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3D数字工厂监控系统设计
2015-06-30    10:30:00
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  工业环境中高危险场合的状态监控通常采用远程自动化或无人值守方式实现,传统监控软件由组态软件及虚拟仪表等平面式监控系统构成,非但不直观而且学习和掌握时具有一定的难度,如果监控点数量大且在空间分布上存在嵌套或交叠,传统监控系统界面上的交互信息会过度密集、复杂,存在检测点很难准确并迅速进行空间定位的问题。利用虚拟现实3D技术,设计使用直观、方便,便于空间定位的工厂高危场合监控系统是一种崭新的思路。


  3D数字工厂监控系统总体设计

  3D数字工厂系统采用VC/MFC+OGRE的混合体系框架。其中三维视景渲染由OGRE;VC/MFC负责实现整个系统外框架容器的构造,虚拟仪表系统的实现,系统内部各个数据模块的通信和状态协调。监控系统的体系结构如图1所示。

3D数字工厂监控系统

  图1 3D数工厂监控系统


  3D数字工厂监控系统的主要功能子系统分别为:


  a.3D视景渲染引擎子系统。是在OGRE的基础上进行扩展开放的,包括模型管理、场景切换、3D漫游、动画管理、碰撞检测和粒子特效6个功能模块。


  b.主框架界面子系统。采用VC/MFC实现,将3D视景渲染引擎子系统嵌入此外容器框架,整个系统既支持第一人视角三维虚拟现实操作方式,也支持传统的Windows GUI(菜单、对话框)交互操作方式。


  C.虚拟仪表监控子系统。它通过系统监控数据采集总线远程获取厂区机器和仪表的状态数据,操作员在三维厂区视景内直接对仪表或机器进行交互操作,实时观测仪表的数据及其故障状况。


  d.设备故障状态模拟/仪表数据生成模拟子系统。该子系统部署在远程机器上,通过制定的网络对工厂厂房内的机器运行状态和仪表采集数据进行实时模拟。


  e.系统数据管理子系统。通过虚拟仪表监控子系统认定的重要状态数据和信息,按照用户期望的方式保存至本地SQL Server 数据库系统,为进一步的数据查询和系统分析提供支持。


  f.系统状态统计分析子系统。提供曲线绘制、报表生成及打印等必备的后置处理手段,便于用户对系统做全面、及时的分析与决策。工厂监控系统方案设计


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