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应用三维虚拟现实技术的仿真培训系统
作者：董超来源：《中国新技术新产品》2016年第13期
摘要：本文简要介绍了大庆炼化公司信息中心开发的应用三维虚拟现实技术的仿真培训系统的网络架构、组成及应用。关键词：三维虚拟现实；仿真培训系统；网络架构中图分类号：TP391文献标识码：A由于传统仿真系统缺乏对现场故障现象的模拟，无法对外操进行巡检、故障排查等项目的培训。针对此问题，大庆炼化公司信息中心应用北京华康达股份公司的三维虚拟现实仿真平台开发了一系列装置仿真培训系统，本文以其中一套苯抽提装置仿真培训系统为例进行介绍。该仿真培训系统同时具备精度较高的工艺模型和逼真现场感的现场模型，满足装置全员的培训需求。苯抽提装置仿真培训系统的组成包括后台工艺模型、仿真DCS系统、2D现场站以及三维虚拟现实现场站。开发人员将不同装置的模型分别部署在各个车间的学员基站上，学员基站通过公司网络向GPRES服务器发送运行请求。GPRES服务器通过识别学员基站的静态IP地址发放不同的运行开发权限。工艺模型是整套仿真培训系统的数据源，是采用北京华康达计算机应用技术有限公司开发的过程动态仿真软件GPRES开发的化工过程模拟模型。该模型是以化工原理、化工热力学、物理化学、反应动力学等机理为基础的机理模型。设备数据来源于装置实际数据和设计数据。稳态以稳态计算软件ASPENPLUS计算的稳态数据为基础，同时拟合了冷态、稳态等多套装置设计数据和现场实际数据，与实际拟合度高，其稳态数据与现场数据误差不超过1，操作动态响应趋势、连锁响应及事故现象与实际工厂一致，动态响应过程中数据误差不超过3（主要变量误差不超过1）。通过对模型运行倍率进行调节可以缩短培训过程中的无效等待时间，例如，仿真系统按照实际开工方案1倍速度运行，从气密到完全开工正常需要7天时间，与装置实际生产基本一致，如果将运行倍率改为150倍，可在1小时内完成该系列操作。仿真DCS系统是采用EmlBase软件开发的高度仿真DCS操作系统。仿真DCS系统各界面和操作面板采用真实DCS操作系统截图为底图开发，与实际DCS操作系统完全一致。控制系统采用与实际DCS系统一致的算法，其控制系统操作与响应、联锁操作均参照真实DCS系统的操作过程开发，符合操作员操作习惯，提高主操仿真操作的逼真度。仿真DCS系统还具备实时数据显示、历史趋势查询、实时报警提示、历史报警查询等功能，使操作员进行事故演练时可r