[發明專利]一種虛實結合的起重機電控模擬系統

有效

• 申請號: 201710108818.9
• 申請日: 2017-02-27
• 公開（公告）號: CN106781928B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 王國賢;顏槐;李暢
• 申請（專利權）人: 武漢科碼軟件有限公司
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 鄧佳

本發明涉及一種虛實結合的起重機電控模擬系統，主要由實體電路、虛擬電路、交互系統組成，實體電路主要是模擬實際的機構而設置的一路實體電路，主要功用是負責再現仿真訓練器中被模擬的起重機某一機構應有的電氣動作；加強學員的感性認識。虛擬電路主要由通過PC軟件模擬的電路和模擬的儀表顯示屏以及相關的電器柜服務器組成，虛擬電路主要是作為實體電路的補充，減少布置實體電路所需要的成本，降低故障率，并且通過虛擬電路模擬出相應的電氣動作，給予學員操作應得到的反饋。交互系統包括教師端控制系統、電氣故障設置系統和實體聯動臺以及虛擬視景系統。實現一機多用、降低模擬設備成本、更新升級便捷，增強學員感性認識的目的。

技術領域

本發明涉及起重機操作維修領域的培訓教學技術領域，具體涉及一種虛實結合的起重機電控模擬系統。

背景技術

隨著虛擬現實技術、計算機仿真技術、傳感器技術、多媒體技術、自動化技術的發展，起重機操作維修綜合仿真訓練系統應運而生。起重機電控模擬系統作為起重機綜合仿真系統的重要部分，直接決定仿真訓練效果。它是對實際的起重機電控系統進行模擬，以利于受訓者掌握PLC、變頻器、電動機、聯動臺等諸多電氣控制元件如何構成一個完整的電氣控系統以及它如何與起重機的運行工況相協調，如何調試、查找和排除電氣故障等。最初的起重機電控模擬系統采用了小比例模型的思路，即完全對應實機采用多路實體電路進行仿真。這種方式，有利于增強受訓者的感性認識，但是占用場地設施多，成本較高，且系統不易更新升級。隨著軟件技術的發展，電氣柜及各種電氣元件可以用3D模型取代，電氣元件的狀態變化的內在邏輯也可以用軟件實現，因而模擬用的實物電氣系統也可以軟件化，從而構成完全軟件化的電控模擬系統，以節約場地和成本，并便于系統更新升級，但也存在明顯的不足之處：缺少了增強感性認識的環節。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術提供一種虛實結合的起重機電控模擬系統，實現一機多用、降低模擬設備成本、增強學員感性認識的目的。

本發明的基本原理是，考察實際起重機電氣控制系統，其重要特點是系統可以視為由多個相互獨立的回路組成，每個回路的電氣工作原理和元件組成幾乎相同，都是根據聯動臺的操縱信號，送入PLC處理后，給變頻器發出控制指令，最終由變頻器驅動電動機完成使相關機構正確運轉的功能。因此，我們可以在完全軟件化的電控模擬系統的基礎上，采用虛實結合的方法，將其中的某一路保留由實物電氣元件組成，讓受訓者從這一路實物子系統中獲得應有的感性認識，其他各路則采用虛擬的軟件化的方式實現。

本發明解決上述問題所采用的具體技術方案為：一種虛實結合的起重機電控模擬系統，主要由三部分組成：實體電路部分、虛擬電路部分、交互系統部分，

所述的實體電路部分，主要是模擬實際的機構而設置的一路實體電路，由真實的電動機、變頻器、PLC系統及相關的繼電器組成，其主要功用是負責再現仿真訓練器中被模擬的起重機某一機構應有的電氣動作；加強學員的感性認識。

所述的虛擬電路部分，主要由通過PC軟件模擬的電路和模擬的儀表顯示屏以及相關的電器柜服務器組成，虛擬電路主要是作為實體電路的補充，減少布置實體電路所需要的成本，降低故障率，并且通過虛擬電路模擬出相應的電氣動作，給予學員操作應得到的反饋；所述PC軟件模擬的電路是在軟件中實現相應的電氣邏輯，將其他機構的電氣動作轉換成相應的電信號輸送到已有的實體電路中，并給出實際的電氣動作；模擬的儀表顯示屏是顯示出仿真訓練器運行的仿真參數；如速度、位移等相關量。電器柜服務器主要是與其他系統進行通訊。