CN205563131U - 船舶制冷装置操作训练模拟器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种船舶制冷装置操作训练模拟器，包括操控盘台、PLC及仿真计算机；操控盘台设有和实际船舶制冷装置控制箱外观相仿的I/O设备；操控盘台I/O设备包括开关量输入设备、开关量输出设备、模拟量输入设备、模拟量输出设备，所述仿真计算机包括人机交互系统和运行仿真系统，人机交互系统包括人机交互界面、声模拟系统及数据的采集、存储模块、监控模块及执行模块；本实用新型的船舶制冷装置操作训练模拟器，采用各种措施切断或阻塞了干扰源，大大提高了整个训练系统的抗干扰能力。

Description

船舶制冷装置操作训练模拟器

技术领域

本实用新型涉及船舶操作模拟器，特别是涉及一种船舶制冷装置操作训练模拟器。

背景技术

船舶船舶制冷装置属于船舶辅助机械，是实现食品冷藏、冷冻，延长食品储藏时间的重要装置，由制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀及有辅助设备和自动化元件组成。船舶制冷装置是海员三管轮和技工考证的重要内容，具有原理较抽象、操作较复杂的特点，通过课堂讲授的教学模式很难使学员快速理解和掌握，而构建基于实装的培训平台存在无法针对一些特殊情景进行示教和训练、初期投入成本和运行使用成本较高、维护保养要求高以及对场地及相关配套设施要求较高等问题。因此，迫切需要一种既能较好满足实际教学培训需求，又经济高效的船舶制冷装置操作训练模拟器。

发明内容

本实用新型为了解决现有技术的问题，提供了一种从设计到制造都考虑到了抗干扰的问题，采用各种措施切断或阻塞了干扰源，大大提高了整个训练系统的抗干扰能力的船舶制冷装置操作训练模拟器。

本实用新型的具体方案为：一种船舶制冷装置操作训练模拟器，包括操控盘台、PLC及仿真计算机；所述操控盘台设有和实际船舶制冷装置控制箱外观相仿的I/O设备；所述操控盘台I/O设备包括开关量输入设备、开关量输出设备、模拟量输入设备、模拟量输出设备。所述仿真计算机包括人机交互系统和运行仿真系统，所述人机交互系统包括人机交互界面、声模拟系统及数据的采集、存储模块、监控模块及执行模块，所述人机交互界面包含制冷压缩机、蒸发器、 冷凝器、膨胀阀、贮液器、压力继电器、过滤干燥器、截止阀模块，所述运行仿真系统包括压缩机运行仿真及监控模块、蒸发器运行仿真模块、冷凝器运行仿真模块、膨胀阀运行仿真模块；所述操控盘台、仿真计算机和PLC通过以太网连接。

优选地，所述操控盘台上设有显示模块、制冷及融霜控制面板模块。

优选地，所述显示模块包括冷凝风机运行显示、压缩机运行显示、低温库供液显示、高温库供液显示、电源指示灯及融霜超温报警显示。

优选地，所述制冷及融霜控制面板模块包括电融霜启动按钮、电融霜停止按钮、制冷启动、制冷停止、制冷选择开关、电融霜方式选择开关、制冷方式选择开关。

本实用新型的有益效果是：一种船舶制冷装置操作训练模拟器，通过将人机交互系统基本功能进行分解并模块化，同时进行界面的显示、声音的模拟、数据的采集存储、内部逻辑程序的执行和其他程序的协作通讯等，提高了模拟器开发效率和系统的可维护性，从设计到制造都考虑到了抗干扰的问题，采用各种措施切断或阻塞了干扰源，大大提高了整个训练系统的抗干扰能力。

附图说明

图1是本船舶制冷装置操作训练模拟器架构图；

图2是本船舶制冷装置操作训练模拟器盘台示意图。

具体实施方式

下面结合附图通过实施例来对本实用新型进行详细说明。

如图1和图2所示，本实用新型的一种船舶制冷装置操作训练模拟器，包括操控盘台、PLC及仿真计算机。所述操控盘台设有和实际船舶制冷装置控制箱外观相仿的I/O设备；所述操控盘台I/O设备包括开关量输入设备、开关量输 出设备、模拟量输入设备、模拟量输出设备。所述操控盘台上设有显示模块、制冷及融霜控制面板模块。所述显示模块包括包括冷凝风机运行显示、压缩机运行显示、低温库供液显示、高温库供液显示、电源指示灯及融霜超温报警显示。所述制冷及融霜控制面板包括电融霜启动按钮、电融霜停止按钮、制冷启动、制冷停止、制冷选择开关、电融霜方式选择开关、制冷方式选择开关。所述仿真计算机包括人机交互系统和运行仿真系统，所述人机交互系统用于实现各种交互界面设计和硬件设备系统的监控，所述运行仿真系统构建符合制冷装置运行机理和控制逻辑的数学模型来表示装置的控制、特性和状态参数之间的关系；所述人机交互系统采用KingView6.5，所述人机交互系统包括人机交互界面、声模拟系统及数据的采集、存储模块、监控模块及执行模块。所述人机交互界面包含制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、贮液器、压力继电器、过滤干燥器、截止阀模块。所述运行仿真系统在SimuEngine仿真支撑平台中实现，所述运行仿真系统包括压缩机运行仿真及监控模块、蒸发器运行仿真模块、膨胀阀运行仿真模块和冷凝器运行仿真模块。所述操控盘台、仿真计算机和PLC通过以太网连接。

具体的工作流程和工作原理：人机交互系统采用KingView6.5，实现各种交互界面设计和硬件设备系统的监控。KingView6.5提供了良好的用户开发界面和简捷方便的使用方法，拥有包含泵、阀门、仪表、开关等常用元件的子图库，通过直接调用子图可以便捷地组态所需要的画面，并进行交互。人机交互界面包含制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、贮液器、压力继电器、过滤干燥器以及截止阀模块，其中制冷压缩机、膨胀阀、压力继电器、有关阀件等涉及交互的动态元件可通过调用KingView6.5的子图库获取并设置交互链接，其余静态元件可设置成背景图片。通过采集操控盘台的输入信号，经过仿真计算机 运算，将产生的控制信号经PLC送至操控盘台输出设备，实现硬件设备系统的监控功能。操控盘台上设有和实际船舶制冷装置控制箱外观相仿的开关、仪表、指示灯等I/O设备，并连接于PLC的各I/O模块。通过将人机交互系统基本功能进行分解并模块化，同时进行界面的显示、声音的模拟、数据的采集存储、内部逻辑程序的执行和其他程序的协作通讯等，提高了模拟器开发效率和系统的可维护性。

建模仿真系统在SimuEngine仿真支撑平台中实现。在通过设置适当的简化和假设条件的基础上，用数学形式来表示船舶制冷装置的控制、特性和状态参数之间的关系，构建符合其运行机理和控制逻辑的数学模型，具体可分为以下4大模块：压缩机运行仿真及监控模块、蒸发器运行仿真模块、膨胀阀运行仿真模块和冷凝器运行仿真模块，并设置故障变量，利用SimuEngine故障设置和管理功能模拟典型故障，开展故障分析及处置训练。模块间的数据流动通过与公用变量数据库的交互实现。模块化建模方法可降低建模的复杂性，缩短建模时间，增加模型的通用性。

网络接口系统，计算机网络系统采用TCP/IP协议，将仿真计算机、操控盘台和PLC接口系统连接在同一级以太网上，PLC的I/O模块连接至操控盘台I/O设备。仿真计算机求解数学模型、产生控制请求，然后通过网络接口系统与操控盘台实现通讯。采用可编程序控制器PLC作为模拟器接口系统，提高并保证了整个系统的可靠性。由于PLC从硬件到软件，从设计到制造都考虑到了抗干扰的问题，采用各种措施切断或阻塞了干扰源，大大提高了整个训练系统的抗干扰能力。PLC还增强了系统的可靠性和可扩展性。在确定每个PLC将要负责的变量类型和数量后，根据需要来组装PLC。PLC输入/输出单元是连接CPU与现场I/O设备的桥梁。I/O模块包括：开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出。 每个I/O模块在机架上的位置确定好之后其单元号也随之确定。PLC会根据单元号为其在工作数据存储器中的核心I/O区分配相应的地址用于保存数据。需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种船舶制冷装置操作训练模拟器，其特征在于：包括操控盘台、PLC及仿真计算机；所述操控盘台设有和实际船舶制冷装置控制箱外观相仿的I/O设备；所述操控盘台I/O设备包括开关量输入设备、开关量输出设备、模拟量输入设备、模拟量输出设备，所述仿真计算机包括人机交互系统和运行仿真系统，所述人机交互系统包括人机交互界面、声模拟系统及数据的采集、存储模块、监控模块及执行模块，所述人机交互界面包含制冷压缩机、蒸发器、冷凝器、膨胀阀、贮液器、压力继电器、过滤干燥器、截止阀模块，所述运行仿真系统包括压缩机运行仿真及监控模块、蒸发器运行仿真模块、冷凝器运行仿真模块、膨胀阀运行仿真模块；所述操控盘台、仿真计算机和PLC通过以太网连接。

2.根据权利要求1所述的船舶制冷装置操作训练模拟器，其特征在于：所述操控盘台上设有显示模块、制冷及融霜控制面板模块。

3.根据权利要求2所述的船舶制冷装置操作训练模拟器，其特征在于：所述显示模块包括冷凝风机运行显示、压缩机运行显示、低温库供液显示、高温库供液显示、电源指示灯及融霜超温报警显示。

4.根据权利要求2所述的船舶制冷装置操作训练模拟器，其特征在于：所述制冷及融霜控制面板模块包括电融霜启动按钮、电融霜停止按钮、制冷启动、制冷停止、制冷选择开关、电融霜方式选择开关、制冷方式选择开关。