一種船舶壓載水系統(tǒng)操作訓(xùn)練模擬器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及船舶操作訓(xùn)練模擬器，特別涉及一種船舶壓載水系統(tǒng)操作訓(xùn)練模擬器。
【背景技術(shù)】
[0002]船舶壓載水系統(tǒng)主要由壓載水栗、壓載水管路、壓載艙及有關(guān)閥件組成，是用于完成對(duì)壓載艙的注入、排出、調(diào)撥，以實(shí)現(xiàn)調(diào)整船舶的吃水和船體縱、橫向的平穩(wěn)及安全的穩(wěn)心高度，減小船體變形，避免引起過大的彎曲力矩與剪切力，降低船體振動(dòng)，改善空艙適航性等。
[0003]船舶在碼頭過駁裝卸載貨物時(shí)，需要通過調(diào)整壓載實(shí)現(xiàn)船舶完成預(yù)期裝載的同時(shí)確保吃水及縱、橫向平衡。熟練掌握壓載水系統(tǒng)的操作，具備處置壓載水系統(tǒng)典型故障的能力是確保船舶完成預(yù)期裝載量并及時(shí)開航的重要保障，關(guān)乎船舶的經(jīng)濟(jì)性和安全性。STCW公約(海員培訓(xùn)、發(fā)證和值班標(biāo)準(zhǔn)國(guó)際公約)把“船舶壓載水系統(tǒng)的操作”作為海船輪機(jī)部高級(jí)船員實(shí)操培訓(xùn)與適任評(píng)估的重要項(xiàng)目。根據(jù)STCW公約規(guī)定，此項(xiàng)培訓(xùn)可以采用“認(rèn)可的模擬器培訓(xùn)”或“認(rèn)可的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備培訓(xùn)”。由于船舶壓載水系統(tǒng)的特殊性，構(gòu)建基于實(shí)裝的培訓(xùn)平臺(tái)存在無(wú)法針對(duì)一些特殊情景進(jìn)行示教和訓(xùn)練、初期投入成本和運(yùn)行使用成本較高、維護(hù)保養(yǎng)要求高以及對(duì)場(chǎng)地及相關(guān)配套設(shè)施要求較高等問題。因此，迫切需要一種既能較好滿足實(shí)際教學(xué)培訓(xùn)需求，又經(jīng)濟(jì)高效的船舶壓載水系統(tǒng)操作訓(xùn)練模擬器。
[0004]專利“船舶壓載水系統(tǒng)操作與故障排除模擬器”(CN 203706485 U)未考慮裝卸載變化及壓載調(diào)整對(duì)船舶姿態(tài)及吃水的影響，缺少檢驗(yàn)操作準(zhǔn)確性的反饋，另外，在c#.net2005版中搭建船舶壓載水系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型以及采用GDI+圖形編程技術(shù)進(jìn)行圖形開發(fā)均要求較高的編程能力，不利于后期的維護(hù)和拓展。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是:(I)開發(fā)船舶壓載水系統(tǒng)模擬器用于解決實(shí)裝訓(xùn)練存在無(wú)法針對(duì)一些特殊情景進(jìn)行示教和訓(xùn)練、初期投入成本和運(yùn)行使用成本較高、維護(hù)保養(yǎng)要求高以及對(duì)場(chǎng)地及相關(guān)配套設(shè)施要求較高，(2)如何使操作人員在模擬培訓(xùn)中實(shí)現(xiàn)反復(fù)操練，并可以操練在實(shí)裝上比較困難甚至禁止的訓(xùn)練內(nèi)容，提高培訓(xùn)效率、節(jié)約培訓(xùn)費(fèi)用的問題。
[0006]針對(duì)上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的是提供一種船舶壓載水系統(tǒng)操作訓(xùn)練模擬器，解決實(shí)裝訓(xùn)練中存在的無(wú)法針對(duì)一些特殊情景進(jìn)行示教和訓(xùn)練的問題，減少了初期投入成本和運(yùn)行使用成本、降低了維護(hù)保養(yǎng)要求，對(duì)場(chǎng)地及相關(guān)配套設(shè)施要求較低，提高了教學(xué)質(zhì)量、降低了培訓(xùn)成本。
[0007]本實(shí)用新型的具體方案:一種船舶壓載水系統(tǒng)操作訓(xùn)練模擬器，包括操控盤臺(tái)、PLC、仿真計(jì)算機(jī)及示教投影，所述操控盤臺(tái)設(shè)有和實(shí)際船舶壓載水系統(tǒng)操控面板外觀相仿的I/O設(shè)備，所述仿真計(jì)算機(jī)包括人機(jī)交互系統(tǒng)和運(yùn)行仿真系統(tǒng)，所述人機(jī)交互系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)各種交互界面設(shè)計(jì)和硬件設(shè)備系統(tǒng)的監(jiān)控，所述運(yùn)行仿真系統(tǒng)構(gòu)建符合壓載水系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理和控制邏輯的數(shù)學(xué)模型來(lái)表示裝置的控制、特性和狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系，所述示教投影用于實(shí)時(shí)顯示船舶吃水和姿態(tài)三維視景；所述操控盤臺(tái)、仿真計(jì)算機(jī)和PLC通過以太網(wǎng)連接。
[0008]進(jìn)一步地，所述三維視景系統(tǒng)在虛擬現(xiàn)實(shí)軟件EON中實(shí)現(xiàn)，在示教投影中顯示，用于實(shí)時(shí)顯示船舶吃水和姿態(tài)的三維視景，EON通過動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)DLL與組態(tài)王進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，通過接收到的參數(shù)驅(qū)動(dòng)船舶三維模型進(jìn)行響應(yīng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)壓載水系統(tǒng)操作的反饋。
[0009]進(jìn)一步地，所述操控盤臺(tái)I/O設(shè)備包括開關(guān)量輸入設(shè)備、開關(guān)量輸出設(shè)備、模擬量輸入設(shè)備。
[0010]進(jìn)一步地，所述操控盤臺(tái)上設(shè)有壓載栗操控面板和閥門操控面板。
[0011]進(jìn)一步地，所述壓載栗控制面板包括I號(hào)壓載栗啟動(dòng)按鈕、I號(hào)壓載栗停止按鈕、I號(hào)壓載栗運(yùn)行指示燈、2號(hào)壓載栗啟動(dòng)按鈕、2號(hào)壓載栗停止按鈕、2號(hào)壓載栗運(yùn)行指示燈。
[0012]進(jìn)一步地，所述閥門操控面板包括電液動(dòng)蝶閥電源開關(guān)、電液動(dòng)蝶閥打開按鈕、電液動(dòng)蝶閥關(guān)閉按鈕、閘閥開關(guān)旋鈕。
[0013]本實(shí)用新型的有益效果是:(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(chǎng)前景；(二)采用模塊化設(shè)計(jì)，提高了系統(tǒng)的維護(hù)性和可擴(kuò)展性，同時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定性也得到了增強(qiáng)；(三)可進(jìn)行故障模擬和處置訓(xùn)練；(四)采用組態(tài)軟件、聲模擬系統(tǒng)和三維視景系統(tǒng)，增強(qiáng)了模擬器的真實(shí)感和沉浸感。
【附圖說明】
[0014]圖1是本船舶壓載水系統(tǒng)操作訓(xùn)練模擬器架構(gòu)圖；
[0015]圖2是本船舶壓載水系統(tǒng)操作訓(xùn)練模擬器盤臺(tái)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖通過實(shí)施例來(lái)對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0017]如圖1和圖2所示，本實(shí)用新型的一種船舶壓載水系統(tǒng)操作訓(xùn)練模擬器，包括操控盤臺(tái)、PLC、仿真計(jì)算機(jī)及示教投影。所述操控盤臺(tái)設(shè)有和實(shí)際船舶壓載水系統(tǒng)操控面板外觀相仿的i/o設(shè)備；所述操控盤臺(tái)i/o設(shè)備包括開關(guān)量輸入設(shè)備、開關(guān)量輸出設(shè)備、模擬量輸入設(shè)備。所述操控盤臺(tái)上設(shè)有壓載栗操控面板和閥門操控面板。所述壓載栗操控面板包括I號(hào)壓載栗啟動(dòng)按鈕、I號(hào)壓載栗停止按鈕、I號(hào)壓載栗運(yùn)行指示燈、2號(hào)壓載栗啟動(dòng)按鈕、2號(hào)壓載栗停止按鈕、2號(hào)壓載栗運(yùn)行指示燈。所述閥門操控面板包括電液動(dòng)蝶閥電源開關(guān)、電液動(dòng)蝶閥打開按鈕、電液動(dòng)蝶閥關(guān)閉按鈕、閘閥開關(guān)旋鈕。
[0018]所述仿真計(jì)算機(jī)包括人機(jī)交互系統(tǒng)和運(yùn)行仿真系統(tǒng)，所述人機(jī)交互系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)各種交互界面設(shè)計(jì)和硬件設(shè)備系統(tǒng)的監(jiān)控，所述運(yùn)行仿真系統(tǒng)構(gòu)建符合壓載水系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理和控制邏輯的數(shù)學(xué)模型來(lái)表示裝置的控制、特性和狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系；所述人機(jī)交互系統(tǒng)采用KingView6.5，所述人機(jī)交互系統(tǒng)包括二維人機(jī)交互界面、三維視景系統(tǒng)、聲模擬系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)的采集、存儲(chǔ)模塊、監(jiān)控模塊及執(zhí)行模塊。所述二維人機(jī)交互界面包含壓載栗模擬模塊、閥門模擬模塊、參數(shù)顯示模擬模塊、船體顯示模擬模塊、壓載艙模擬模塊和管系模擬模塊。所述三維視景系統(tǒng)在虛擬現(xiàn)實(shí)軟件EON中實(shí)現(xiàn)，通過示教投影中顯示，用于實(shí)時(shí)顯示船舶吃水和姿態(tài)的三維視景，EON通過動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)DLL與組態(tài)王進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，通過接收到的參數(shù)驅(qū)動(dòng)船舶三維模型進(jìn)行響應(yīng)，該參數(shù)為船舶吃水、船舶橫傾角、船舶縱傾角參數(shù)，由此實(shí)現(xiàn)對(duì)壓載水系統(tǒng)操作的反饋。所述操控盤臺(tái)、仿真計(jì)算機(jī)和PLC通過以太網(wǎng)連接。
[0019]進(jìn)一步地，人機(jī)