[发明专利]一种船舶燃油分油机操作实训仿真系统

说明书

技术领域

本发明涉及船舶燃油净化系统，特别是一种燃油分油机操作实训仿真系统。

背景技术

随着工业化进程的加快，能源作为经济发展中的重要角色，如何节约能源充分利用资源是备受关注的，尤其在远洋船舶运输上。为船舶动力系统提供高品质、低成本、环保节能的燃料油是现代航运事业发展的重要保证。分油机是船舶燃油净化系统中必设的专用设备，熟练掌握分油机的操作要领、维护知识和故障分析处理能力显得尤为重要。

在科学技术飞速发展的今天，计算机模拟仿真技术己经成为对许多复杂系统进行分析、设计、试验、评估的必不可少的手段，它以数学理论为基础，以计算机和各种物理设施为设备工具，利用系统模型对实际的或设想的系统进行试验仿真研究的一门综合技术，主要有物理仿真、数字仿真和物理-数字混合仿真等方法。船舶燃油分油机系统不仅在不同的工作过程中分油机内部相应的动态响应是很难观测的，例如分油机的托盘是否托起，油水分界面的具体位置，分油机出现故障时必须拆卸分油机才能确定故障原因等，而且实船燃油分油机系统管道错综复杂，这就对船舶管理人员的技术水平和熟练程度提出了更高的要求。因此，将计算机模拟仿真技术应用在船舶燃油分油机系统中，设计燃油分油机仿真系统可以有效地解决此类问题。

分油机系统实船上培训存在很大的局限性，不仅资源消耗大，而且维护费用比较高，采用模拟训练成为摆脱各种局限培养现代轮机管理人才的重要途径。为数不多的船舶燃油分油机仿真系统的模拟器大都以硬件为主，有诸多的使用缺点，需要一定的实验条件，稳定性差、故障率高、二次开发困难，甚至由于误操作也可能引发事故，维护成本也比较高。纯软件系统与实船上的燃油分油机系统环境差异较大，很容易造成学员脱离船舶实际环境。目前，能够逼真地模拟实船环境且真实地反映分油机工况的半实物船舶燃油分油机操作实训仿真系统却是尚无先例。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种可以模拟船舶燃油分油机在不同工况和突发事故的培训，可实现与实船燃油分油机控制箱相似操作功能的燃油分油机操作实训仿真系统以及其工作方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种船舶燃油分油机操作实训仿真系统，包括燃油管路仿真系统、分油机仿真系统、过程仿真支撑平台和燃油分油机控制箱，所述的燃油管路仿真系统、分油机仿真系统、过程仿真支撑平台安装在一台或几台计算机内，所述的过程仿真支撑平台包括算法与模型库模块和数据采集模块，所述的燃油管路仿真系统和分油机仿真系统分别通过以太网通信与过程仿真支撑平台的算法与模型库模块实现数据的相互连接，所述的过程仿真支撑平台的数据采集模块利用CAN采集卡通过CAN总线与燃油分油机控制箱通信连接；

所述的燃油管路仿真系统和分油机仿真系统均以二维图片的形式分别剖析燃油管路系统和分油机系统的详细结构，合理布局，燃油管路系统和分油机系统共有的结构部件采用全局变量关联，分别包含管网数学模型和分油机数学模型，不仅显示分油机的工作状态、模拟分油机故障报警，而且实时显示分油机系统的温度、压力和流量参数；

所述的过程仿真支撑平台是面向对象的、基于模块化的生产过程仿真与控制支撑系统，包括图形化建模模块、过程控制建模模块、教练员/工程师站交互模块，操作员站的通信接口及其它设备的通信接口，具有图形建模、建模方便灵活、支持在线调试、人机交互采用全汉化环境/多窗口界面/鼠标操作和系统的维护、扩充容易的特点，实现算法库管理、模块库管理、图形文件管理和变量库管理功能；

所述的燃油分油机控制箱是基于单片机设计开发的与实船一致的控制箱，主要包括分油机控制单元EPC50控制面板、分油机电机电流表、用于故障报警的蜂鸣器、分油机启动/停止/紧急停车按钮灯和三台分油机相应的切换按钮灯，用半实物模型构造真实的分油机控制箱操作环境；

所述的CAN采集卡是PISO-CAN400-D隔离4口CAN总线通讯卡，它有2-4个独立的CAN总线通讯口，带有9针D型插头和带有5针螺钉接线端子，内置光隔离保护，可编程传输速率高达1Mbps，每个口可用跳线选用120Ω终端电阻，可实现直接存储器交换到CAN控制器，且即插即用。

本发明所述的燃油管路仿真系统、分油机仿真系统、过程仿真支撑平台都是采用VisualC++语言开发。