[实用新型]一种3D交互式在线广义对象与实践平台

说明书

技术领域

本实用新型涉及仪器领域，特别涉及一种3D交互式在线广义对象与实践平台。 

背景技术

3D交互式在线广义对象与系统平台是面向现代工程能力培养和现代技能培训的全新一代综合实践平台。参见图1，典型的控制系统均由控制器和广义对象（包括被控对象、传感器和执行器等）两部分组成，被控对象（例如传送带等）也称工艺对象，而传感器（例如压力传感器等）和执行器（例如电机等）等是工艺部件。 

在教学（理论、实验、实训和综合设计等）、培训（就业前培训、再就业培训、岗前培训和工业训练等）、展示与表现（会展和生产过程监控等）等领域，目前典型的广义对象解决方案主要包括以下几类。 

（1）实物 

即采用完全真实的被控对象、传感器和执行器。主要问题：不同领域、不同行业、不同专业和不同层次的用户所需的被控对象种类繁多，而且很多被控对象的价格不菲；随着技术的发展、培训者的变更以及不同阶段的培训目标而引起的用户需求变更，需要不断更新和变换实物对象。 

（2）微缩模型 

即采用真实被控对象、传感器和执行器的微缩版。例如，微缩电梯和微缩停车场等。主要问题：通常比“实物”方案成本低，但也存在所需被控对象微缩模型种类繁多的问题。 

（3）简单模拟 

即采用相对简单的部件模拟被控对象、传感器和执行器。例如，用转轴模拟被控对象（例如汽车），用开关状态模拟传感器信息（例如位置），用灯的亮灭模拟执行器动作（例如电机的启停）等。主要问题：往往过于简单以至于真实性和用户体验较差。 

（4）组态软件与仿真平台 

组态（Configuration）指模块化任意组合。通用组态软件的主要特点体现在延续性、可扩充性、封装性和通用性。仿真平台按照系统的特征可分为连续系统仿真和离散事件系统仿真，按照仿真实验中所取的时间(模型时间)标尺ζ与自然时间(原型时间)标尺T之间的比例关系可分为实时仿真和非实时仿真，按照参与仿真的模型种类不同可分为物理仿真和数学仿真。主要问题：目前组态软件通常为2D模式，且为软组态；组态软件与仿真平台自身实际操作性与实践性（例如硬组态连接、故障设置与排除等功能）较差。综上所述，各实现方案特点参见表1。 

表1广义对象典型解决方案对比一览表 

实用新型人在实现本实用新型的过程中，发现现有技术中至少存在以下缺点和不足： 

上述结构实现广义对象时在成本、灵活性、用户体验与真实性、实际操作性与实践性等性能指标之间存在矛盾，无法同时在这几方面都取得较好的效果，不能很好地协调统一。 

实用新型内容

本实用新型提供了一种3D交互式在线广义对象与实践平台，本实用新型实现了广义对象同时在成本、灵活性、用户体验与真实性、实际操作性与实践性等性能指标取得优势，实现了很好的协调统一，详见下文描述： 

一种3D交互式在线广义对象与实践平台，所述平台包括：3D主机、至少一个3D广义对象显示子系统、内部通信子系统、至少一个工艺部件显示子系统、 至少一个工艺部件接口子系统、对外接口与通信子系统和电源子系统，其中， 

所述电源子系统为所述3D主机、所述3D广义对象显示子系统、所述内部通信子系统、所述工艺部件显示子系统、所述工艺部件接口子系统和所述对外接口与通信子系统提供电源；所述3D主机通过所述内部通信子系统与所述工艺部件接口子系统相连；所述工艺部件显示子系统显示所述3D主机发送的工艺部件及其引脚信息；用户根据所述工艺部件显示子系统显示的信息结合控制结构通过所述工艺部件接口子系统进行工艺部件硬组态连接；所述3D广义对象显示子系统显示所述3D主机的广义对象实时运行状态和人机交互操作界面。 

所述平台还包括：控制器子系统， 

所述控制器子系统用于与所述工艺部件接口子系统、所述内部通信子系统和用户之间的状态和信息交互。 

所述平台还包括：外部智能设备与系统， 

所述外部智能设备与系统通过所述对外接口与通信子系统分别与所述3D主机、所述内部通信子系统和所述工艺部件接口子系统通信。 

所述对外接口与通信子系统还用于对所述3D主机和所述工艺部件接口子系统的升级。 

所述工艺部件显示子系统与所述工艺部件接口子系统的个数相匹配。 

本实用新型提供的技术方案的有益效果是：