(一)WM-VS/QC堆场集装箱起重机仿真操作系统

四屏现场效果图

单屏效果图

起重机仿真操作系统是一项高技术产品,融合了起重机动力学、起重机运动学、数字图像处理、计算机图形学、传感与控制技术、信息技术、现代起重机操作技术、安全操作规范等多项学科的技术内容,代表了现代职业教育的发展方向,是一种绿色环保、无碳排放、低成本的现代化起重机操作训练及考核的先进技术.

WM-VS/QC型堆场集装箱起重机仿真操作系统由驾驶室、教员台控制系统、三维成像视景系统、动力学数学模型、PLC逻辑控制系统、音响系统、教学投影系统,网络通讯系统等模块组成.其工作原理如图2-1所示.

图2-1 半实物仿真系统工作原理图

其中,教员台控制系统为整个仿真系统的控制者,各个部分的运作可由它通过发送命令数据来控制,同时它也是数据传输的中转站.教员台系统接受来自PLC的数据,包括来自操纵台的数据,并实时发送给视景系统以通过动力学模型来驱动视景.同时它接受视景系统的反馈信息,并实时反馈信息和直接控制PLC以达到控制操作台及运动平台的目的.视景系统、音响系统用来产生图像和声音,座椅振动控制系统模拟实际振动.驾驶室内有操作台、投影屏等用于训练操作.PLC直接与操纵台,在控制的同时,接受它们的信息反馈.

(2)系统硬件技术

WM-VS/QC型起重机仿真操作系统主要硬件包括:司机驾驶操作台、软件运行服务器、投影系统、教员监控台.

硬件系统中关键部件采用日本、德国进口设备,包括传感器、精确定位步进机,高精度导轨,plc编程控制器等.

(3)系统软件技术

系统系统软件系统包括有以下几个模块:

系统控制层:

1、模拟仿真服务器;

2、视景仿真系统;

3、音效仿真系统;

起重机操作层:

1、驾驶舱仿真系统;

2、模拟控制台;

教学监控与管理:

1、训练管理服务器;

2、学员管理服务器;

3、学员管理客户端;

4、学员训练数据库;

系统软件主要由仿真训练软件、考核软件、教学管理软件、环绕视景显示控制软件、操作台及其监控软件等部分组成.

(二)WM-VS/QC型起重机仿真操作系统总体功能

(1)系统能一机多用,已经具有堆场集装箱起重机的训练功能,并可再扩展-机型的训练功能.

(2)起重机驾驶操作环境取自于大型港口和大型工业企业典型车间,环境高度逼真,沉浸感非常好,座椅及手动操作台与实际起重机司机驾驶室的一样,与实际驾驶环境一致.

(3)港口起重机模拟教学设备要具有一体化教学通迅接口.

(4)该系统可生成不同气候条件的训练工况;

(5)系统已经具备良好的兼容性和可扩充性,以后可以增加-类型起重机的训练软件,而不需要增加或改变主要的硬件配置;

(6)系统具有起重机司机考试功能,考核程序和内容符合国家或行业标准,并可根据考核程序的变化而调整;

(7)系统的视景具有普通三维和立体两种显示功能,普通三维培训司机基本操作技能,立体视景培训司机的空间定位感觉,以供用户选择使用;

(8)系统设计思想新颖、设计目标明确,仅针对起重机司机的培训和考核,系统硬件组成简单、管理维护比较简便、可靠性高、稳定性好、使用方便.

(三)WM-VS/QC型起重机仿真操作系统技术规格参数

1、系统硬件技术组成及技术规格

系统硬件有:司机驾驶操作台、软件运行服务器、投影系统、教员监控台.

司机操作台就是根据实际起重机驾驶操作台改造而成,大小尺寸与实际一致;操作台上的仪表、开关、指示灯等可根据仿真训练起重机的不同类型快速更换.

软件运行服务器配置:CPUi5,内存4G,显卡1G,硬盘:320G.

投影系统为环绕式.环绕图象显示面积为4×100英寸;投影幕布位于司机操作台的正前方、正下方、左侧和右侧;其中,正下方的投影硬件支持立体图象显示.

投影仪:配置超短焦距镜头,分辨率为1280×1024,亮度为3000Lum,视景效果连续,拼接完整,在操作座椅上观察与现实中的视觉效果一致.

投影幕布为背投成像方式.

系统组合形式为拆装式;

系统整体布置占地面积为20~25平方米,动态最大高度为3米.

教员监控台主要用于实时监控学员的学习状况、设定训练参数,包括:训练记录、设定训练内容及难度,控制整个系统运行的开关等.

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