协同式化工生产三维虚拟仿真系统分析.pdf

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1、协同式化工生产三维虚拟仿真系统分析宋婧(西安文理学院化学工程学院，陕西西安710065)摘要：随着科学技术的不断发展，虚拟现实技术也开始作为一种新兴的现代技术走进了人们的视野，并在教育、虚拟实验室以及化工等多个领域得到了快速的应用和发展。长期以来，在化工实训领域的结构模式一直都相对比较单一，本文拟在Virtools的基础上，对协同式化工生产三维虚拟仿真系统进行具体的分析。关键词协同式化工生产；三维虚拟仿真系统；乙酸乙酯新世纪以来，虚拟仿真技术也作为一种新型的科技引起了人们的重视。在化工领域，特别是化工实切I领域一直都存在着结构模式较为单一，创新不够的情况。而将虚拟现实技术与化工结合

2、起形成的协同式化工生产三维虚拟仿真系统，不仅拥有交互性较好，沉浸感很强的特点，而且还可以进行数据模拟以及多人协同的功能，无疑满足了化工实训当前迫切的需求。1协同式化工生产三维虚拟仿真系统的总体设计针对在化工实训当中存在的问题以及现实的需要，协同式化工生产三维虚拟仿真系统的总体设计可以从用户登录、角色选择、自由组建实训班组以及协同实训操作和交流等方面来进行设计。1．1用户登录与角色选择协同式的实训系统主要是基于zlimsL系统作为网络后台的，在这一后台上，可以实现用户登录、角色选择、实训操作以及数据上传等多种功能。在用户登录以后，首先进行的便是角色的选择，而这种操作主要包括，内操工作

3、以及巡检实际操作的外操工作两个部分。1．2自由组建实训班组在网络虚拟平台当中，可以显示有关实训的具体信息。一个实训班组当中，可以自由的设定队长，即主客户，并进行新的实训空间的创建工作。而在下一个用户加入是，该用户便可以申请加入，或者是重新创建，进而实现自由组建实训班组。1．3协同式实训操作与用户交流在乙酸乙酯的具体实训过程当中，外操工作人员可以通过鼠标等工具进行各项工作的交互，并在DCS的软件界面当中及时的反应出来，而内操工作人员则主要负责对具体参数的监督，并控制泵电源的开关以及流量计等设备，对外操员的工作进行辅助。此外，在具体的实训过程当中，两名工作人员可以对温度、压力以及用料等

4、进行调节，并可以将动画、现象等进行共享，实现彼此的协同。值得注意的是，在协同操作的过程当中，用户之间彼此的交流是非常重要的。因此，在具体的实训系统当中设置了信息交流平台，这样一来，用户之间就可以完成操作当中出现的问题以及实UII,L,得的交流和沟通了。2协同式化工生产三维虚拟仿真系统的通信方式以及网络功能的设计2．1通信方式在协同式化工生产三维虚拟仿真系统当中，用户可以自由的选择加入“会议模式”，或者自己创建一个“会议模式”，这样，在加入之后便可以形成协同式的操作模式，实训之间不仅可以进行彼此之间信息的共享，还可以进行有关的交流互动，从而实现多用户的连接。需要指出的是，在虚拟仿真系

5、统当中，存在着两种主要的通讯方式：一种是消息机制。所谓的消息机制指的就是角色与本机控制的一一对应，在这种状态之下，本机的控制者不仅可以将位置、动画以及颜色等信息发至其的客户端之上，而且还可以对与其对应的客户端进行控制。另一种通信方式则包括使用传递与接收消息两个具体的模块，大体而言就是用户之间进行消息传递的一种方式，主要包括，聊天内容以及具体的数据等等。但是需要指出的是，这种通信方式在消息传递时，可能会出现延迟或者是卡顿的情况。2．2网络功能设计在虚拟仿真系统当中，主要采用的是VirtoolsServer来实现多人联机的。这种多人联机的服务器主要包括两种：一种是局域网的服务器，另一种

6、是独立的网络服务器。其中，点对点的局域网服务器，可以说是独立网络服务器的简化版。而独立网络服务器则主要包括四个模块，其中最为重要的是Multi-usermodule模块，而这个模块也是化工实训过程当中，用户进行协同交流的主要组成部分。2．3基于现实的三维虚拟仿真系统协同功能的实现2．3．1用户登录、角色选择以及自由组建实训班组的实现在电脑当中安装VirtoolsServer系统之后，用户可以进行如下操作，首先进行初次使用的注册以及外操工作或是内操工作的选择，在进行角色选择之后，便可以连接系统，并选择创建或者加入“会议模式(Session)”，之后再进行角色形象的创建并进行具体的绑定

7、。这样，在另一台电脑上安装虚拟系统之后，该用户信息也是随之显示出来，并实现实时的同步。以此类推，进行同样的步骤之后，双人以及多人的联机便初步实现了。2．3．2化工实训操作协同的实现在整个协同操作系统当中，首先要注意两点，一是从协同的系统来讲，必须要保证各个用户及时、同步的进行互动；二是从操作软件来看，整个操作的流程必须要符合生产的规范以及实际的生产要求。总体而言，在化工实训操作协同当中，可以分为以下两个部分：(1)阀门操作协同的实现。在阀门操作协同当中，主要可以采取同