船舶艙底水處理裝置操作訓練模擬器的制造方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶操作模擬器，特別是涉及一種船舶艙底水處理裝置操作訓練模擬器。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶艙底水是由船舶主機及機艙各種輔助設備產(chǎn)生的油污水積聚到艙底后形成的。因其排放不當或故障造成的重大甚至惡性污染事故，在船舶安全事故中占有相當重的比例。出于對海洋環(huán)境的保護，國際海事組織對船舶艙底含油污水的排放作出了明確要求。
[0003]船舶艙底污水處理裝置是確保艙底水排放符合有關標準的重要設備，由艙底水井、艙底水泵、艙底水管路、油水分離設備及有關閥件組成。船舶艙底污水處理裝置操作是海員三管輪和技工考證的重要內(nèi)容，具有操作較復雜、實踐性強的特點，通過課堂講授的教學模式很難使學員快速理解和掌握，而構(gòu)建基于實裝的培訓平臺存在無法針對一些特殊情景進行示教和訓練、初期投入成本和運行使用成本較高、維護保養(yǎng)要求高以及對場地及相關配套設施要求較高等問題。因此，迫切需要一種既能較好滿足實際教學培訓需求，又經(jīng)濟高效的船舶艙底水處理裝置操作訓練模擬器。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是:(I)開發(fā)船舶艙底污水處理裝置模擬器用于解決實裝訓練存在無法針對一些特殊情景進行示教和訓練、初期投入成本和運行使用成本較高、維護保養(yǎng)要求高以及對場地及相關配套設施要求較高等問題。(2)如何使操作人員在模擬培訓中實現(xiàn)反復操練，并可以操練在實裝上比較困難甚至禁止的訓練內(nèi)容，提高培訓效率、節(jié)約培訓費用。
[0005]針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明的目的是提供一種船舶艙底水處理裝置操作訓練模擬器，可解決實裝訓練中存在的無法針對一些特殊情景進行示教和訓練的問題，減少了初期投入成本和運行使用成本、降低了維護保養(yǎng)要求，對場地及相關配套設施要求較低，提高了教學質(zhì)量、降低了培訓成本。此目的是通過如下方式實現(xiàn)的:
[0006]一種船舶艙底水處理裝置操作訓練模擬器，包括:操控盤臺、PLC及仿真計算機；所述操控盤臺設有和實際船舶艙底污水處理裝置控制箱外觀相仿的I/o設備；所述仿真計算機包括人機交互系統(tǒng)和運行仿真系統(tǒng)，所述人機交互系統(tǒng)用于實現(xiàn)各種交互界面設計和硬件設備系統(tǒng)的監(jiān)控，所述運行仿真系統(tǒng)構(gòu)建符合艙底水處理裝置運行機理和控制邏輯的數(shù)學模型來表示裝置的控制、特性和狀態(tài)參數(shù)之間的關系；所述操控盤臺、仿真計算機和PLC通過以太網(wǎng)連接。以船舶艙底水處理裝置為仿真對象構(gòu)建的船舶艙底水處理裝置操作訓練模擬器，由人機交互系統(tǒng)、運行仿真系統(tǒng)以及網(wǎng)絡接口系統(tǒng)三部分組成，包括仿真計算機、操控盤臺、PLC(西門子S7-200)等設備。
[0007]進一步地，所述人機交互系統(tǒng)包括人機交互界面、聲模擬系統(tǒng)及數(shù)據(jù)的采集、存儲模塊、監(jiān)控模塊及執(zhí)行模塊。通過采集操控盤臺的輸入信號，經(jīng)過仿真計算機運算，將產(chǎn)生的控制信號經(jīng)PLC送至操控盤臺輸出設備，實現(xiàn)硬件設備系統(tǒng)的監(jiān)控功能。操控盤臺上設有和實際船舶艙底污水處理裝置控制箱外觀相仿的開關、儀表、指示燈等I/O設備，并連接于PLC的各I/O模塊。通過將人機交互系統(tǒng)基本功能進行分解并模塊化，同時進行界面的顯示、聲音的模擬、數(shù)據(jù)的采集存儲、內(nèi)部邏輯程序的執(zhí)行和其他程序的協(xié)作通訊等，提高了模擬器開發(fā)效率和系統(tǒng)的可維護性。
[0008]進一步地，所述人機交互系統(tǒng)采用KingView6.5 (即組態(tài)王軟件)，所述人機交互界面包含艙底水井、艙底水泵、艙底水管路及閥件、油水分離設備。人機交互界面包含艙底水井、艙底水泵、艙底水管路及閥件、油水分離設備，其中艙底水井水位、艙底水泵、有關閥件等涉及交互的動態(tài)元件可通過調(diào)用KingView6.5的子圖庫獲取并設置交互鏈接，其余靜態(tài)元件可設置成背景圖片。
[0009]進一步地，所述運行仿真系統(tǒng)在SimuEngine仿真支撐平臺中實現(xiàn)，所述運行仿真系統(tǒng)包括油分濃度仿真及監(jiān)控模塊、污水加熱及溫度監(jiān)控模塊、排油及油位監(jiān)控模塊、壓力仿真及監(jiān)控模塊。在設置適當?shù)暮喕图僭O條件的基礎上，構(gòu)建符合艙底水處理裝置運行機理和控制邏輯的數(shù)學模型來表示裝置的控制、特性和狀態(tài)參數(shù)之間的關系，具體可分為以下4大模塊:油分濃度仿真及監(jiān)控模塊、污水加熱及溫度監(jiān)控模塊、排油及油位監(jiān)控模塊、壓力仿真及監(jiān)控模塊，并設置故障變量，利用SimuEngine故障設置和管理功能模擬典型故障，開展故障分析及處置訓練。模塊間的數(shù)據(jù)流動通過與公用變量數(shù)據(jù)庫的交互實現(xiàn)，模塊化建模方法可降低建模的復雜性，縮短建模時間，增加模型的通用性。
[0010]進一步地，所述操控盤臺i/o設備包括開關量輸入設備、開關量輸出設備、模擬量輸入設備、模擬量輸出設備。
[0011]進一步地，所述操控盤臺上設有顯示模塊、油分濃度儀控制面板模塊及油水分離器控制面板模塊。
[0012]進一步地，所述顯示模塊包括進口壓力顯示模塊、出口壓力顯示模塊、油位高度顯示模塊及污水溫度顯示模塊。
[0013]進一步地，所述油分濃度儀控制面板包括運行指示燈、報警指示燈、啟動按鈕及復位按鈕。
[0014]進一步地，所述油水分離器控制面板包括電源指示燈、運轉(zhuǎn)指示燈、排油指示燈、加熱指示燈、停止按鈕、排油開關、加熱開關及電源開關。
[0015]本實用新型的有益效果是:
[0016](一 )縮短了開發(fā)周期，降低了開發(fā)成本，使模擬器有更加廣闊的市場前景；
[0017]( 二)采用模塊化設計，提高了系統(tǒng)的維護性和可擴展性，同時系統(tǒng)的穩(wěn)定性也得到了增強；
[0018](三)可進行故障模擬和處置訓練；
[0019](四)采用組態(tài)軟件和聲模擬系統(tǒng)，提高了模擬器的真實感。
【附圖說明】
[0020]圖1是本船舶艙底水處理裝置操作訓練模擬器架構(gòu)圖；
[0021]圖2是本船舶艙底水處理裝置操作訓練模擬器盤臺示意圖
【具體實施方式】
[0022]下面結(jié)合附圖通過實施例來對本實用新型進行詳細說明。
[0023]一種船舶艙底水處理裝置操作訓練模擬器，包括:操控盤臺、PLC及仿真計算機。
[0024]所述操控盤臺設有和實際船舶艙底污水處理裝置控制箱外觀相仿的I/O設備；所述操控盤臺I/o設備包括開關量輸入設備、開關量輸出設備、模擬量輸入設備、模擬量輸出設備。所述操控盤臺上設有顯示模塊、油分濃度儀控制面板模塊及油水分離器控制面板。所述顯示模塊包括進口壓力顯示模塊、出口壓力顯示模塊、油位高度顯示模塊及污水溫度顯示模塊。所述油分濃度儀控制面板包括運行指示燈、報警指示燈、啟動按鈕及復位按鈕。所述油水分離器控制面板包括電源指示燈、運轉(zhuǎn)指示燈、排油指示燈、加熱指示燈、停止按鈕、排油開關、加熱開關及電源開關。
[0025]所述仿真計算機包括人機交互系統(tǒng)和運行仿真系統(tǒng)，所述人機交互系統(tǒng)用于實現(xiàn)各種交互界面設計和硬件設備系統(tǒng)的監(jiān)控，所述運行仿真系統(tǒng)構(gòu)建符合艙底水處理裝置運行機理和控制邏輯的數(shù)學模型來表示裝置的控制、特性和狀態(tài)參數(shù)