井场柴油发电机组电气控制系统的虚拟实现

发布时间：2018-01-13 03:00

  本文关键词：井场柴油发电机组电气控制系统的虚拟实现　出处：《西安石油大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： 柴油发电机组 电气控制系统 虚拟系统 三维模型

【摘要】：石油钻机是油气田开发的关键设备之一,由于其特殊地理位置的使用限制导致在远离公网供电系统的井场作业中,需要采用柴油发电机组构成小型电网来满足用电需求。柴油发电机设备实体和其相应的电控系统具有高度的复杂性和集成性。现场至少需要四台发电机来组成相对独立的供电系统。在实践教学中为了提高对这种复杂设备的感性认识,加强对柴油发电机组的操作实验认知,有必要利用现有的开发技术将硬件设备虚拟化,形成一套高度还原现场实况的三维可视化虚拟系统,一定程度上填补实践教学的认知空白。本文主要以CAT3500柴油发电机系统为模拟对象,来建立柴油发电机组的模型。首先,概述了典型柴油发电机的结构、组成等。参照已有柴油发电机组的数学模型,建立符合井场供电需求的柴油发电机系统数学模型。利用MATLAB仿真工具完成柴油发电机组系统仿真实验,并且对仿真实验结果的转速参数变化曲线进行处理,构造出转速参数的关系函数。然后,利用MAYA3D三维建模软件建立柴油发电机组和电控柜的三维模型,构建数据库,导出三维模型数据,在Unity3D软件中实现模型的优化渲染和井场及电控房的虚拟漫游。最后,利用开发语言,将仿真实验的数据结果与虚拟设备的三维模型相结合,仿真实验提供计算数据和变化曲线,三维模型达到演示功能,结合以上两部分,在进行诸如柴油发电机组的启停等状态时,可以相应观察到转速等参数变化曲线,使得所实现的虚拟系统不是简单的、固定的动画展示,而是具有逻辑性质、结合柴油发电机仿真参数、具有一定工程意义的仿真结果三维演示系统,从而实现柴油发电机组电控系统的虚拟系统。
[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.
【学位授予单位】：西安石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TE92;TP391.9

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