为本发明实施例中虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口验证功能区划分；
图3为本发明实施例中虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口技术方案。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例中，提供一种虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口，显控区域从上到下划分为虚拟化的报警光字牌显示区、虚拟化的模拟仪表显示区、数字化人机界面区、虚拟化的模拟操作区。具体如图2所示。
(1)虚拟化的报警光字牌显示区：采用虚拟化仪表技术开发报警光字牌虚拟模型，用于报警光字牌报警功能验证、光字牌外观\警色\灯光闪烁\报警声响频率验证、光字牌报警参数布局验证；
(2)虚拟化的模拟仪表显示区：采用虚拟化仪表技术开发模拟仪表虚拟模型，用于模拟仪表盘显示功能验证、模拟仪表外观\参数显示方式\色彩\参数变化频率验证、虚拟化的模拟仪表盘仪表布局验证；
(3)数字化人机界面区：采用仿真技术开发数字化人机界面仿真模型，用于人机界面显示和控制功能验证、人机界面背景色\参数显示\控制方式\参数变化频率验证、人机界面布局及导航验证。
(4)虚拟化的模拟操作区：采用虚拟化仪表技术开发旋钮、按钮、键盘、轨迹球鼠标等模拟操作器虚拟模型，用于模拟操作盘操作功能验证、模拟操作器模拟外观\色彩\操作方式验证、模拟操作盘的模拟操作器布局验证等。
虚拟化的模拟人机接口验证盘台功能上从左至右依次分为反应堆及一回路模拟人机接口区、专核辅助系统模拟人机接口区、二回路模拟人机接口区及主机模拟人机接口区。
(1)反应堆及一回路模拟人机接口区：用于反应堆功率、核测量、控制棒棒位测量、主泵、主冷却剂、停堆信号等参数动态模拟显示、报警显示、启停调节模拟操作功能验证；
(2)核辅助系统模拟人机接口区：用于化学补水、净化、取样、设备冷却水、一次屏蔽水等核辅助系统参数动态模拟显示、报警显示、启停调节模拟操作功能验证；
(3)二回路模拟人机接口区：用于主蒸汽、主凝给水、辅蒸汽、辅凝给水、乏气、辅汽轮机等二回路系统、设备动态模拟显示、报警显示、启停调节模拟操作功能验证；
(4)主机模拟人机接口区：用于主汽轮机、滑油、工作油、主机进气调节、尾轴转速等参数动态模拟显示、报警显示、启停调节模拟操作功能验证。
虚拟化报警光字牌显示区及虚拟化的模拟仪表显示区通过拼接显示屏、控制主机实现，拼接显示屏通过HMDI、VGA等高清视频通信线缆与配备多显卡的控制主机连接；数字化人机界面区通过人机界面显示器、控制主机、红外触控操作框实现，人机界面显示器通过HMDI、VGA等高清视频通信线缆与控制主机连接，红外触控操作框通过USB等通信接口与控制主机连接；虚拟化的模拟操作区通过拼接显示屏、控制主机、红外触控操作框实现，拼接显示屏通过HMDI、VGA等高清视频通信线缆与配备多显卡的控制主机连接，红外触控操作框通过USB等通信接口与控制主机连接。其基本连接原理如图3所示。
虚拟化的核动力非安全级人机接口验证盘台由第一超窄缝拼接显示屏和第二超窄封拼接显示屏幕4、数字化人机界面显示器2、红外触控操作框3、控制主机、显控台台体5等组成。其基本组成与外形见图1所示。其中，第一超窄缝拼接显示屏幕1和第二超窄封拼接显示屏幕4在尺寸规格上保证一致，整体保证虚拟化的操作面和显示面尺寸一样，外形整齐，维修更换方便。
虚拟化的核动力非安全级人机接口验证盘台采用虚拟化的模拟仪表技术及超窄缝拼接显示屏技术，模拟真实人机接口系统显示和控制功能，具备强的报警光字牌、模拟仪表盘、数字化人机界面、模拟操作盘验证功能。适用于规模庞大的船用核动力非安全级人机接口系统验证。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (8)
1.一种虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口，其特征在于，其显控区域从上到下划分为虚拟化的报警光字牌显示区、虚拟化的模拟仪表显示区、数字化人机界面区、虚拟化的模拟操作区，虚拟化的报警光字牌显示区采用虚拟化仪表报警光字牌虚拟模型，用于报警光字牌报警功能验证；虚拟化的模拟仪表显示区采用虚拟化仪表模拟仪表虚拟模型，用于模拟仪表盘显示功能验证；数字化人机界面区采用仿真数字化人机界面仿真模型，用于人机界面显示和控制功能验证；虚拟化的模拟操作区采用虚拟化仪表旋钮、按钮、键盘、轨迹球鼠标模拟操作器虚拟模型，用于模拟操作盘操作功能验证。
2.根据权利要求1所述的虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口，其特征在于，模拟人机接口验证盘台依次包括反应堆及一回路模拟人机接口区、核辅助系统模拟人机接口区、二回路模拟人机接口区及主机模拟人机接口区；反应堆及一回路模拟人机接口区用于反应堆功率、核测量、控制棒棒位测量参数动态模拟显示、报警显示、启停调节模拟操作功能验证；核辅助系统模拟人机接口区用于化学补水、净化、取样、设备冷却水、一次屏蔽水核辅助系统参数动态模拟显示、报警显示、启停调节模拟操作功能验证；二回路模拟人机接口区用于主蒸汽、主凝给水、设备动态模拟显示、报警显示、启停调节模拟操作功能验证；主机模拟人机接口区用于主汽轮机、滑油、工作油、主机进气调节、尾轴转速参数动态模拟显示、报警显示、启停调节模拟操作功能验证。
3.根据权利要求1或2所述的虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口，其特征在于，虚拟化的报警光字牌显示区还包括用于光字牌外观\警色\灯光闪烁\报警声响频率验证、光字牌报警参数布局验证；虚拟化的模拟仪表显示区还包括用于模拟仪表外观\参数显示方式\色彩\参数变化频率验证、虚拟化的模拟仪表盘仪表布局验证；数字化人机界面区还包括用于人机界面背景色\参数显示\控制方式\参数变化频率验证、人机界面布局及导航验证；虚拟化的模拟操作区还包括用于模拟操作器模拟外观\色彩\操作方式验证、模拟操作盘的模拟操作器布局验证。
4.根据权利要求2或3所述的虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口，其特征在于，反应堆及一回路模拟人机接口区还用于主泵、主冷却剂、停堆信号参数动态模拟显示。
5.根据权利要求2或3所述的虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口，其特征在于，二回路模拟人机接口区还用于辅蒸汽、辅凝给水、乏气、辅汽轮机二回路系统模拟操作功能验证。
6.根据权利要求1或2所述的虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口，其特征在于，虚拟化报警光字牌显示区及虚拟化的模拟仪表显示区通过拼接显示屏、控制主机实现；数字化人机界面区通过人机界面显示器、控制主机、红外触控操作框实现。
7.根据权利要求6所述的虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口，其特征在于，人机界面显示器通过HMDI或VGA高清视频通信线缆与控制主机连接，红外触控操作框通过USB通信接口与控制主机连接。
8.根据权利要求7所述的虚拟化的核动力非安全级模拟人机接口，其特征在于，虚拟化的模拟操作区通过拼接显示屏、控制主机、红外触控操作框实现，拼接显示屏通过HMDI或VGA高清视频通信线缆与配备多显卡的控制主机连接，红外触控操作框通过USB通信接口与控制主机连接。
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