CN111179676B - 一种送风系统的虚拟仿真实训平台 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种送风系统虚拟仿真实训平台，包括：仿真系统二维模型设计模块、读取学生信息模块、操作选择模块、实训模块和提示模块。本发明能够实现让学生了解送风系统的工作原理和工作过程的教学任务，同时让学生了解该系统的操作过程以及操作注意事项，为学生的实践操作打下坚实的基础。本发明可以规范使用者（如制冷工或在校学生）在实际操作过程的步骤，减少错误操作的出现次数，降低机组的耗损，从而来保证人员的安全。软件提供了测试的成绩记录和错误提示，学生可自行查看改正，降低了实验实训成本，极大提升实训效果。

Description

一种送风系统的虚拟仿真实训平台

技术领域

本发明涉及虚拟仿真技术领域，尤其涉及一种送风系统的虚拟仿真实训平台。

背景技术

目前随着计算机教学的普及和日趋成熟的计算机技术与软件性能，虚拟仿真教育平台将在未来得到更广泛的应用。虽然有越来越多的虚拟仿真系统进入学校课堂，但目前仍然缺乏一种送风系统的虚拟仿真实训平台。因此，通过对送风系统工作的仿真模拟能够满足工程类学生对相关领域的学习需求。

发明内容

依靠程序开发环境LabVIEW,本发明公开了一种送风系统的虚拟仿真实训平台，具体包括：仿真系统二维模型界面模块、用户登录模块、读取学生信息模块、操作选择模块、实训模块和提示模块；所述模块功能通过LabVIEW编程实现：系统界面.vi、登录界面.vi、读取Excel.vi、操作选择界面.vi、运行-送风系统.vi、交卷.vi和23个提示VI文件实现所述6个模块功能；上述VI中系统界面.vi在LabVIEW中全局变量新建，登录界面.vi、读取Excel.vi、操作选择界面.vi、运行-送风系统.vi、交卷.vi和23个提示VI均由LabVIEW中的空VI新建；

仿真系统二维模型界面模块：用于直观地向用户展示送风系统地各部件以及整套系统的工作示意图;仿真系统二维模型模块作为仿真系统运行时与用户进行“交流”的界面显示在本发明系统界面.vi前面板中，包括了组成送风系统的送风机、模拟房间、风阀、加湿器，电磁阀、冷热源总开关、故障按钮、指示灯控件以及测量仪器温度计、压力计；

所述送风机、模拟房间、风阀、加湿器是通过Auto CAD二维建模输出图纸pdf文件，并将pdf文件通过Photoshop软件进行修改后输出为jpg文件，电磁阀、风阀、加湿器、冷热源开关控件是通过LabVIEW的自定义控件生成，温度计、压力计、故障按钮和指示灯则是LabVIEW软件的VI前面板控件选板中的控件；

用户登录模块：用于用户进行用户名和密码登录，用于核对用户输入的用户密码信息，用户信息匹配则系统继续运行，若信息有误则提示用户再次输入或退出系统；登录界面显示在登录界面.vi的前面板中，登录界面.vi前面板有用户名字符串输入控件、密码字符串输入控件和确定按钮控件；

读取学生信息模块：用于读取存有学生信息（用户名、密码）的Excel文件，该模块辅助用户登录系统工作；所述功能由读取Excel.vi程序框图代码实现；

操作选择模块：用于用户对仿真系统模式的选择，本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台提供实训选项；操作选择界面显示在操作选择界面.vi前面板中；

实训模块：用于引导学生熟悉送风系统的工作原理和操作步骤、要求，同时系统会对用户的操作过程进行记录，对用户的误操作给予提示；用户在系统界面.vi前面板上的二维模型界面按送风系统的工作原理和操作步骤进行风机开闭、风阀开闭、加湿器开闭、电磁阀开闭、冷热源转换、故障按钮开闭和指示灯开闭操作，运行-送风系统.vi执行读取系统界面.vi前面板全局变量控件状态程序，判断送风系统的工作状态，根据送风系统状态执行引用提示VI程序命令，并执行成绩加减程序命令；实训结束用户点击系统界面.vi前面板的交卷按钮后，系统界面.vi将执行引用交卷.vi，打开交卷.vi前面板并运行交卷.vi，交卷.vi将用户的用户信息、实训成绩和交卷时间创建二维数组，将二维数组写入带分隔符的电子表格输出至Excel文件；

提示模块：用于用户进行实训时，在送风机仿真系统运行的特定条件下给予用户提示信息：阀门开闭提示、故障排除提示、风阀开闭提示、指示灯开闭提示、阀门状态错误提示、故障排除按钮状态错误提示、风阀状态错误提示、指示灯状态错误提示和交卷提示，用于提示用户进行操作更改、提示实训开始和结束，提示VI前面板包括提示信息标签和确定按钮控件；

系统界面.vi是为全局变量创建的容器VI，系统界面.vi的前面板控件为全局变量；本发明中系统界面.vi前面板全局变量控件有送风机、模拟房间、风阀、加湿器，电磁阀、冷热源总开关、故障按钮、指示灯、用户显示控件、成绩显示控件、交卷按钮控件、风阀值显示控件、风量值显示控件、湿度值显示控件、温度值显示控件和压力值显示控件；

系统界面.vi前面板中仿真系统二维模型模块的送风机、风阀、加湿器、电磁阀、冷热源总开关、故障按钮和指示灯控件是用户通过鼠标点击进行操作，所述控件为输入控件并且输入的值为布尔值；系统界面.vi前面板仿真系统二维模型模块中风阀值、湿度值、温度值、和压力值用字符串显示控件显示；

用户登录模块运用LabVIEW的编程功能，在用户登录模块.vi的程序框图进行编程，用户登录模块基于读取学生信息模块中得到的用户名和密码信息作为判断用户在登录界面.vi前面板输入的用户名密码信息是否准确的依据，信息吻合则登录界面.vi程序将执行引用操作选择界面.vi命令：打开操作选择界面.vi前面板并运行操作选择界面.vi，同时登录界面.vi前面板关闭并结束运行；信息不吻合则登录界面.vi程序引用提示VI：打开提示VI前面板并运行提示VI；登录界面.vi将运行直到用户输入正确的用户名密码信息为止；

读取学生信息模块运用LabVIEW的编程功能，在读取Excel.vi的程序框图进行编程，读取Excel.vi读取Excel文件后输出一个二维数组，二维数组由用户名和密码信息组成，二维数组的大小由Excel文件数据大小确定，为n×2形式，第一列信息为用户名，第二列信息为密码，行数n由用户数确定；所述二维数组数据在登录界面.vi工作时被引用，作为程序执行判断用户输入信息准确性命令的依据，实现读取存有用户信息的Excel文件功能，读取学生信息模块用于辅助用户登录模块的运行；

操作选择模块运用LabVIEW的前面板控件显示信息，在操作选择界面.vi前面板选择“下拉菜单”控件、“确定”按钮控件，本发明提供送风系统仿真实训，故“下拉菜单”控件的选项为“实训”一个选项；操作选择界面.vi处于运行状态时，用户点击操作选择界面.vi前面板上的确定按钮，操作选择界面.vi程序执行引用系统界面.vi与运行-送风系统.vi代码：打开系统界面.vi前面板并运行，打开运行-送风系统.vi前面板并运行；完成引用操作后，操作选择界面.vi程序执行关闭操作选择界面.vi前面板操作，操作选择界面.vi停止运行；

实训模块运用LabVIEW的编程功能，在运行-送风系统.vi的程序框图中进行编程，实现风机系统的仿真运行功能; 实训模块包括送风系统的工作原理、正确的系统操作步骤、每一步骤送风机、风阀、加湿器、电磁阀、冷热源总开关、故障按钮和指示灯控件正确的开闭状态、正确的用户操作响应、成绩记录和输出；

运行-送风系统.vi实现所述实训模块功能，运行-送风系统.vi程序框图中的程序以送风系统运行原理和操作步骤为框架构建，实现对系统界面.vi前面板全局变量控件送风机、风阀、加湿器、电磁阀、冷热源总开关、故障按钮和指示灯状态的读取和更改，根据系统所处状态改变风阀值、湿度值、温度值、和压力值；对处于错误状态的系统，程序通过改变系统界面.vi前面板全局变量故障按钮控件布尔值为“真”和引用提示VI提示用户系统状态错误；对处于正常状态的系统，运行-送风系统.vi程序将继续执行，用户继续进行下一步操作；

运行-送风系统.vi实现成绩记录；用户每完成一次操作，运行-送风系统.vi中程序判断系统界面.vi前面板全局变量控件状态，用户操作结果与正确控件状态一致，运行-送风系统.vi执行成绩加10分的代码，实训进入下一操作阶段；用户操作结果与正确控件状态不一致，运行-送风系统.vi执行成绩减5分的代码，运行-送风系统.vi将引用提示VI，打开提示VI前面板并运行提示VI，用户得到提示信息后继续操作，直至操作正确进入下一操作阶段；用户操作有误继续进行原操作的执行代码与所述实训操作执行代码一样；所有操作的成绩进行累加得到实训总成绩，总成绩数据记录在系统界面.vi前面板的全局变量成绩显示控件中；

交卷.vi实现成绩的输出：用户在系统界面.vi前面板点击交卷按钮控件，运行-送风系统.vi将执行引用交卷.vi程序代码：交卷.vi的前面板打开并且交卷.vi开始运行，交卷.vi的前面板显示用户实训成绩；用户点击交卷.vi前面板确定按钮后，交卷.vi代码将执行新建数组、写入带分隔符的电子表格后输出至Excel文件代码：新建一个1×3二维数组，二维数组中包括：系统界面.vi前面板中用户名显示控件数据值、成绩显示控件数据值和系统后台获取的时间数据值；所述1×3二维数组建立后写入带分隔符的电子表格并输出至Excel文件；

不同用户或同一用户进行多次实训，交卷后用户名、实训成绩和交卷时间组成的1×3二维数组写入带分隔符的电子表格后都输出至同一Excel文件；交卷时间靠后的实训，所述1×3二维数组写入带分隔符的电子表格后输出至Excel文件的位置相应靠后。

提示模块运用LabVIEW的前面板控件显示信息，在提示VI前面板输入提示信息，并选择一个“确定”按钮控件；本发明依据用户可能出现的错误操作设定了相应的错误提示信息，同时实训开始和实训结束用户交卷也会有相应的提示信息，上述情况发生时，提示模块VI前面板会自动打开，用户点击“确定”按钮提示模块关闭；提示模块共由23个提示VI组成包含了用户操作过程中可能出现的所有错误提示信息：送风机、模拟房间、风阀、加湿器，电磁阀、冷热源总开关、故障按钮和指示灯控件状态错误提示信息，以及实训系统启动时的提示实训开始信息和实训结束，用户确定交卷的提示信息；

提示VI前面板的打开和运行由运行-送风系统.vi执行引用提示VI程序完成，用户点击提示VI前面板确定按钮控件后提示VI前面板关闭并停止运行。

本发明能够实现让学生了解送风系统的工作原理和工作过程的教学任务，同时让学生了解该系统的操作过程以及操作注意事项，为学生的实践操作打下坚实的基础。

本发明可以规范使用者（如制冷工或在校学生）在实际操作过程的步骤，减少错误操作的出现次数，降低机组的耗损，从而来保证人员的安全。软件提供了测试的成绩记录和错误提示，学生可自行查看改正，降低了实验实训成本，极大提升实训效果。

附图说明

为了更清楚说明本申请的建模思路，下面对附图进行一定的说明：

附图1为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台的功能组成板块；

附图2为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台运行中的登录界面.vi前面板；

附图3为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台的登录界面.vi程序框图（部分）；

附图4为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台中的读取Excel.vi前面板；

附图5为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台中的读取Excel.vi程序框图；

附图6为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台运行中的操作选择界面.vi前面板；

附图7为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台的操作选择界面.vi程序框图；

附图8为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台运行中的系统界面.vi前面板二维模型界面；

附图9为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台的实训流程图；

附图10为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台运行中运行-送风系统.vi前面板；

附图11为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台运行-送风系统.vi程序框图（部分）；

附图12为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台运行中的提示VI（部分）前面板；

附图13为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台提示VI的程序框图；

附图14为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台运行中的交卷.vi前面板，用于显示用户的实训成绩；

附图15为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台交卷.vi的程序框图；

附图16为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台记录用户实训成绩、交卷时间的Excel文件；

附图17为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台登录界面.vi实现引用读取Excel.vi中二维数组数据的代码；

附图18为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台登录界面.vi运行引用读取Excel.vi中二维数组数据代码时的截图；

附图19为本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台中读取Excel.vi读取和登录界面.vi引用的Excel文件。

具体实施方式

为使本发明的技术方案和实施过程更加清楚，下面结合附图，对本发明的技术方案进行清楚完整的描述：

附图1中一种送风系统虚拟仿真实训平台的功能模块主要包括：仿真系统二维模型界面模块、用户登录模块、读取学生信息模块、操作选择模块、实训模块和提示模块。

仿真系统二维模型界面模块是实训时用户进行操作的界面；

用户登录模块的任务是核对用户在登录界面.vi前面板输入的用户名密码信息；

读取学生信息模块的任务是读取Excel文件中学生的用户与密码信息，用于在用户登录模块中核对用户输入信息；

操作选择模块的任务是让用户选择操作模式，本发明为实训模式；

实训模块引导用户操作系统，让用户熟悉送风系统的工作流程以及工作原理，并在实训结束后输出用户名、实训成绩和交卷时间至Excel文件；

提示模块对用户特定的操作给予相应的信息提示，引导用户进行相关操作。

附图2是一种送风系统虚拟仿真实训平台的登录界面.vi前面板，登录界面.vi前面板包括了标题“送风系统的状态判断与调整 实训”、用户名、密码输入栏以及确定和取消按钮。

附图3是一种送风系统虚拟仿真实训平台的登录界面.vi程序框图，其中包含了平铺式顺序结构、条件结构、事件结构、While循环、数组大小函数和索引数组函数。

附图4是一种送风系统虚拟仿真实训平台的读取Excel.vi前面板，其中包括了控件选板下“引用句柄”中的“自动化引用句柄”控件和“字符串与路径”中的“路径输入控件”，其中两个“自动化引用句柄控件”选择的“ActiveX类”分别为“Excel._Application”和“Excel._Worksheet”，“路径输入控件”则将Excel用户信息文件路径录入。

附图5是一种送风系统虚拟仿真实训平台的读取Excel.vi程序框图，其中应用到了打开自动化、调用节点、属性节点、变体至数据转换和建议错误处理器函数。

附图6是一种送风系统虚拟仿真实训平台操作选择界面.vi前面板，包括提示语“请选择操作类型”、一个下拉菜单，包括“实训”选项和一个确定按钮。

附图7是一种送风系统虚拟仿真实训平台操作选择界面.vi的程序框图，其中包括事件结构、条件结构、打开vi引用和调用节点函数。

附图8是一种送风系统虚拟仿真实训平台的系统界面.vi前面板：其中包括了该系统工作的送风机、模拟房间、风阀、加湿器部分，也包括了控制该系统运行的电磁阀、冷热源开关控件以及测量仪器温度计和压力计。同时，该界面是系统与用户进行“交流”的窗口，在该界面上有用户信息显示控件以及最终成绩的显示控件和交卷按钮，这样方便考生进行交卷操作。

附图9是一种送风系统虚拟仿真实训平台的工作流程：首先开始进入用户登录界面.vi前面板，用户输入正确的用户名密码信息后进入操作选择界面.vi前面板，该界面为实训选项；用户选择实训选项后仿真系统进入实训模式，这时送风系统的系统界面.vi前面板将会显示，提示VI前面板在仿真系统运行到特定条件下时会显示，提示VI会引导用户进行相应的操作，达到让学生熟悉系统工作流程和原理的目的，用于点击系统界面.vi前面板交卷按钮后进入交卷.vi前面板，点击交卷.vi前面板确定按钮后用户名信息、实训成绩和交卷时间将输出至Excel文件，交卷确认成绩后系统关闭；

附图10是一种送风虚拟仿真实训平台运行-送风系统.vi前面板，由24个控件面板下“布尔”中的“圆形指示灯”和12个“字符串与路径”中的“字符串显示控件”组成，同时还有“问题”、“问题次数”和“运行”标签。

附图11是一种送风虚拟仿真实训平台运行-送风系统.vi程序框图，其中包括While循环、条件结构、事件结构、平铺式顺序结构、已用时间、加、减、打开vi引用、属性节点和调用节点函数；

附图12是一种送风虚拟仿真实训平台的提示VI前面板（之一），当用户在进行实训操作过程中，仿真系统运行到特定条件时系统会跳出提示VI前面板，附图8的提示信息为“提示：关闭V1、V2、V3，操作完成后请点击‘完成’按钮”。

附图13是一种送风系统虚拟仿真实训平台的程序框图，其包含事件结构、调用节点和vi服务器引用函数。

附图14是一种送风系统虚拟实训平台的交卷.vi前面板，当用户完成实训点击系统界面.vi前面板交卷按钮后会出现附图14交卷.vi前面板，包括一个字符串显示控件和确定按钮。

附图15是一种送风系统虚拟实训平台交卷.vi程序框图，包含While循环、条件结构、搜索字符串、获取日期/时间（秒）、创建数组和写入带分隔符电子表格函数。

附图16是一种送风系统虚拟实训平台记录成绩和交卷时间的Excel文件，其中记录了实训用户的学号信息、实训成绩以及交卷时间。

附图17是一种送风系统虚拟实训平台登录界面.vi引用读取Excel.vi中二维数组数据的代码，包括数组大小、索引数组、条件结构和While循环函数。

附图18是一种送风系统虚拟实训平台登录界面.vi引用读取Excel.vi中二维数组数据的代码运行时的截图。

附图19是一种送风系统虚拟实训平台读取Excel.vi读取的Excel文件，其中包括了用户名和密码信息。

实施例1

软件设计过程

启动LabVIEW新建VI和全局变量，本发明需要的VI：系统界面.vi、登录界面.vi、读取Excel.vi、操作选择界面.vi、运行-送风系统.vi、交卷.vi、提示VI（多个）；除系统界面.vi是在LabVIEW中新建全局变量，其余VI均是在LabVIEW中新建空VI。

系统界面.vi：系统界面的运行是借助于全局变量使系统界面.vi前面板控件值能在各个VI程序中进行数据传输，将送风机、模拟房间、风阀、加湿器，电磁阀、冷热源总开关、故障按钮、指示灯控件、用户显示控件、成绩显示控件、交卷按钮控件、风阀值显示控件、风量值显示控件、湿度值显示控件、温度值显示控件和压力值显示控件以及测量仪器温度计和压力计置于系统界面.vi前面板相应的位置，最终呈现附图6的效果。

登录界面.vi前面板设计：在控件选板中选择“字符串与路径”下“文件输入路径输入”，并输入有学生用户密码信息的Excel文件路径；在控件选板中选择“布尔”下的“确定按钮”和“取消按钮”，以及控件选板中“字符串”下“字符串显示控件”，将这些控件调整到相应位置，得到附图2中的登录界面.vi前面板；登录界面.vi程序框图设计：运用函数面板下“结构”中的“平铺式顺序结构”、“条件结构”、“While循环”，函数面板下“比较”中的“等于”、“大于”，函数面板下“数组”中“索引数组”以及函数面板下“应用程序控制”中的“打开vi引用”、“调用节点”函数，通过连接各接线端实现数据传输转换，达到判断用户与密码是否匹配的目的，得到附图3中的登录界面.vi程序框图（部分）。

读取Excel.vi前面板设计：在控件选板中选择“引用句柄”下“自动化引用句柄”中的“ActiveX类”，选择“Excel_Application”，在同一路径选择“Excel_Worksheet”；然后在控件选板上选择“字符串与路径”下的“文件路径输入控件”，左击或手动输入存有学生用户密码信息的Excel文件路径，输入路径后右击控件选择“数据操作”，选择“当前值设置为默认值”，得到附图4中的读取Excel.vi前面板；在读取Excel.vi前面板上添加有两个接线端的接线模式，输入接线端的数据类型为文件路径，输出接线端的数据类型为数组； 读取Excel.vi程序框图设计：利用函数面板“应用程序控制”中的“属性节点”、“调用节点”，函数面板“互连接口”中“Active类”下的“变体至数据转换”和函数面板“数组”中“数组常量”函数通过接线端连接，建立相应常量操作实现对Excel文件信息的读取功能，读取Excel.vi程序读取Excel文件后输出的是一个n×2型二维数组，二维数组由用户名和密码信息组成，二维数组的大小由Excel文件数据大小确定，为n×2形式，第一列信息为用户名，第二列信息为密码，行数n由Excel文件的用户数确定；所述二维数组数据在登录界面.vi工作时被引用，为程序执行判断用户输入信息准确性命令提供依据，将上述函数的接线端连接、创建常量后得到附图5中的读取Excel.vi程序框图。

操作选择界面.vi前面板设计：在控件选择面板下“下拉列表与枚举”中选择“菜单下拉列表”添加“实训”选项，在控件选板上选择“布尔”下的“确认按钮”；将上述控件置于相应位置，添加相应背景，得到附图6中的操作选择界面.vi前面板；操作选择界面.vi的程序框图设计：选择函数面板下“结构”中的“事件结构”、“条件结构”，“应用程序控制”中的“打开vi引用”、“调用节点”，通过控件与函数接线端间的连线进行数据传输，得到附图7中操作选择界面.vi的程序框图，实现操作选择界面的功能。

运行-送风系统.vi前面板设计：在控件选板下“布尔”中选择“圆形指示灯”，本发明一种送风系统虚拟仿真实训平台运行的操作步骤一共有12步，故“圆形指示灯”的个数为24，分别用于表示每个用户操作步骤的正确和错误情况；在控件选板下“字符串与路径”中选择“字符串显示控件”，一共12个，用于显示用户在某一步骤操作错误的次数，调整控件位置，得到附图10中的运行-送风系统.vi前面板；运行-送风系统.vi程序框图设计：选择函数面板下“结构”中的“事件结构”、“条件结构”、“While循环”和“平铺式顺序结构”函数；选择函数面板下“数值”中的“加”、“减”和“复合运算”函数；选择函数面板下“定时”中的“已用时间”和“定时”函数；选择函数面板下“选择vi”函数，选择系统界面.vi，这样在运行-送风系统.vi程序框图中能实现对系统界面.vi前面板全局变量控件值的读取和写入，进而利用“事件结构”、“条件结构”、“While循环”、“平铺式顺序结构”、“加”、“减”、“复合运算”、“已用时间”和“定时”函数编程将送风系统的工作原理和操作步骤代码编入，实现系统界面.vi前面板全局变量控件值的传递，使运行-送风系统.vi实现实时读取用户操作并记录用户实训成绩的功能；在函数面板下“应用程序控制”中选择“拆分路径”、“合并路径”、“打开vi引用”和“调用节点”函数，用于运行-送风系统.vi根据用户操作情况和送风系统虚拟仿真情况引用提示VI和交卷.vi；编程后得到附图11中的程序框图（部分）。

交卷.vi前面板设计：选择控件面板下的“银色”中“数值”的“数值显示控件（银色）”和“布尔”中的“确定按钮”置于相应位置即可，得到附图14中的交卷.vi前面板；交卷.vi程序框图设计：选择函数面板的“结构”中“While循环”、“条件结构”，选择函数面板“字符串”下“十进制数字字符串至数值转换”、“格式化日期/时间字符串“，“定时”中的“获取日期/时间（秒）”和“数组”中“创建数组”、“二维数组转置”和“文件I/O”下的“写入带分隔符电子表格”实现将用户名、成绩和交卷时间组成的二维数组写入带分隔符的电子表格并输出至Excel文件的目的；得到附图15中的程序框图。

提示VI：一种送风系统虚拟仿真实训的提示VI一共有23个（附图12），这23个提示VI仅前面板的内容不相同，用于向用户提示不同的信息，在程序面板中，提示VI都是借助于“事件结构”和“vi服务器引用”编程，实现对用户提示的目的，附图13是提示VI的程序框图。

实施例2

软件应用

首先开始进入用户登录界面.vi前面板（附图2）并运行登录界面.vi，用户将用户名和密码信息准确无误输入后点击确定按钮，系统判断无误后则进入操作选择界面.vi前面板（附图4）。本实施例中用户名为1731120，密码为123456；

本实例中选择实训选项，用户选择实训并点击确定按钮后，进入系统界面.vi前面板，在附图8左边部分可以看到用户名信息（用户：1731120）；实训模式运行下，运行-送风系统.vi程序读取用户的操作（风阀、加湿器，电磁阀、冷热源总开关、故障按钮、指示灯控件的开闭以及用户风阀值的设定），运行-送风系统.vi程序根据用户的操作执行相应部分代码，给予用户提示信息（附图12）。本实例中用户的选择模式为实训模式，附图8是本实施例实训模式过程中用户进行操作的系统界面.vi前面板，附图12是实训过程中系统对用户提示的提示VI前面板。

实训结束用户点击交卷按钮后，运行-送风系统.vi程序将引用交卷.vi，同时打开交卷.vi前面板并运行交卷.vi，这时交卷.vi将执行新建数组、写入带分隔符的电子表格并输出至Excel文件代码：新建一个1×3二维数组，二维数组中包括：系统界面.vi前面板中用户名显示控件数据值、成绩显示控件数据值和系统后台获取的时间数据值；所述1×3二维数组建立后写入带分隔符的电子表格并输出至Excel文件；附图16是本实例中的实训输出用户名、成绩和交卷时间的Excel文件：从上面的内容可知用户1731120一共进行过1次实训，完成时间是北京时间2019年10月30日13时10分，成绩为60分。

实施例3

登录界面.vi中引用读取Excel.vi运行得到的n×2二维数组数据部分代码编写

登录界面.vi的作用是利用读取Excel.vi中得到的用户名密码二维数组数据并将其检索，与登录界面.vi前面板用户输入的用户名密码信息进行比对，信息吻合则登录界面.vi程序将执行引用操作选择界面.vi命令，打开操作选择界面.vi前面板并运行操作选择界面.vi，同时登录界面.vi前面板关闭并结束运行，信息不吻合则登录界面.vi程序引用提示VI：打开提示VI前面板并运行提示VI；登录界面.vi将运行直到用户输入正确的用户名密码信息为止。

首先在函数面板下选择“选择VI”，选择读取Excel.vi，在读取Excel.vi的路径接线端将读取的Excel文件的路径输入，在读取Excel.vi的路径接线端创建显示控件，即为数组显示控件；运用数组大小和索引数组函数得到读取Excel.vi中n×2二维数组数据的n值即行数值；n值是登录界面.vi中While循环的循环条件，即While循环进行n次循环后将停止循环，这样就保证用户在登录界面.vi前面板输入的用户名密码信息会被逐一进行匹配，不会出现用户输入正确用户名密码信息而不能登录的情况，实现对读取Excel.vi数据的引用；附图17为该部分程序的程序框图。

本实例中，运行登录界面.vi后得到的是30×2的二维数组数据，表明Excel文件中的二维数据大小为30×2，对比附图18、19可知运行结果正确。

上述实施例仅例示性说明本发明的设计原理及用途作用，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种送风系统虚拟仿真实训平台，其特征在于：送风系统虚拟仿真实训平台由仿真系统二维模型模块、用户登录模块、读取学生信息模块、操作选择模块、实训模块和提示模块组成；所述模块功能通过LabVIEW编程实现：系统界面.vi、登录界面.vi、读取Excel.vi、操作选择界面.vi、运行-送风系统.vi、交卷.vi和23个提示VI文件实现6个模块功能；

所述仿真系统二维模型模块作为仿真系统运行时与用户进行“交流”的界面显示在系统界面.vi前面板中，包括了组成送风系统的送风机、模拟房间、风阀、加湿器，电磁阀、冷热源总开关、故障按钮、指示灯控件、用户显示控件、成绩显示控件、交卷按钮控件、风阀值显示控件、风量值显示控件、湿度值显示控件、温度值显示控件和压力值显示控件以及测量仪器温度计、压力计；

所述送风机、模拟房间、风阀和加湿器是通过Auto CAD二维建模输出图纸pdf文件，并将pdf文件通过Photoshop软件进行修改后输出为jpg文件，电磁阀、冷热源总开关控件是通过LabVIEW的自定义控件生成，测量仪器温度计、压力计则是LabVIEW软件的VI前面板控件；

所述用户登录模块用于用户进行用户名密码登录操作，登录界面显示在登录界面.vi的前面板中，登录界面.vi前面板有用户名字符串输入控件、密码字符串输入控件和确定按钮控件；

所述读取学生信息模块用于系统读取存有用户名和密码信息的Excel文件，所述功能由读取Excel.vi程序框图代码实现；

所述操作选择模块用于用户选择仿真系统模式，操作选择界面显示在操作选择界面.vi前面板中；

所述实训模块用于用户进行风机系统模拟操作；用户在系统界面.vi前面板按送风系统的工作原理和操作步骤进行风机开闭、风阀开闭、加湿器开闭、电磁阀开闭、冷热源转换、故障按钮开闭和指示灯开闭操作，运行-送风系统.vi执行读取系统界面.vi前面板全局变量控件状态程序，判断送风系统的工作状态；实训结束用户点击系统界面.vi前面板的交卷按钮后，系统将用户的用户信息、实训成绩和交卷时间创建二维数组，将二维数组写入带分隔符的电子表格输出至Excel文件；

所述提示模块用于送风系统运行过程中为用户提供提示信息：阀门开闭提示、故障排除提示、风阀开闭提示、指示灯开闭提示、阀门状态错误提示、故障排除按钮状态错误提示、风阀状态错误提示、指示灯状态错误提示和交卷提示；提示VI前面板包括提示信息标签和确定按钮控件；

所述实训模块包括送风系统的工作原理、正确的系统操作步骤、每一步骤送风机、风阀、加湿器、电磁阀、冷热源总开关、故障按钮和指示灯控件正确的开闭状态、正确的用户操作响应、成绩记录和输出；

运行-送风系统.vi实现所述实训模块功能；运行-送风系统.vi前面板为字符串显示控件、圆形指示灯控件和标签，运行-送风系统.vi运行过程中，圆形指示灯亮表示用户操作正确，字符串显示控件显示用户某一步操作错误次数；运行-送风系统.vi程序框图中的程序以送风系统运行原理和操作步骤为框架构建，实现对系统界面.vi前面板全局变量控件送风机、风阀、加湿器、电磁阀、冷热源总开关、故障按钮和指示灯状态的读取和更改，根据系统所处状态改变风阀值、湿度值、温度值、和压力值；对处于错误状态的系统，程序通过改变系统界面.vi前面板全局变量故障按钮控件布尔值为“真”和引用提示VI提示用户系统状态错误；对处于正常状态的系统，运行-送风系统.vi程序将继续执行，用户继续进行下一步操作；

运行-送风系统.vi实现成绩记录和输出；用户每完成一次操作，运行-送风系统.vi中程序判断系统界面.vi前面板控件状态，用户操作结果与正确控件状态一致，运行-送风系统.vi执行成绩加10分的代码，实训进入下一操作阶段；用户操作结果与正确控件状态不一致，运行-送风系统.vi执行成绩减5分的代码，运行-送风系统.vi将引用提示VI，打开提示VI前面板并运行提示VI，用户得到提示信息后继续操作，直至操作正确进入下一操作阶段；用户操作有误继续进行原操作的执行代码与所述实训操作执行代码一样；所有操作的成绩进行累加得到实训总成绩，总成绩数据记录在系统界面.vi前面板的全局变量成绩显示控件中；

用户在系统界面.vi前面板点击交卷按钮控件，运行-送风系统.vi将执行引用交卷.vi程序代码：交卷.vi的前面板打开并且交卷.vi开始运行，交卷.vi的前面板显示用户实训成绩；

用户点击交卷.vi前面板确定按钮后，交卷.vi代码将执行新建数组、写入带分隔符的电子表格并输出至Excel文件代码：新建一个1×3二维数组，二维数组中包括：系统界面.vi前面板中用户名显示控件数据值、成绩显示控件数据值和系统后台获取的时间数据值；所述1×3二维数组建立后写入带分隔符的电子表格并输出至Excel文件；

不同用户或同一用户进行多次实训，交卷后用户名、实训成绩和交卷时间组成的1×3二维数组写入带分隔符的电子表格后都输出至同一Excel文件；交卷时间靠后的实训，所述1×3二维数组写入带分隔符的电子表格后输出至Excel文件的位置相应靠后。

2.根据权利要求1所述的一种送风系统虚拟仿真实训平台，其特征还在于：所述系统界面.vi是为全局变量创建的容器VI，系统界面.vi的前面板控件为全局变量；系统界面.vi前面板全局变量控件有送风机、模拟房间、风阀、加湿器，电磁阀、冷热源总开关、故障按钮、指示灯、用户显示控件、成绩显示控件、交卷按钮控件、风阀值显示控件、风量值显示控件、湿度值显示控件、温度值显示控件和压力值显示控件；

系统界面.vi前面板中仿真系统二维模型模块的送风机、风阀、加湿器、电磁阀、冷热源总开关、故障按钮和指示灯控件是用户通过鼠标点击进行操作，所述控件为输入控件并且输入的值为布尔值；系统界面.vi前面板仿真系统二维模型模块中风阀值、湿度值、温度值、和压力值用字符串显示控件显示。

3.根据权利要求1所述的一种送风系统虚拟仿真实训平台，其特征还在于：用户登录模块基于读取学生信息模块中得到的用户名和密码信息作为判断用户在登录界面.vi前面板输入的用户名密码信息是否准确的依据；读取学生信息模块中得到的信息为一组二维数组数据，通过LabVIEW中的索引数组函数提取出二维数组中的一组用户名密码数据；数据信息与用户在登录界面.vi前面板输入吻合则登录界面.vi程序将执行引用操作选择界面.vi命令：打开操作选择界面.vi前面板并运行操作选择界面.vi，同时登录界面.vi前面板关闭并结束运行；数据信息与用户在登录界面.vi前面板输入信息不吻合则登录界面.vi程序引用提示VI：打开提示VI前面板并运行提示VI；登录界面.vi将运行直到用户输入正确的用户名密码信息为止。

4.根据权利要求1所述的一种送风系统虚拟仿真实训平台，其特征还在于：读取Excel.vi读取Excel文件后输出一个二维数组，二维数组由用户名和密码信息组成，二维数组的大小由Excel文件数据大小确定，为n×2形式，第一列信息为用户名，第二列信息为密码，行数n由用户数确定；所述二维数组数据在登录界面.vi工作时被引用，为程序执行判断用户输入信息准确性命令提供依据。

5.根据权利要求1所述的一种送风系统虚拟仿真实训平台，其特征还在于：操作选择模块采用LabVIEW控件中的“下拉菜单”控件为用户提供实训选项；操作选择界面.vi处于运行状态，用户点击选择界面.vi前面板上的确定按钮，操作选择界面.vi程序执行引用系统界面.vi与运行-送风系统.vi代码：打开系统界面.vi前面板并运行，打开运行-送风系统.vi前面板并运行；完成引用操作后，操作选择界面.vi程序执行关闭操作选择界面.vi前面板操作，操作选择界面.vi停止运行。

6.根据权利要求1所述的一种送风系统虚拟仿真实训平台，其特征还在于：提示模块共由23个提示VI组成包含了用户操作过程中可能出现的所有错误提示信息：送风机、模拟房间、风阀、加湿器，电磁阀、冷热源总开关、故障按钮和指示灯控件状态错误提示信息，以及实训系统启动时的提示实训开始信息和实训结束，用户确定交卷的提示信息；

提示VI前面板的打开和运行由运行-送风系统.vi执行引用提示VI程序完成，用户点击提示VI前面板确定按钮控件后提示VI前面板关闭并停止运行。

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