本文關(guān)鍵詞：井場(chǎng)柴油發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)的虛擬實(shí)現(xiàn)　出處：《西安石油大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：石油鉆機(jī)是油氣田開發(fā)的關(guān)鍵設(shè)備之一,由于其特殊地理位置的使用限制導(dǎo)致在遠(yuǎn)離公網(wǎng)供電系統(tǒng)的井場(chǎng)作業(yè)中,需要采用柴油發(fā)電機(jī)組構(gòu)成小型電網(wǎng)來滿足用電需求。柴油發(fā)電機(jī)設(shè)備實(shí)體和其相應(yīng)的電控系統(tǒng)具有高度的復(fù)雜性和集成性。現(xiàn)場(chǎng)至少需要四臺(tái)發(fā)電機(jī)來組成相對(duì)獨(dú)立的供電系統(tǒng)。在實(shí)踐教學(xué)中為了提高對(duì)這種復(fù)雜設(shè)備的感性認(rèn)識(shí),加強(qiáng)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)組的操作實(shí)驗(yàn)認(rèn)知,有必要利用現(xiàn)有的開發(fā)技術(shù)將硬件設(shè)備虛擬化,形成一套高度還原現(xiàn)場(chǎng)實(shí)況的三維可視化虛擬系統(tǒng),一定程度上填補(bǔ)實(shí)踐教學(xué)的認(rèn)知空白。本文主要以CAT3500柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)為模擬對(duì)象,來建立柴油發(fā)電機(jī)組的模型。首先,概述了典型柴油發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)、組成等。參照已有柴油發(fā)電機(jī)組的數(shù)學(xué)模型,建立符合井場(chǎng)供電需求的柴油發(fā)電機(jī)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型。利用MATLAB仿真工具完成柴油發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)仿真實(shí)驗(yàn),并且對(duì)仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果的轉(zhuǎn)速參數(shù)變化曲線進(jìn)行處理,構(gòu)造出轉(zhuǎn)速參數(shù)的關(guān)系函數(shù)。然后,利用MAYA3D三維建模軟件建立柴油發(fā)電機(jī)組和電控柜的三維模型,構(gòu)建數(shù)據(jù)庫,導(dǎo)出三維模型數(shù)據(jù),在Unity3D軟件中實(shí)現(xiàn)模型的優(yōu)化渲染和井場(chǎng)及電控房的虛擬漫游。最后,利用開發(fā)語言,將仿真實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)結(jié)果與虛擬設(shè)備的三維模型相結(jié)合,仿真實(shí)驗(yàn)提供計(jì)算數(shù)據(jù)和變化曲線,三維模型達(dá)到演示功能,結(jié)合以上兩部分,在進(jìn)行諸如柴油發(fā)電機(jī)組的啟停等狀態(tài)時(shí),可以相應(yīng)觀察到轉(zhuǎn)速等參數(shù)變化曲線,使得所實(shí)現(xiàn)的虛擬系統(tǒng)不是簡單的、固定的動(dòng)畫展示,而是具有邏輯性質(zhì)、結(jié)合柴油發(fā)電機(jī)仿真參數(shù)、具有一定工程意義的仿真結(jié)果三維演示系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)組電控系統(tǒng)的虛擬系統(tǒng)。
[Abstract]:Oil drilling rig is one of the key equipments in the development of oil and gas field. Because of its special geographical position, it is used in the well site far from the power supply system of the public network. Diesel generator sets need to be used to form a small power grid to meet the demand. The equipment entity of diesel generator and its corresponding electronic control system are highly complex and integrated. At least four generators are needed in the field to form the phase. In order to improve the perceptual understanding of this kind of complex equipment in the practical teaching of independent power supply system. It is necessary to make use of the existing development technology to virtualize the hardware equipment and form a set of 3D visual virtual system which can highly restore the actual situation of the diesel generator set. To a certain extent, to fill the cognitive gap in practical teaching. This paper mainly takes the CAT3500 diesel generator system as the simulation object to establish the diesel generator set model. First of all. The structure and composition of typical diesel generator are summarized. The mathematical model of diesel generator system is established to meet the demand of well field power supply. The simulation experiment of diesel generator unit system is completed by using MATLAB simulation tool. And the rotational speed parameters of the simulation results of the curve is processed, and the relationship between the rotational speed parameters is constructed. Then. The 3D model of diesel generator set and electronic control cabinet is established by using MAYA3D 3D modeling software. The database is constructed and the 3D model data is derived. The optimization rendering of the model and the virtual roaming of well site and electronic control room are realized in Unity3D software. Finally, the data result of simulation experiment is combined with the 3D model of virtual equipment by using the development language. The simulation experiment provides the calculation data and the change curve, the three-dimensional model achieves the demonstration function, combines the above two parts, when carries on the state such as the diesel generator set start and stop and so on. The curve of rotational speed and other parameters can be observed accordingly, so that the virtual system is not simple, fixed animation display, but has logical properties, combined with diesel generator simulation parameters. A 3D demonstration system of simulation results is presented to realize the virtual system of electric control system of diesel generator set.
【學(xué)位授予單位】：西安石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE92;TP391.9

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本文編號(hào)：1417131