文良伟

摘要：通过虚拟现实技术对燃煤电厂透平辅助设备拆解过程、维修技术、工作原理进行三维显示和仿真，并将仪器中的三维模型与运行参数、维修数据进行集成和有效关联，帮助专业技术人员对设备的维修施工、质量控制、专业技术帐目进行科学化、规范化、精细化管理;提高辅助设备事故预防能力，降低设备维修成本，加强设备精细化技术管理水平;该系统为设备技术管理、维修计划制定、培训直观全面、效果优良提供了有力的实用工具。

关键词：汽机辅机设备;检维修;虚拟现实技术;设备技术管理

1虚拟现实技术概述

1.1虚拟现实技术（VR）简介

VR是一种创造和体验虚拟世界的计算机模拟系统。它可以利用计算机生成的仿真环境使用户沉浸在这种环境中。虚拟现实是利用计算机技术，读取日常生活中的数据或用户输入的指定数据，产生电子信号。输出装置对电子信号进行解读，将其转化为人们可以感受到的现象，然后通过三维模型呈现出来。

1.2虚拟现实技术的本质

与其他信息传播媒介相比，VR可以给人们带来更强的真实感，让用户沉浸在计算机建立的三维模型世界中，带来视觉、听觉等直观感受。在计算机创建的虚拟世界中，人们可以通过直接阅读生活数据或手动输入数据来调整场景的布局，根据个人需求改变场景，从而满足个性化需求，灵活高效。

1.3虚拟现实技术的特点

1.3.1虛拟性

VR创造的世界，是通过用户输入的数据，利用计算机和相应输出设备创造的虚拟世界。借VR技术，人们可以将想象中的虚拟事物抽象出来并进行实化。

1.3.2真实性

通过3D建模及相应的图像处理，利用计算机模拟出来的世界与真实世界具有一定的相似性，处在虛拟世界中的人们能够与模拟环境产生一定的交互，这极大地增加了VR的真实性。

1.3.3全息式体验

人们通过听觉、视觉、味觉、嗅觉、触觉等感知现实世界。在虚拟现实世界中，通过相应的计算机技术的模拟，人们可以尽可能还原虚拟世界中的各种感官，从而达到“以假充真”的目的，给人身临其境的体验。

2虚拟现实技术的开发目标和策略

三维数字虚拟仿真技术在能源产业中的应用是近年来随着信息技术的快速发展、能源需求的急剧增加以及经济信息全球化的逐步深化而出现的一项新技术。它在能源行业的信息交流、生产经营管理决策中发挥着越来越重要的作用。随着社会的全面发展，安全生产问题已成为社会各界关注的焦点。高投入、低效率的方式已不再可行。采用三维数字虚拟仿真技术，建立了能源安全运行的数字工厂。通过提供多人在线互动培训功能，实行封闭式示范、引导操作和开放自由的运营管理模式，可以有效解决能源企业面临的问题。

采用虚拟现实技术，实现了蒸汽机辅助设备在三维环境中的拆卸、装配和检测，并以三维动态虚拟的方式呈现。介绍了各种辅助设备的工作原理和维修仿真。同时，3D模型可以与实时数据和关系数据库进行关联开发，减少管理人员与涡轮专业人员之间信息传递的损失，提高工作效率;巩固设备理论知识，提高设备检修业务能力，提高电厂蒸汽机辅机。设备事故分析和风险防范能力;有效掌握汽轮机辅助设备的结构特点和运行规律，提高设备维护效率，降低维护成本，提高设备可靠性，为现代设备管理使用精细化提供了三维可视化技术支持。进一步提高水轮机辅助设备的管理水平和技术水平。

3锅炉三维数字化的技术路线和研发内容

3.1技术路线

1）系统软件执行

3d数字化的核心引擎读取系统配置文件，根据配置文件决定了显示模式，并自动调整相关的模型显示参数根据显卡的硬件（显卡的显存数量和核心GPU的计算速度）。根据以上信息，建立与显卡的硬件连接，为3D视觉信息的输出做准备。模型编辑器设计的模型信息、灯光信息、材质信息、摄像机信息和脚本信息提交给模型引擎。引擎启动主线程渲染模型，并通过用户的交互数据（鼠标、键盘、交互手套、交互头盔等）进行循环。引擎中的脚本子系统负责系统与第三方系统的数据交互，如标准数据库系统（SQLServer、Oracle、DB2等），以及工业数据传输协议（UDP、TCP、OPC、SCADA、COM等）。数据输入、笔译解释、数据处理、数据输出等操作都是通过脚本子系统的数据交互层进行的。默认情况下，引擎在无限循环中执行，直到用户提交停止或结束信号，然后停止引擎的渲染工作，并释放与显卡、内存和其他硬件设备的连接。

2）模型压缩传输

核心3D数字化引擎以优化后的ZIP压缩格式传输设计模型。压缩时，一是数据块的重复，即重复3个字节以上。对于这种重复，ZIP使用两个数字：①重复位置和当前压缩位置之间的距离;（2）重复的长度，代表重复。假设这两个数字每个占用一个字节，那么数据就被压缩了。一个字节总共有从0到255的256个可能值，三个字节有256x256x256，总共是许多可能情况的16x10。两个重复是单个字节的重复。一个字节只有256个可能的值，因此这种重復是不可避免的。

其中，一些字节出现可能更重要的是，少一些，统计上倾向于不均匀分布，很容易理解，比如一个文本文件，美国一些符号可能很少使用，并使用更多的字母和数字，使用频率不一样的字母，据说使用字母e最高概率;许多图像以暗色调或亮色调出现，暗（或亮）像素被使用得更多。上面提到的短语压缩的结果也有这样的趋势：重复倾向于发生在当前压缩位置附近，重复长度倾向于很短（20字节或更少）。

3.2三维模型建模

的实际尺寸1：1的辅助设备结构蒸汽机作为建模的基准，建模primitors基于设备的部分结构图纸是用来构建的三维可视模型辅助设备蒸汽机的发电厂，包括凝汽器、加热器、除氧器、4 × 1036机组给水泵、冷凝泵、循环泵、真空泵、油泵。

3.3虚拟现实功能实现

1）通过Web浏览器的方式实现了蒸汽机辅助设备的三维数字模型，实现了蒸汽机辅助设备的全方位运行蒸汽机三维数字辅助设备模型是基于Web浏览器实现的全面交互操作，包括放大、缩小、旋转、漫游、定位、隐藏、选择、全图、拆装、组件的单独显示等。操作简单方便。

2）实现三维数字化汽机辅机设备模型与设备基础数据库的集成开发

建立汽机辅机设备技术管理的三维数字化平台，并与设备的基础数据库进行集成开发，从而可以了解设备的立体结构、规格型号、备品备件、检修工艺、检修过程等一系列数据，构建了汽机辅机设备三维可视化技术台账。

3）实现汽机辅机设备检修工序三维仿真对汽机辅机设备的检修步骤进行三维仿真，动态直观.展现设备检修：工序，并对关键工序点予以提醒。

结束语

变电站技术的应用越来越广泛，其调控方式也越来越受到重视，虚拟现实技术在燃煤电厂汽轮机辅助设备维护工作中，应用构建电厂可视化信息管理平台和工具，创新和提高设备的精细化管理，提高了变电站运行的工作效率和精度。采用虚拟现实技术需要占用较大的空间，在小型变电站的应用可能存在一定的局限性，需要进一步研究和探讨。

参考文献：

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