技术领域
[0001] 本实用新型涉及船舶模拟
操作系统，特别是涉及一种船舶辅助锅炉模拟器。
背景技术
[0002] 船舶辅助锅炉是用于产生
饱和蒸汽，以满足加热燃油、滑油、暖机及日常生活需要的重要设备。随着船舶自动化程度不断提高，在对使用管理人员进行锅炉控制系统操作技能培训时，由于受条件所限，无法满足使用管理人员实船操作的需求，而且在船舶现场进行实践操作受系统完整性和安全保证措施的影响，也不允许反复进行操作和出现不必要的误操作。船舶辅助锅炉作为特种设备其实装训练无法模拟一些复杂的情景，如复杂报警显示、设备与系统的严重故障等，开发实物模拟器存在投入成本较大、建设周期较长、维护保养要求较高等特点。此外，船舶辅助锅炉也是三管轮、技工等船员、海员考证的重要内容。为高质高效地培养船舶辅助锅炉操作维护管理人员，解决实装培训中难以克服的问题，利用计算机仿真、组态技术等多项技术，构建了船舶辅助锅炉运行仿真数学模型，并开发了
人机交互界面，本船舶辅助锅炉实训装置可反复操练在实装上比较困难甚至禁止的训练内容，缩短了人员培训的时间，达到了较好的培训效果。
发明内容
[0003] 本实用新型要解决的技术问题是：开发实物船舶辅助锅炉模拟器，投入成本较大、建设周期较长、维护保养要求高，如何降低投入成本，减少建设周期，降低维护保养成本。
[0004] 本实用新型的目的是提供一种船舶辅助锅炉模拟器。此目的是通过如下方式实现的：
[0005] 一种船舶辅助锅炉模拟器，包括：人机交互系统、建模仿真系统、网络
接口系统；所述人机交互系统用于实现各种交互界面设计和操控盘台的监控功能；所述建模仿真系统在SimuEngine仿真
支撑平台中实现船舶辅助锅炉运行仿真，其包括锅炉工作模拟模
块，根据其数学模型编制仿真模块，并设置故障变量，利用SimuEngine故障设置和管理功能开展故障模拟与处置训练；所述操控盘台上设有和实际船舶辅助锅炉控制箱外观相仿的
开关、仪表、指示灯I/O设备；所述人机交互系统通过网络接口系统连接所述建模仿真系统、操控盘台、PLC，所述PLC通过网络接口系统连接操控盘台。
[0006] 进一步地，所述I/O设备包括开关量输入设备、开关量输出设备、模拟量输入设备及模拟量输出设备。
[0007] 进一步地，所述锅炉工作模拟模块包括点火及扫
风模块、给
水及“叫水”模块和燃烧控
制模块。
[0008] 进一步地，所述人机交互系统包括人机交互界面、声模拟系统及数据的采集、存储模块。
[0009] 进一步地，所述操控盘台上设有交互监控显示模块、操作按钮及警示模块。
[0010] 进一步地，所述交互监控显示模块包括给水压
力显示模块，燃油进口压力显示模块、燃油出口压力显示模块和
蒸汽压力显示模块、管系及
阀件显示模块、锅炉及附件显示模块、
机舱背景显示模块。
[0011] 进一步地，所述操作按钮及警示模块包括选择开关，启动复位、燃烧停止、消音、声光测试按钮，水
泵、风机、油泵、燃烧正常、水位过低、故障熄火和气压过高指示灯。通过操控盘台按钮、指示灯以及交互监控画面可以在操控时实时观察出目前模拟器的运行状态。
[0012] 本实用新型的有益效果是：
[0013] (一)缩短了开发周期，降低了开发成本，使模拟器有更加广阔的市场前景；
[0014] (二)采用模块化设计，提高了系统的维护性和可扩展性，同时系统的
稳定性也得到了增强；
[0015] (三)可进行故障模拟和处置训练；
[0016] (四)采用组态
软件和声模拟系统，提高了模拟器的真实感。
附图说明
[0017] 图1是本实用新型船舶辅助锅炉模拟器架构图；
[0018] 图2是船舶辅助锅炉操控盘台示意图；
[0019] 1-水泵，2-风机，3-油泵，4-燃烧正常，5-水位过低，6-故障熄火，7-气压过高，8-启动复位，9-燃烧停止，10-消音，11-声光测试，12-声报警，13-电源，14-自动，15-停止，16-手动扫气，17-燃烧控制，18-点火燃烧，20-停止，21-自动，22-手动，23-给水控制。
具体实施方式
[0020] 下面结合附图通过
实施例来对本实用新型进行详细说明。
[0021] 一种船舶辅助锅炉模拟器，包括：人机交互系统、建模仿真系统、网络接口系统；所述人机交互系统用于实现各种交互界面设计和操控盘台监控功能；所述建模仿真系统在SimuEngine仿真支撑平台中实现船舶辅助锅炉运行仿真，其包括锅炉工作模拟模块，根据其数学模型编制仿真模块，并设置故障变量，利用SimuEngine故障设置和管理功能开展故障模拟与处置训练；所述网络接口系统将建模仿真系统、PLC和人机交互系统连接在同一级以太网上，各PLC的I/O接口模块连接至操控盘台，形成一个以交换机为中心的星形拓扑结构；所述操控盘台上设有和实际船舶辅助锅炉控制箱外观相仿的开关、仪表、指示灯I/O设备。
[0022] 人机交互系统采用KingView6.5，实现各种交互界面设计和
硬件设备系统的监控。
[0023] KingView6.5提供了良好的用户开发界面和简捷方便的使用方法，拥有子图库，通过直接调用 子图可以便捷地组态所需要的画面。通过采集操控盘台的开关量和模拟量
信号，经过仿真计算机运算，将产生的
控制信号经PLC送至操控盘台I/O设备，实现硬件设备系统的监控功能。操控盘台上设有和实际船舶辅助锅炉控制箱外观相仿的开关、仪表、指示灯I/O设备，并连接于PLC的各I/O模块。通过将船舶辅助锅炉模拟器人机交互系统基本功能进行分解并模块化，同时进行界面的显示、声音的模拟、数据的采集存储、内部逻辑程序的执行和其他程序的协作通讯等，提高了模拟器开发效率和系统的可维护性。
[0024] 建模仿真系统在SimuEngine仿真支撑平台中的实现采用模块化的方法，仿真平台软件SimuEngine基于C/S结构，具有多流程支持功能可以在硬件系统上同时开发或运行不同的仿真系统。系统开发可采用多人分布式协同开发和协同仿真方式。利用层次分解的方法，船舶辅助锅炉运行仿真系统包括点火及扫风模块、燃烧
控制模块、给水及“叫水”模块等，根据其数学模型编制仿真模块，并设置故障变量，利用SimuEngine故障设置和管理功能开展故障模拟与处置训练。模块间的数据流动通过公用变量
数据库实现。模块化建模方法可降低建模的复杂性，缩短建模时间，增加模型的通用性。
[0025] 网络接口系统采用TCP/IP协议，将仿真计算机、操控盘台和PLC接口系统连接在同一级以太网上，PLC的I/O模块连接至操控盘台I/O设备。仿真计算机求解数学模型、产生控制
请求，然后通过网络接口系统与操控盘台实现通讯。采用可编程序
控制器PLC作为模拟器接口系统，由于PLC从硬件到软件，从设计到制造都考虑到了抗干扰的问题，采用各种措施切断或阻塞了干扰源，提高并保证了整个系统的可靠性，也大大提高了整个训练系统的抗干扰能力。PLC还增强了系统的可靠性和可扩展性。在确定每个PLC将要负责的变量类型和数量后，根据需要来组装PLC。PLC输入/输出单元是连接CPU与现场I/O设备的
桥梁。I/O模块包括：开关量输入、开关量输出、模拟量输入、模拟量输出。每个I/O模块在
机架上的
位置确定好之后其单元号也随之确定。PLC会根据单元号为其在工作数据
存储器中的核心I/O区分配相应的地址用于保存数据。
[0026] 上述实施例仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。在上述说明的
基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动，凡是属于本实用新型的技术方案所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之列。
