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1、虛擬和實(shí)物相結(jié)合的船舶電站模擬器研制虛擬和實(shí)物相結(jié)合的船舶電站模擬器研制VirtualandPhysicalDevelopmentofShipPowerStationSimulator郭家建(福建船政交通職業(yè)學(xué)院，福建福州350007)摘要介紹了船舶電站物理模擬器與虛擬模擬器的結(jié)構(gòu)。采用組態(tài)與PLC相結(jié)合的方式，完成船舶電站物理模擬器的研制；選用PIMS組態(tài)軟件完成船舶電站虛擬模擬器的研制。闡述了船舶電站模擬器的功能和特點(diǎn)，整個(gè)系統(tǒng)即可以實(shí)現(xiàn)硬件實(shí)物的操作；同時(shí)還可以在PC機(jī)上進(jìn)行純上位機(jī)的虛擬操作。關(guān)鍵
2、詞：船舶電站，模擬器，組態(tài)，PLCAbstractThispaperdescribesthestructureofphysicalandvirtualshippowerstationsimulator．ItuseconfigurationandPLCtocompletephysicalsimulatorofshippowerstation，anduseconfigurationsoftwarePIMStocompletevirtualsimulatorofshippowerstation．Describi
3、ngthefunctionsandfeaturesofshippowerstationsimulator，whichcanbeimplementedhardwareoperation，whilealsooperatevirtualmachineonthePC．Keywords：shippowerstation．simulator，configuration，PLC船舶電站是船用電能的生產(chǎn)中心，也是船舶重要的動(dòng)力來該系統(tǒng)還是可以擴(kuò)展的開發(fā)平臺(tái)，在這個(gè)平臺(tái)上，可以打造各源之一，它的工作質(zhì)量直接影響全船的整體性
4、能。輪機(jī)仿真訓(xùn)練種船舶機(jī)電設(shè)備虛擬操作訓(xùn)練和評(píng)估系統(tǒng)，并發(fā)布到互聯(lián)網(wǎng)上。器是計(jì)算機(jī)實(shí)時(shí)仿真技術(shù)在航海領(lǐng)域的典型應(yīng)用，模擬器培訓(xùn)2船舶電站模擬器的硬件組成目前已成為廣大船員培訓(xùn)、考核的重要手段。船舶電站模擬器系統(tǒng)由微機(jī)硬件系統(tǒng)和微機(jī)軟件系統(tǒng)組船舶電站模擬器可分為軟、硬件結(jié)合和純軟件等兩種類型。成。微機(jī)硬件系統(tǒng)有兩部分組成：一部分是用于教學(xué)的微機(jī)局域船舶操縱模擬器歷經(jīng)三個(gè)發(fā)展階段：第一代輪機(jī)模擬器，主要以網(wǎng)系統(tǒng)，另一部分是用于模擬實(shí)際船舶電站控制系統(tǒng)運(yùn)行的船實(shí)物仿真為主，也稱物理模擬器；第二代輪機(jī)模擬器，主要
5、以半舶模擬配電屏控制系統(tǒng)。模擬配電屏控制系統(tǒng)是船舶電站模擬實(shí)物仿真為主，也稱混合模擬器；第三代將是建立在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)器系統(tǒng)的主要部分，其硬件部分是一個(gè)以Sof【PLC為核心的數(shù)境下的全軟件仿真架構(gòu)，也稱虛擬模擬器。據(jù)采集與控制系統(tǒng)，SoftPLC將船舶模擬配電屏作為外部控制物理模擬器的操作數(shù)據(jù)不能保存，不能做評(píng)價(jià)；而虛擬模擬設(shè)備。數(shù)據(jù)采集與控制系統(tǒng)有3個(gè)組成部分：SoflPLC、數(shù)據(jù)采集器缺少了真實(shí)感。虛擬與實(shí)物相結(jié)合的模擬器，在虛擬模擬器上與控制接口單元和船舶電站模擬配電屏?？梢酝瓿上鄳?yīng)的訓(xùn)練，同時(shí)實(shí)物模
6、擬器訓(xùn)練可以使學(xué)員擁有直2．1船舶電站模擬器的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成觀的體會(huì)?。為實(shí)現(xiàn)船舶電站的模擬器教學(xué)，配置了三臺(tái)PC機(jī)和一個(gè)本文采用組態(tài)與PLC相結(jié)合的方式，完成虛擬和實(shí)物相結(jié)S0ftPLCCPU模塊，四者之間構(gòu)成了一個(gè)小型局域網(wǎng)。三臺(tái)PC合的船舶電站模擬器的研制，它結(jié)合了物理模擬器與虛擬模擬機(jī)中有一臺(tái)是教師工作站，兩臺(tái)學(xué)生工作站。三臺(tái)PC機(jī)都可以器二者的優(yōu)點(diǎn)，即可以進(jìn)行實(shí)物操作，也可以完成虛擬操作。進(jìn)行PLC的在線編程，SoflPLCCPU直接控制船舶模擬主配1船舶電站模擬器開發(fā)平臺(tái)電屏、應(yīng)急配電屏和岸電箱，系
7、統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。教師工船舶電站的物理模擬器以SofcPLC為核心，通過PLC控制作站可以進(jìn)行船舶電站參數(shù)的設(shè)置，兩臺(tái)學(xué)生工作站可以進(jìn)行物理模擬設(shè)備。S礬PLC是SofcPLC公司的產(chǎn)品。SofcPLC是運(yùn)純軟件的船舶電站模擬操作。行在工業(yè)PC上的一個(gè)實(shí)時(shí)多任務(wù)控制內(nèi)核，它既有所有“硬”PLC的特性，又具有自己的特性，即開放結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。S0竹PLC系列控制器是以嵌入式CPU為核心的實(shí)時(shí)控制器，符合IEC61131—3標(biāo)準(zhǔn)，以該控制器為核心可以構(gòu)建成開放式的PLC控制系統(tǒng)。用戶可把S0ftPLC系列的控制
8、器作為專用的運(yùn)行控制器。利用TDNG組態(tài)軟件平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)PLC的程序編輯。船舶電站的虛擬模擬器采用組態(tài)的方式進(jìn)行設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)選用的組態(tài)軟件為PlMS，使用PlMS軟件，可以方便地構(gòu)造適應(yīng)自己需要的“數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)”，在任何需要的時(shí)候把生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的信息實(shí)時(shí)地傳送到控制室，并且通過局域網(wǎng)和Internet，可以在任何地方訪問實(shí)時(shí)和歷史生產(chǎn)數(shù)據(jù)，及時(shí)了解、評(píng)價(jià)生產(chǎn)情圖1船舶電站模擬器系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖況和操作水平。PIMS的基本功能是數(shù)據(jù)通訊、
