一种电气控制系统运检操作训练综合模拟系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及操作训练模拟领域，特别涉及一种电气控制系统运检操作训练综合模拟系统及方法。
【背景技术】
[0002]随着工业化进程推进，电气设备运行及检修是现代职业教学重点科目，现有的电气设备运行及检修教学模拟训练系统中运行操作和检修操作相对分离，操作员不能在检修操作过程中，结合运行故障实时进行检修，且仿真运动效果、视觉效果和沉浸效果不理想。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种电气控制系统运检操作训练综合模拟系统及方法，解决现有技术中存在的上述问题。
[0004]本发明解决上述技术问题的技术方案如下:
[0005]—种电气控制系统运检操作训练综合模拟系统，包括操作及视景子系统、电气控制子系统、电气故障检测及维修子系统和总控制子系统。
[0006]所述操作及视景子系统，其用于提供仿真的操作环境，根据总控制子系统配置的电气设备运行任务指示操作员进行操作，采集运行操作数据，并传递给电气控制子系统和总控制子系统，还用于根据电气控制子系统反馈的运行操作驱动数据计算生成运行视景并显不O
[0007]所述电气控制子系统，其用于模拟电气设备的电气控制系统，根据运行操作数据执行相应动作，产生运行操作驱动数据，反馈给操作及视景子系统。
[0008]所述电气故障检测及维修子系统，其用于根据总控制子系统设置的发生故障的类型驱动电气控制子系统发生故障，致使操作及视景子系统反馈运行故障；显示电气控制子系统的运行状态；并进行故障检测操作及故障维修操作。
[0009]所述总控制子系统，其用于动态设置操作及视景子系统的电气设备运行任务，实时存储运行操作数据，并评估运行操作；还用于动态设置电气控制子系统发生故障的类型，实时存储故障维修操作数据，并评估故障维修操作。
[0010]本发明的有益效果是:操作员可单独进行运行操作，且在进行检修操作时，将运行操作和检修操作相结合，根据运行故障和运行状态实时进行检修操作，模拟真实性强。
[0011 ] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0012]进一步，所述操作及视景子系统包括操作室、视景服务器和视景显示器。
[0013]所述操作室，其用于进行运行操作，采集操作员的运行操作数据，并传递给电气控制子系统和总控制子系统；所述操作室为真实电气设备操作室，包括真实的操作员座椅和真实的联动操作台。
[0014]所述视景服务器，其用于根据电气控制子系统反馈的运行操作驱动数据计算生成听觉效果3D运行视景；所述视景服务器包括运行视景生成模块、力学模拟模块、3D图形计算模块和音效模拟模块；所述运行视景生成模块，其用于根据运行操作驱动数据生成2D运行视景；所述力学模拟模块，其用于对2D运行视景中的元素进行力学运算产生力学效果2D运行视景；所述3D图形计算模块，其用于将力学效果2D运行视景转换为3D运行视景；所述音效模拟模块，其用于增加3D运行视景的听觉效果生成听觉效果3D运行视景，其中所述听觉效果包括电气设备运行声音和/或港口环境声音。
[0015]所述视景显示器，其用于显示所述听觉效果3D运行视景。
[0016]采用上述进一步方案的有益效果是，听觉效果3D运行视景，仿真运动效果、视觉效果和沉浸效果好。
[0017]进一步，所述电气控制子系统包括PLC组件和与所述PLC组件连接的变频器组件或继电器组件。
[0018]采用上述进一步方案的有益效果是，为达到模拟的高真实性，电气控制子系统中组件采用真实电气控制系统的变频器；另一方面，为简化模拟系统的数据处理复杂程度，也可采用继电器替代变频器。
[0019]进一步，所述电气故障检测及维修子系统包括故障模拟机、仪表显示屏、故障检测区和故障维修模块。
[0020]所述故障模拟机，其用于根据总控制子系统设置的发生故障的类型驱动电气控制子系统相应组件异常工作，电气控制子系统发生故障，致使操作及视景子系统反馈运行故障；其存储有多种类型故障，并通过软件升级模式添加新类型故障。
[0021]所述仪表显示屏，其用于显示所述电气控制子系统的运行状态仪表图或运行原理图。
[0022]所述故障检测区，其用于操作员用测量工具进行故障检测操作；所述故障检测区具有对应电气控制子系统运行原理图的多个测量触点，并且所述测量触点的电压或电流状态由所述故障模拟机控制。
[0023]所述故障维修模块，其用于驱动异常工作组件正常工作进行故障维修操作，并将故障维修操作数据传递给总控制子系统。
[0024]进一步，所述总控制子系统还用于使用PLC编程工具自定义编写电气控制子系统中PLC组件的控制内容，使用CMS监控所述电气控制子系统的运行。
[0025]本发明的另一技术方案如下:
[0026]—种电气控制系统运检操作训练综合模拟方法，包括:
[0027]运行模拟:
[0028]总控制子系统动态设置操作及视景子系统的电气设备运行任务；操作及视景子系统根据总控制子系统设置的电气设备运行任务指示操作员进行操作，采集运行操作数据，并传递给电气控制子系统和总控制子系统；电气控制子系统根据运行操作数据执行相应动作，产生运行操作驱动数据，反馈给操作及视景子系统计算生成运行视景并显示；总控制子系统实时存储运行操作数据，并评估运行操作。
[0029]检修模拟:
[0030]总控制子系统动态设置电气控制子系统发生故障的类型；电气故障检测及维修子系统根据总控制子系统设置的发生故障的类型驱动电气控制子系统发生故障，致使运行模拟中操作及视景子系统反馈运行故障；并显示电气控制子系统的运行状态；操作员根据所述运行故障和运行状态，在电气故障检测及维修子系统上进行故障检测操作及故障维修操作；总控制子系统实时存储故障维修操作数据，并评估故障维修操作。
[0031 ] 在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
[0032]进一步，所述运行模拟【具体实施方式】包括:操作室采集操作员的运行操作数据，并传递给电气控制子系统和总控制子系统；电气控制子系统根据运行操作数据执行相应动作，产生运行操作驱动数据，反馈给视景服务器；视景服务器的运行视景生成模块根据操作驱动数据生成2D运行视景，力学模拟模块对2D运行视景中的元素进行力学运算产生力学效果2D运行视景，3D图形计算模块将力学效果2D运行视景转换为3D运行视景，音效模拟模块增加3D运行视景的听觉效果生成听觉效果3D运行视景；视景显示器显示听觉效果3D运行视景；其中所述操作室为真实电气设备操作室，包括真实的操作员座椅和真实的联动操作台；所述听觉效果包括电气设备运行声音和/或港口环境声音。
[0033]进一步，所述电气控制子系统包括PLC组件和与所述PLC组件连接的变频器组件或继电器组件。
[0034]进一步，所述检修模拟【具体实施方式】包括:故障模拟机根据总控制子系统设置的发生故障的类型驱动电气控制子系统相应组件异常工作，电气控制子系统发生故障，致使运行模拟中操作及视景子系统反馈运行故障；仪表显示屏显示所述电气控制子系统的运行状态仪表图或运行原理图；操作员根据所述运行故障和运行状态，用测量工具在故障检测区进行故障检测操作；并通过故障维修