燃氣供熱鍋爐VR展示系統！
時間：2019-12-28 10:02:14
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來源：
欄目：工業vr
導讀：VR的概念是在上世紀80年代初提出來的，其中文意思就是虛擬現實，具體是指借助計算機及比較新傳感器技術創造的一種嶄新的人機交互手段，是在PBR（一種物理渲染技術）技術框架下搭建的一套虛擬現實系統。在PBR框架下，每一種特效都...
VR的概念是在上世紀80年代初提出來的，其中文意思就是虛擬現實，具體是指借助計算機及比較新傳感器技術創造的一種嶄新的人機交互手段，是在PBR（一種物理渲染技術）技術框架下搭建的一套虛擬現實系統。在PBR框架下，每一種特效都將使用更貼近自然規律甚至直接描述自然規律的算法來建立，對應的材質也將根據特效及現實視覺效果來進行修正和升級。通過PBR人們可以實現更加貼近真實自然視覺效果的體驗。
該系統比較大的特點在于它與用戶的直接交互性。在系統中，用戶可以直接控制對象的各種功能，如：鍋爐燃燒機的啟動與停止、熱網循環水泵的啟停與切換等，而系統也可以向用戶形象的反饋鍋爐機組的運行信息，如燃燒器的運行情況，燃氣壓力、煙氣含氧量等實時數據，以三維UI的方式形象的展示鍋爐機組、進出水閥、熱網循環水泵、熱網補水泵等設備的運行狀態。
熱力公司燃氣供熱鍋爐VR控制系統(以下簡稱“熱力VR控制系統”）主要功能，是基于杭州德聯科技股份有限公司的鍋爐DCS控制系統，開發的一套3D交互操作控制系統，它利用計算機圖形系統和各種顯示及控制等接口設備，以HTC Vive的顯示器/控制手柄為監視和控制中心，在計算機上生成的可交互的三維立體世界，比較大限度的模擬現實工況環境，實現爐、機集中操作控制。極大的提高了操作人員的操作體驗，使操作人員有一種身臨其境的感覺。是目前國內首套已建成投運并真正實現燃氣鍋爐安全穩定運行的VR操作控制系統，代表了目前我公司在熱力系統的設備操作、參數調整、人員培訓等方面的領先水平。
熱力VR控制系統，通過控制技術、計算機網絡技術、物聯網應用技術、VR交互技術的深度融合，實時展現了我公司棗莊熱源廠5臺58MW燃氣熱水鍋爐以及輔機的設備布局和運行情況。并且可通過手柄操作實現人員在虛擬場景中移動定位、查看設備運行信息、進行設備啟停（需現場人員配合）、運行參數調節、運行記錄查看等功能，及時對異常工況、緊急事故進行處理。該系統能有效直觀的還原現場，實現類似現場巡查、控制調節、故障分析診斷等功能。同時該系統對于員工培訓也有非常重要的意義，可以讓培訓人員在了解現場、熟悉設備、掌握流程等培訓過程中不再受到時間和空間的影響，提高培訓效率，降低企業培訓成本。
一、項目目標
項目運行后，在集中控制室內可完成機組正常運行工況的監視和調整，異常工況的報警和緊急事故處理，在少量就地運行人員的配合下，可實現機組的分階段啟停。
本系統平臺中可實現以下一些功能：
1.系統管理：提供用戶登錄、更改用戶、修改密碼和退出系統的功能。
2.運行工況管理：提供了鍋爐運行過程中的運行工況監視與查詢，以及故障統計。用戶可在三維場景內，與設備實時交互，查看鍋爐系統的各項運行參數，如進出水的溫度與壓力，燃氣的壓力與流量，煙氣的氧含量等實時數據，同時也可以以3D模型的模式顯示五臺鍋爐、進出水閥、熱網循環水泵、熱網補水泵等設備的運行狀態。
3.報警系統的反饋：當鍋爐系統運行出現故障時，三維場景內的燈光系統會顯示以紅色呼吸燈為故障狀態，僅提供報警，不聯鎖停爐。
4.曲線瀏覽：根據服務器提供的數據，顯示實時曲線和查詢設定時間段內鍋爐系統設備運行相應數據的歷史曲線。
5.鍋爐報表：為用戶提供歷史數據查詢功能，并以Excel表格形式保存在本地計算機系統內。
6.傳感器選擇：當傳感器出現故障時，用戶在三維場景內可通過與模型交互或UI（用戶操作界面）的形式，對傳感器故障進行報警選擇。
7.各類參數的設置：系統以三維UI的方式，為用戶提供各類有關鍋爐正常運行的參數設置。具體包括：鍋爐控制參數設置、報警參數設置、天氣溫度補償值、燃燒工況參數設置。
二、主要實施內容
熱力VR控制系統由“熱力VR前端控制系統”等軟件和相關硬件組成，其硬件設備主要由VR主控計算機、HTC Vive的VR互動設備、互聯網路由器、物聯網終端模塊等組成。軟件系統主要由以下幾部分組成：
1.VR交互系統UI設計，包括VR交互功能UI設計、粒子特效UI設計、模型貼圖設計、基本圖形圖像處理。
2.3D模型整體制作，包含普通模型制作、PBR模型制作、動態效果模型制作。
3.熱力VR前端展示系統，包含有UI系統、模型加載系統、燈光渲染系統、數據交互系統、資源優化系統等及相關子系統。
4.熱力VR數據通信系統，包括與遠端服務器通訊框架的搭建及數據交互協議的制定、開發與測試。
5.通訊中間模組，包括熱力VR與物聯網終端/熱力VR與組態軟件通訊中間模組的開發與測試。
三、效益分析
在項目運行后，從經濟效益角度考慮，可以使操作人員對熱源廠鍋爐及其輔機設備的安全運行、能耗指標進行實時實景全方位動態監督，提高人員操作效率，同時能有效減少熱源廠現場人員配置數量，降低人員成本消耗；對實景展示的設備進行操作，降低了人員操作過程中設備誤操可能性，減少了因誤操作所帶來的燃氣、水、電消耗，節約相應的能耗成本；豐富企業培訓手段，有效提高企業培訓效率，降低人員培訓成本。
從社會效益而言，豐富了現場故障分析診斷的手段，加快異常工況處理時間，提高供暖質量；該系統也可協助科研院校、設備生產企業研究分析鍋爐及系統的運行情況，從而進行優化系統結構，探索節能方案等方面的工作；同時對公司下一步實現智慧供熱的管網VR監控以及故障分析進行了切實有效的探索。
—摘自《中國城鎮供熱協會企業發展策劃部》
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