發(fā)布時(shí)間：2017-09-17 04:41

  本文關(guān)鍵詞：虛實(shí)結(jié)合船舶輔鍋爐模擬訓(xùn)練系統(tǒng)

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【摘要】：輪機(jī)模擬器的培訓(xùn)作為船員培訓(xùn)的重要項(xiàng)目之一。目前,船舶輪機(jī)模擬器還停留在第一代和第二代船舶模擬器上,其主要形式是單純以硬件為主或者單純的以虛擬的幾何模型和數(shù)學(xué)模型為主的輪機(jī)模擬器。若采用純物理模塊則其表現(xiàn)形式不夠,看不到對(duì)象,若采用虛擬的幾何和數(shù)學(xué)模型,則缺少代入感,培訓(xùn)效果不理想,很多情況下也無(wú)法滿(mǎn)足海事培訓(xùn)的一些實(shí)際功能。以船舶輔鍋爐培訓(xùn)為例,若無(wú)實(shí)物對(duì)象,則不可能達(dá)到培訓(xùn)效果,僅是空談理論。若硬件上采用真實(shí)鍋爐作為教學(xué)培訓(xùn)儀器幾乎是不可能。從鍋爐的啟動(dòng)到完全加熱蒸汽至少需要兩小時(shí),無(wú)法達(dá)到教學(xué)的效果和目的,同時(shí)鍋爐的維護(hù)保養(yǎng)也需要消耗大量人力和物力,在操作過(guò)程中也可能會(huì)存在安全事故。因此,作為第三代輪機(jī)模擬器,本研究以船用立式針形管蒸汽輔鍋爐作為研究對(duì)象,采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和PLC控制技術(shù),創(chuàng)造性的使用物理的控制盤(pán)臺(tái)控制三維幾何模型的船舶輔鍋爐,即虛實(shí)結(jié)合的船舶鍋爐模擬訓(xùn)練系統(tǒng),達(dá)到節(jié)約成本、增加實(shí)訓(xùn)效果、增強(qiáng)安全性的目的。此研究具備很強(qiáng)的創(chuàng)造性和實(shí)用性。論文的主要內(nèi)容是以輪機(jī)學(xué)院已有的三維輔鍋爐模型模擬真實(shí)的鍋爐,以國(guó)產(chǎn)PLC作為控制盤(pán)臺(tái),以組態(tài)軟件為輔助開(kāi)發(fā)工具,設(shè)計(jì)鍋爐模擬訓(xùn)練的教師工作站模塊,使用C#編寫(xiě)物理控制盤(pán)臺(tái)與船舶三維虛擬輔鍋爐的通信程序。整個(gè)系統(tǒng)的硬件配置靈活、成本低,可靠性高,實(shí)用性好,技術(shù)先進(jìn),符合“STCW78/95”公約馬尼拉修正案對(duì)船舶輪機(jī)員的培訓(xùn)要求。
【關(guān)鍵詞】：虛擬現(xiàn)實(shí) 船舶輔鍋爐 可編程控制器 船舶模擬器 組態(tài)軟件 MODBUS通信 串口通信
【學(xué)位授予單位】：集美大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：U664.5
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 引言8-12
• 1.1 課題研究的背景和意義8-9
• 1.2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀9-10
• 1.2.1 輪機(jī)模擬器研究現(xiàn)狀9
• 1.2.2 鍋爐模擬器的現(xiàn)狀9-10
• 1.3 主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)10-11
• 1.3.1 本研究主要內(nèi)容10-11
• 1.3.2 系統(tǒng)的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)11
• 1.4 論文結(jié)構(gòu)11-12
• 第2章 虛實(shí)結(jié)合船舶輔鍋爐模擬訓(xùn)練系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)12-19
• 2.1 鍋爐系統(tǒng)的介紹12-14
• 2.1.1 鍋爐本體和附屬裝置12-13
• 2.1.2 輔鍋爐系統(tǒng)及附屬裝置13-14
• 2.2 鍋爐自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)14-16
• 2.2.1 水位自動(dòng)控制14-15
• 2.2.2 燃燒自動(dòng)控制15-16
• 2.2.3 鍋爐自動(dòng)保護(hù)設(shè)計(jì)16
• 2.3 鍋爐的操作評(píng)估設(shè)計(jì)16-19
• 2.3.1 鍋爐在正常情況下的操作17
• 2.3.2 故障評(píng)估設(shè)置17-19
• 第3章 教師工作站模塊的設(shè)計(jì)19-27
• 3.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹19-20
• 3.2 組態(tài)王軟件設(shè)計(jì)20-27
• 3.2.1 鍋爐故障設(shè)置系統(tǒng)的設(shè)計(jì)20-21
• 3.2.2 設(shè)計(jì)二維管路系統(tǒng)21-22
• 3.2.3 設(shè)計(jì)鍋爐實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)22-23
• 3.2.4 教師工作站與PLC以及三維鍋爐通信的實(shí)現(xiàn)23-25
• 3.2.5 定義動(dòng)畫(huà)連接25-27
• 第4章 鍋爐控制盤(pán)臺(tái)設(shè)計(jì)27-35
• 4.1 開(kāi)發(fā)工具的介紹27
• 4.2 鍋爐控制盤(pán)臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)27-30
• 4.2.1 三維鍋爐的界面設(shè)計(jì)27-28
• 4.2.2 PLC控制器選型及I/O配置28-30
• 4.3 鍋爐控制盤(pán)臺(tái)的軟件設(shè)計(jì)30-35
• 4.3.1 組態(tài)PLC30-31
• 4.3.2 模擬量信號(hào)處理31-32
• 4.3.3 I/0 地址設(shè)定32-33
• 4.3.4 通訊程序設(shè)計(jì)33
• 4.3.5 鍋爐模擬器控制程序的設(shè)計(jì)33-35
• 第5章 虛實(shí)結(jié)合船舶輔鍋爐訓(xùn)練系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)35-44
• 5.1 軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境介紹35-36
• 5.2 三維虛擬鍋爐的實(shí)現(xiàn)36-37
• 5.3 物理盤(pán)臺(tái)與三維鍋爐通信的實(shí)現(xiàn)37-44
• 5.3.1 串口通信的實(shí)現(xiàn)37-39
• 5.3.2 Modbus通信的實(shí)現(xiàn)39-42
• 5.3.3 物理盤(pán)臺(tái)對(duì)三維虛擬鍋爐控制的實(shí)現(xiàn)42-44
• 第6章 總結(jié)與展望44-45
• 6.1 總結(jié)44
• 6.2 展望44-45
• 致謝45-46
• 參考文獻(xiàn)46-47
• 在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文情況47

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：867325