[发明专利]ME-GI双燃料电控发动机用硬件在环仿真培训系统

说明书

一种ME‑GI双燃料电控发动机用硬件在环仿真培训系统，包括ME‑GI双燃料发动机电控系统、硬件在环仿真系统、发动机实时仿真模型和虚拟人机交互系统，该硬件在环仿真系统包括故障注入系统、信号调理系统、发动机转速模拟系统和信号输入输出系统。本发明利用硬件在环仿真及虚拟仪器技术来模拟仿真发动机的运行及操作流程，具备模拟ME‑GI双燃料发动机各种工况运行的功能和故障注入功能，使培训人员能够系统、直观和沉浸式理解电控柴油机的工作原理及操作流程，具有培训成本低、性能全面和操作安全的优点，适用于操作人员及技术人员的仿真培训。

技术领域

本发明涉及船用柴油机的操作培训系统，具体涉及一种ME-GI双燃料电控发动机用硬件在环仿真培训系统，属于柴油机技术领域。

背景技术

随着智能控制在工业领域的快速发展，人们对船用柴油机的可靠性、经济性和废气排放控制日益关注，船用主机智能化程度不断提高。与此同时，船用柴油机替代燃料的研究也一直没有停止过。液化天然气是一种清洁、高效、经济、理想的绿色新能源，符合国际节能环保、低碳经济的发展方向，未来其使用量将不断加大，已引起了世界各国的高度重视，纷纷把其作为能源结构调整的目标。ME-GI新型低速二冲程船用柴油机是一种建立在ME电控型燃油喷射柴油机基础上的双燃料柴油机，其以液化天然气及柴油作为燃料，经济性好，灵活性高，废气排量低，并且具有ME型柴油机的所有功能，在LNG船市场上具有广阔的前景。

在对操作人员及技术人员进行船用发动机操作及原理的培训时，由于条件限制，无法满足每个人都能上船进行实际操作，同时船舶现场进行操作演示也受到系统完整性、安全保护性及经济性等因素制约。

ME-GI双燃料发动机实际操作培训时，需要发动机本体、辅机系统、燃油供油系统、伺服油供油系统、供气系统等实机进行真实运行，这在很大程度上会耗费大量人力物力，操作培训成本巨大，同时还存在有一定的安全性问题，并且这种实机操作培训无法模拟发动机在全工况运行时的各种故障。此外，由于ME-GI双燃料发动机零部件众多、系统复杂，真实操作时也不允许进行反复的动车、停车，同时考虑到安全性问题，发动机在动车时也不允许旁边围绕大量人员，这就在很大程度上限制了培训人员对发动机工作原理的理解。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，提供一种ME-GI双燃料电控发动机用硬件在环仿真培训系统，利用硬件在环仿真及虚拟仪器技术，使得培训人员能够系统、直观和沉浸式理解电控柴油机的工作原理及操作流程。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案如下：

一种ME-GI双燃料电控发动机用硬件在环仿真培训系统，包括ME-GI双燃料发动机电控系统、硬件在环仿真系统、发动机实时仿真模型和虚拟人机交互系统；

所述ME-GI双燃料发动机电控系统是全套真实的ME-GI双燃料发动机电控系统硬件，其能够还原现场操作环境，全面反映所述发动机的真实操作流程；

所述硬件在环仿真系统对所述ME-GI双燃料发动机、传感器、执行器、燃油系统和供气系统的数学模型和实时脚本进行解算，实现对全系统的控制；

所述动机实时仿真模型获得所述硬件在环仿真系统采集处理的发动机控制信号，通过仿真计算模拟发动机的起动、运行和停车过程，反馈和输出发动机运行的性能参数以及传感器和执行器的信号到所述ME-GI双燃料发动机电控系统和虚拟人机交互系统，使所述培训系统具有可操作性；

所述虚拟人机交互系统访问设备上运行的实时仿真程序并在线监控和采集计算产生的数据。