SoftPLC在船舶主机遥控物理仿真模拟器中的应用

船舶的操控需要驾驶员在驾驶台上完成,由此使得驾驶台始终不能离人。为实现船舶机舱无人值守的目标,主机遥控方式随之出现。在船舶主机遥控物理仿真模拟器的设计开发过程中,可对先进的SoftPLC进行应用,以此来实现模拟器的控制。基于此,本文从SoftPLC系统的特点及功能介绍入手,对主机遥控物理仿真模拟器中SoftPLC的应用进行论述。在模拟器的设计中除应用SoftPLC之外,还采用了PIMS组态软件,实现双重控制。     

SMSC-2006型轮机模拟器主机仿真建模

主机参数模型是轮机模拟器的软件核心,开发轮机模拟器仿真软件之前必须首先搭建好能适用于主机各工况下的实时参数模型。本文采用现有船机桨物理计算公式和船舶阻力经验计算公式建立了SMSC-2006型轮机模拟器船舶主柴油机工作的船机桨能量平衡模型;采用参数矩阵变换和牛顿插值法建立了主机实时仿真模型和主机实时故障模型。这些模型能满足轮机模拟器的仿真精度和持续运行要求,实时计算出了各工况下主机的各种热工参数,还可以实时仿真主机的典型故障。     

主机控制台三维视景建模及起动控制仿真研究

基于Web3D虚拟轮机模拟器的研究与开发是仿真器研制的热点。主机控制台的三维视景建模及起动控制的交互仿真是这种新型轮机模拟器的重要组成部分。文章从建模工具的采用、三维控制台数学模型的建立、控制台动画效果的实现等方面分析主机控制台的构建过程;详细阐述了主机起动控制仿真过程的设计思路及人机交互的方式,全面分析建模与仿真过程的整体结构及实现方式,以达到远程、网络式的教学与培训之目的。     

SoftPLC技术在舰船主机遥控系统仿真模拟器开发的应用

主机遥控是现代船舶的重要标志,是实现无人值班机舱的充要条件。SoftPLC是唯一基于PC的开放结构的控制产品,替代了以往的电子、气动、液压或继电器的逻辑和数字运算功能。基于此,本文基于SoftPLC,用软件编程的方法研制1套船舰主机遥控装置,并实现对舰船主机遥控物理仿真模拟器的控制。     

基于PIMS的船舶燃油净化系统动态仿真

目前,大型船舶如运输船、LNG船、军舰等均采用柴油主机作为动力产生装置,由于成本和功率等问题,船舶柴油主机通常采用重油作为燃料。尽管重油可以为船舶节省成本,产生强大的推进动力,但重油含有大量的水分、杂质颗粒等杂物,且杂质越多重油的粘度也越大,不利于船舶柴油主机的效率和使用寿命。因此,在船舶柴油主机系统配备燃油净化系统非常有必要。本文主要针对船舶燃油净化系统的动态仿真问题,利用组态组件PIMS开发了燃油净化系统的动态模拟器,并对该模拟器的原理与组成进行详细介绍。     

柴油主机数学模型及转速控制系统仿真研究

为了便于航海科研及教学,使学生充分了解船舱各设备之间的协调工作原理及自动化功能,轮机模拟器现已得到广泛应用。在研发轮机模拟器时,建立船舶柴油主机数学模型是重点研究内容之一。本文结合轮机模拟器实际研发流程,对一体化柴油主机进行一阶及二阶滞后数学建模,并基于PID,分析其转速控制系统。     

三位协同下船舶主机起动备车仿真研究

以全回转港作拖船为研究对象,针对船用柴油机的备车起动过程,建立船舶操控的三位协同环境,利用船舶驾驶模拟器,将由虚拟手操作得到的主机备车起动系统运行控制指令以ADO通信方式存储到数据库中,利用Lab VIEW SQL Toolkit的数据通信,将得到的控制指令在Lab VIEW上实时显示.以Matlab/Simulink建立船用柴油机起动准备逻辑和起动鉴别逻辑,以及主机供油量、转矩、转速的仿真数学模型,将实船参数代入进行实时动态仿真,实现了船用主机起动逻辑控制模拟,其输出的主机起动转速与时间的关系曲线可以指导船员在船舶驾驶模拟器的操作训练中很好地控制船用柴油机的逻辑起动过程,从而达到训练船员的目的.     

船舶模拟器

在2000年上海高新技术成果展览会上，由上海海运学院研制的SMSC-2000型轮机模拟器、船舶主机遥控装置故障诊断与查询计算机分析系统、综合船舶操纵模拟器受到参观者的青睐。     

大型集装箱船舶轮机模拟器主机标定工况仿真建模的研究及实现

结合上海海运学院重点实验室科研项目ＳＭＳＣ－２０００型轮机模拟器的研制工作，对轮机模拟器的仿真对象第三代集装箱船的ＨＩＴＡＣＨＩＢ－ＭＡＮ－Ｂ＆Ｗ６Ｌ８０ＭＣ主机的热工参数进行仿真计算，利用“容积法”建立主机标定工况模型。     

基于可编程与组态技术的船舶主机操控模拟器

网络、虚拟现实和数据库技术在海船船员实操训练与评估过程中的应用是轮机模拟器发展的热点之一.采用PIMS组态软件搭建具有交互功能主机及其组成系统的场景界面,运用PLC技术设计集控台等物理仿真平台主动力装置的操控逻辑,利用以太网技术建立组态场景与PLC物理平台之间的通信联系,完成软、硬操相结合,以软操为主,具有主机操控训练与故障分析功能仿真模拟器的开发与应用.该模拟器满足评估大纲的要求,经海事主管机关测试,培训机构使用后,取得令人满意的效果.     

无人机训练模拟器设计

无人机装备部队后,必须通过大量的飞行训练才能使其形成一定的战斗力.依靠真实无人机进行训练虽然训练效果好,但费用高、风险大.使用无人机模拟器町完成无人机的各种训练操作程序,既满足训练要求,又节约训练费用、降低风险.通过设计一种无人机训练模拟器,介绍模拟器的组成和原理,对构成模拟器的各个组成模块的功能进行了详细的阐述.     

触控式航海模拟器人机交互系统优化设计

触控操作便捷高效,已成为下一代船舶驾驶台操控的趋势,为适应实船操控的发展,提高船员培训效率,节约培训成本,减少硬件人机交互系统损耗的目的,在航海模拟器中很有必要开发触控式人机交互系统.以V.Dragon-4000型航海模拟器硬件人机交互系统为参考,采用WPF框架搭建软件人机交互系统界面,运用C#语言后台编写逻辑实现交互功能.优化设计的触控式人机交互系统操作灵敏、形象逼真,且可以根据操作需要改变界面大小,经接入到航海模拟器进行检验,可以替代硬件人机交互系统在航海模拟器中使用.与原有交互系统进行比较,该交互系统可以提高航海模拟器的运行效率.     

基于IEAS平台的轮机模拟器主机遥控模块的开发

阐述了以MS Visual Studio为开发环境,以IEAS仿真系统为仿真平台,2H-4000型轮机仿真训练器的主机遥控系统模块的组成、工作流程以及其逻辑实现过程,完成了2H-4000型轮机仿真训练器的主机遥控系统模块的开发.     

船舶驾驶模拟器操纵及监控报警系统仿真

针对船用柴油机的运行起动操作训练,介绍了基于 LabVIEW 与 PLC 实现的船舶主机遥控起动的系统结构及其功能特点。在模拟器上通过 LabVIEW 与 PLC 之间的数据通信,实现船舶柴油机的起动操纵多种逻辑控制的模拟,建立了船舶柴油机虚拟起动仿真平台,并利用 LabVIEW SQL Toolkit 的数据通信,使用内置数据采集卡的计算机和 LabVIEW 编程语言建立了一套基于 SQL 数据库的船舶监控报警系统。该系统可给出船舶柴油机在起动操纵时参数的物力变化仪表显示量,以及操纵过程中视景变化的效果。     

救助船模拟器原型机关键技术研究

针对大风浪条件下救助船操纵训练的要求，有必要开发针对救助船的操纵模拟器。相比于传统的通用船舶模拟器，救助船模拟器原型机系统中引入六自由度平台运动系统，基于UDP协议传输船舶姿态数据实现实时体感模拟功能，可以模拟船舶在大风浪条件下剧烈摇动的操船环境，提高模拟训练的真实感。此外，系统中引入救助作业模拟模块的思想，可以更好地评估、训练船员在恶劣海况下配合其他救助人员完成救助任务的能力，提高执行海上救助任务的成功率与效率。     

基于AMPCI-9110数据采集卡的模拟罗经控制

本文设计了一种模拟罗经的控制方式,以AMPCI-9110型数据采集卡为核心,以较低的成本和简单的外围电路,实现模拟罗经的转向和转速控制,并对模拟罗经的实际转动角度进行实时检测。该方案对船艇操纵模拟器的研究具有一定的指导意义。     

基于WinCE的嵌入式主机遥控模拟装置设计

提出了一种用于全任务轮机模拟器的半实物主机遥控模拟装置的实现方案,设计并制作了AutoChief C20系统硬件;在Windows Embedded CE 6.0开发环境下,应用Visual Studio.Net 2005开发了人机界面及控制功能。实际应用表明,所开发的系统网络结构简单,具有较高的仿真一致性、实时性、可靠性,满足实时仿真及模拟训练要求。     

一种新型船舶机舱训练中心的构造方案

本文介绍了利用先进的信息技术构建起来的、以教学训练为目的的、将网络技术和计算机辅助教学方法集成到传统的机舱控制系统中而构建成的一种新型自动化机舱监控系统.     

万维网3D技术在轮机操纵模拟器中的应用探析

虚拟现实技术的一个重要应用就是工程训练,Web 3D技术是在互联网上实现的虚拟现实技术。将虚拟现实技术和万维网3D技术应用于轮机模拟器中,采用非沉浸式虚拟现实技术研制纯软件三维场景模拟器,具有较好的真实感,还可以节约投资和占地,降低培训成本,实现远程培训等优点,其性价比大大高于目前广泛使用的实物模拟器。论述了虚拟现实技术和仿真技术在新型轮机操纵模拟器的一般组成和性能特点,并分析其崭新的发展前景。     

海事系统VTS人员培训与认证

借鉴国外经验,提出由海事院校、模拟培训机构、各VTS中心分别完成理论基础教学与考试、模拟器演练与评估、岗位培训与签证的VTS人员培训与认证体系设想,建议建立有特色的VTS人员培训与认证体系。