一种工程模拟器的自动控制系统的制作方法

本发明属于控制技术领域，特别涉及一种工程模拟器的自动控制系统。

背景技术：

正面吊，是集装箱正面起重机的简称，简称正面起重机，俗称集装箱正面吊。正面吊是用来装卸集装箱的一种起重机，属于起重设备的一种，也可以说是一种流动机械，属于一种大型机械设备。因此正面吊的驾驶人员需要经过严格的培训才能驾驶正面吊，避免操作失误出现吊装过程集装箱掉落或者其他事故，对于不熟练的操作者来说，开始驾驶正面吊存在极大地安全隐患。因此如何能够在正面吊驾驶人员上岗前能够让操作人员熟悉正面吊的各种操作，以及正面吊驾驶过程中各种动作如何实现，提高驾驶人员的熟练程度，在真正驾驶前进行提前的训练模拟，是一种能够提高正面吊驾驶人员业务能力的有效手段，通过上岗前的模拟驾驶，能够大大提高正面吊驾驶人员对正面吊的熟悉程度，降低事故率。

设计一套完善的工作系统，能够保证正面吊模拟器的各种动作的实现，进而通过仿真模拟实现真实正面吊的各种功能。

技术实现要素：

发明目的：为了克服以上不足，本发明的目的是提供一种工程模拟器的自动控制系统，解决了通过操作正面吊驾驶室的真是硬件来驱动虚拟正面吊模拟器的各种动作，将硬件操作转化为虚拟软件中的各种动作。

技术方案：一种工程模拟器的自动控制系统，包括工程模拟器监控单元、工程模拟器驾驶单元、电控柜单元、通信单元和显示单元，所述工程模拟器监控单元通过通信单元与电控柜单元传递信号，所述工程模拟器驾驶单元与电控柜单元电性连接，所述电控柜单元与显示单元通过连接线连接；其中，工程模拟器的自动控制系统还包括虚拟正面吊单元，所述虚拟正面吊单元在显示单元中显示，并接收工程模拟器监控单元和电控柜单元的信号进行相应的动作。本发明的工程模拟器自动化控制系统，通过模拟仿真真实的正面吊设计虚拟的正面吊，并在显示单元显示出虚拟正面吊的模型，通过在工程模拟器驾驶单元操作相应的硬件，从而控制虚拟正面吊的动作，其中设置了工程模拟器的监控单元，对于培训新学员，教师可在工程模拟器的监控单元监督学生操作。

进一步的，上述的工程模拟器的自动控制系统，所述电控柜单元包括工控机、电源模块和第一plc控制器，所述电源模块为工控机、第一plc控制器、工程模拟器监控单元、工程模拟器驾驶单元和显示单元提供电源，所述工控机和第一plc控制器通过串口进行数据传输。设置的电控柜单元主要为工程模拟器的电源提供端，通过外部供给的220v电压，在通过电源模块分别转化为24v电源供给所需设备，其中工控机和第一plc控制器通过串口进行通讯。

进一步的，上述的工程模拟器的自动控制系统，所述工程模拟器驾驶单元包括一组数字量信号、方向盘信号、脚踏板信号和手柄信号，所述数字量信号、方向盘信号、脚踏板信号和手柄信号与第一plc控制器电性连接。第一plc控制器采集数字量信号和模拟量信号，并将数据发送至工控机，根据硬件的数字量信号或者模拟量信号，设置虚拟正面吊的操作驾驶数据，例如，对于数字量信号雨刮，打开雨刮按钮，第一plc控制器接收数据，并将数据发送至工控机，工控机中的虚拟正面吊开启雨刮并在显示单元上进行雨刮的动作；对于模拟量信号，踩动脚踏板，将第一plc控制器接收数据，并将数据发送至工控机，工控机中的虚拟正面吊根据踩动踏板的多少设定相应的速度。

进一步的，上述的工程模拟器的自动控制系统，所述工程模拟器监控单元包括指示灯单元、第二plc控制器和传感器单元，所述第二plc控制器与第一plc控制器通过通信单元连接，所述指示灯单元与第二plc控制器的输出端连接，所述传感器单元与第二plc控制器的输入端连接。通过设置的工程模拟器监控单元，在操作正面吊模拟器时，例如打开雨刮，指示单元中代表雨刮的指示灯亮起，传感器单元用于仿真正面吊水温、压力或者角度等值超出阈值时，在驾驶室单元会发出报警的提示。

进一步的，上述的工程模拟器的自动控制系统，所述工程模拟器监控单元还包括显示器，所述显示器与第二plc控制器电性连接。设置的显示器能够显示传感器单元上的各种数值。

进一步的，上述的工程模拟器的自动控制系统，所述传感器单元包括温度传感器、压力传感器和角度传感器。设置的温度、压力和角度传感器，能够用于仿真正面吊的水温，油温，吊装角度等值。

进一步的，上述的工程模拟器的自动控制系统，所述通信单元采用can通信。can通信成本低，传输距离远，抗干扰能力强，能够快速准确的传送电控柜中第一plc控制器的数据与工程模拟器监控单元第二plc控制器的数据。

进一步的，上述的工程模拟器的自动控制系统，所述工程模拟器的自动控制系统还包括人面部捕捉系统，所述人面部捕捉系统与工控机电性连接。设置的人面部捕捉系统，能够识别人面部的转向，例如面部向左转动时，人面部捕捉系统采集信息，并将数据传递给虚拟正面吊系统，虚拟正面吊中也将模拟人坐在驾驶室中向左转向左面能够看到的视角。

进一步的，上述的工程模拟器的自动控制系统，所述工程模拟器的自动控制系统还包括报警单元，所述报警单元与工程模拟器监控单元和电控柜单元电性连接。设置的报警单元，对于误操作引起工程模拟器故障的，报警单元发出报警信号。

上述技术方案可以看出，本发明具有如下有益效果：本发明所述的工程模拟器的自动控制系统，通过在电控柜中设置的第一plc控制器，采集驾驶室硬件部分的信号值，在工程模拟器监控单元中设置的第二plc控制器，接收第一plc控制器的信号并将信号发送至指示灯单元，同时第二plc控制器接收传感器单元的信号，并在显示器上进行显示，通过设置的控制系统，实现了电源的供给个信号的传递。

附图说明

图1为本发明所述的工程模拟器的自动控制系统的框图；

图2为本发明所述的工程模拟器驾驶单元的框图；

图3为本发明所述的传感器单元的框图；

图4为本发明所述的工程模拟器的结构示意图。

图中：1工程模拟器监控单元、11指示灯单元、12第二plc控制器、13传感器单元、131温度传感器、132压力传感器、133角度传感器、14显示器、2工程模拟器驾驶单元、21数字量信号、22方向盘信号、23脚踏板信号、24手柄信号、3电控柜单元、31工控机、32电源模块、33第一plc控制器、4通信单元、5显示单元、6虚拟正面吊单元、7人面部捕捉系统、8报警单元。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例

如图1所示的工程模拟器的自动控制系统，包括工程模拟器监控单元1、工程模拟器驾驶单元2、电控柜单元3、通信单元4和显示单元5，所述工程模拟器监控单元1通过通信单元4与电控柜单元3传递信号，所述工程模拟器驾驶单元2与电控柜单元3电性连接，所述电控柜单元3与显示单元5通过连接线连接；其中，工程模拟器的自动控制系统还包括虚拟正面吊单元6，所述虚拟正面吊单元6在显示单元5中显示，并接收工程模拟器监控单元1和电控柜单元3的信号进行相应的动作。其中，电控柜单元3包括工控机31、电源模块32和第一plc控制器33，所述电源模块32为工控机31、第一plc控制器33、工程模拟器监控单元1、工程模拟器驾驶单元2和显示单元5提供电源，所述工控机31和第一plc控制器33通过串口进行数据传输。进一步的，如图2所示的工程模拟器驾驶单元2包括一组数字量信号21、方向盘信号22、脚踏板信号23和手柄信号24，所述数字量信号21、方向盘信号22、脚踏板信号23和手柄信号24与第一plc控制器33电性连接。第一plc控制器33接收一组数字量信号21、方向盘信号22、脚踏板信号23和手柄信号24，并与虚拟正面吊单元6进行数据传输，虚拟正面吊单元6虚拟的正面吊根据数字量信号21、方向盘信号22、脚踏板信号23和手柄信号24进行动作。进一步的，工程模拟器监控单元1包括指示灯单元11、第二plc控制器12和传感器单元13，所述第二plc控制器12与第一plc控制器33通过通信单元4连接，所述指示灯单元11与第二plc控制器12的输出端连接，所述传感器单元13与第二plc控制器12的输入端连接。第一plc控制器33与第二plc控制器之间传递数据，数字量信号21、方向盘信号22、脚踏板信号23和手柄信号24在工程模拟器监控单元1中显示，工程模拟器监控单元1中的传感器单元13的数据发送至第一plc控制器33，例如设定的油温过高时，工程模拟器驾驶单元2和虚拟正面吊单元6会进行报警。进一步的，工程模拟器监控单元1还包括显示器14，所述显示器14与第二plc控制器12电性连接，显示器14可播放正面吊的操作步骤，对于传感器单元13的数据进行显示。其中，如图3所示的传感器单元13包括温度传感器131、压力传感器132和角度传感器133。为了提高通信效率，通信单元4采用can通信。此工程模拟器的自动控制系统还包括人面部捕捉系统7，所述人面部捕捉系统7与工控机31电性连接。通过人面部捕捉系统7捕捉坐在驾驶室上的人面部转向，并在虚拟正面吊单元6中的虚拟正面吊进行转向视角的切换。另外，工程模拟器的自动控制系统还包括报警单元8，所述报警单元8与工程模拟器监控单元1和电控柜单元3电性连接。设置的报警单元，对于人员的误操作，能够及时进行示警。

如图4所示为基于上述控制系统的正面吊模拟器的硬件结构。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进，这些改进也应视为本发明的保护范围。