三维数字化工厂监控系统设计

工业环境中高风险情况下的状态监测通常通过远程自动化或无人值守模式来实现。传统的监控软件由组态软件和虚拟仪器等平面监控系统组成。它不仅不直观，而且很难学习和掌握。如果存在大量的监测点，并且在空间分布上存在嵌套或重叠，传统监测系统界面上的交互信息将过于密集和复杂，存在难以在空间上准确快速定位检测点的问题。利用虚拟现实3D技术设计一个直观、方便、易于在空间定位的工厂高风险情况监控系统是一个全新的理念。

三维数字化工厂监控系统的总体设计

三维数字化工厂系统采用VC/MFC OGRE混合系统框架。三维场景渲染由OGRE执行。VC/MFC负责整个系统的外部框架容器的构建，虚拟仪器系统的实现，以及系统中各数据模块的通信和状态协调。监控系统的架构如图1所示。

图1 3D数字工厂监控系统

3D数字化工厂监控系统的主要功能子系统有：

三维场景渲染引擎子系统。它是在OGRE的基础上扩展和开放的，包括6个功能模块：模型管理、场景切换、三维漫游、动画管理、碰撞检测和粒子效果。

B.主框架接口子系统。系统的实现采用了VC/MFC。3D场景渲染引擎子系统嵌入到容器框架中。整个系统既支持-人称视角的三维虚拟现实操作模式，也支持传统的窗口图形用户界面(菜单、对话框)交互操作模式。

C.虚拟仪器监控子系统。它通过系统监控数据采集总线远程获取工厂机械和仪表的状态数据，操作员直接与三维工厂视图中的仪表或机器交互，实时观察仪表的数据及其故障情况。

D.设备故障状态模拟/仪器数据生成模拟子系统。该子系统部署在远程机器上，通过已建立的网络实时模拟机器的运行状态和厂房内仪器采集的数据。

E.系统数据管理子系统。虚拟仪器监控子系统识别的重要状态数据和信息根据用户的期望保存到本地的SQL Server数据库系统中，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。提供必要的后处理手段，如曲线绘制、报表生成、打印等，方便用户对系统进行全面、及时的分析和决策。(工厂监控系统方案设计)

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