SP-3420型气相色普仪模拟系统

1、 TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark22 o Current Document 项目背景3 HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 本项目的任务3 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 适用范围4 HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 项目前景4 HYPERLINK l bookmark45 o Current Document 开发环境4 HYPERLINK l bookmark49 o Current Document 使

2、用环境5系统特点67.1强大的软件开发平台6 HYPERLINK l bookmark73 o Current Document 7.2先进的VRNL三维技术6 HYPERLINK l bookmark76 o Current Document 7.3系统操作方式交互化7主要技术说明78.1VRML 技术7 HYPERLINK l bookmark84 o Current Document 8.2三维虚拟建模场景的构造和管理8系统启动流程9SP-3420型气相色普仪模拟仿真系统SP-3420型气相色普仪模拟仿真系统当前，仿真技术已经成为分析、研究各种复杂系统的重要工具， 它广泛用于工程领域和非

3、工程领域。仿真可定义为：在全部时间内， 通过对系统的动态模型性能的观测来求解问题的技术SP-3420型气 相色普仪是行业系列产品一个重要组成部分，如何安全操作设备是提 高企业生产率最重要的方法之一。因此对气相色普仪系统的设计和仿 真的研究，也日益受到人们的重视。本文主要介绍了气相色普仪系统 模拟仿真系统的市场前景、系统的核心技术和计算机图形技术在气相 色普仪仿真中的应用。项目背景SP-3420系列气相色普仪是利用引进的美国 VARIAN公司 GC3400制造技术设计制造的，仪器适用于石油、化工、环保、轻功、 医药、农药、科教等。长期以来对同类产品的学习、培训和宣传主要 是依靠产品说明书及现场知

4、识，但是SP-3420系列气相色普仪结构复 杂，内部元件动作原理只能通过个人的想象能力来理解，造成对 SP-3420系列气相色普仪学习培训等难度较大。多媒体技术最重要的作用就是能够高效率地集成文字、图像、 动画、视频、声频、音效等数字资源把原本平面还的静态文字、图形、 表格等内容利用多种交互手段，把原本枯燥无味的产品说明书变成互 动的双向信息交流。激发了培训者深入了解的兴趣，可大大提高学员 的学习效率。本项目的任务运用现代化的多媒体技术手段，模拟仿真SP-3420系列气相色 普仪构成、原理、操作、故障判断及排除等。针对使用者、员工培训、 产品展示，结合现场实际设计开发一套方便、稳定、实用的多媒

5、体模 拟仿真系统。给使用者提供一个互动的学习环境，提高使用者的业务 素质;给培训者创造一个高效崭新的学习方法，提高培训效率和质量； 为产品展示及宣开辟一个灵活形象的手段，降低宣传成本提高宣传的 时效性、为厂家创造更多的市场商机。适用范围本项目的技术模型及原理适用于系列气相色普仪的开发。项目前景本系统的应用体系如下图所示：SP-3420型气相色普仪模拟系统现场培训室现场职工产品宣传产品经销商现场职工可应用于石油、化工、环保、轻功、医药、农药、科教等使用本 类产品的培训室及职工。可作为有关气相色普仪科学研究的精确资料。本系统可代替系列气相色普仪试验设备，提高试验开出率。适用于生产商和经销商对外演示

6、及宣传。e开发环境Director是全球多媒体开发平台的主导工具，据统计在美国多媒 体开发领域占据85%的分额。由于他不仅具有面向对象的用户界面， 而且具备专家模式的编程功能（自身集成的Lingo语言），正逐渐成 为国内多媒体开者的主流工具。本系统的就是搭建该平台上。ShowFlow仿真软件可提供建模、仿真、动画和统计分析工具。ShowFlow主要包括几大模块：建模、仿真、统计、分析和动画。建模：可以定义队列，缓冲器，等待区域，操作任务，运输工 具，输送机，AGV,立体化仓库，自动存取设备，路径等基本元素的 标准属性和特殊属性。仿真：采用优化的仿真运算法则技术OSAT），固定的或变化的 时间仿

7、真运行，可对离散事件进行仿真。动画：可产生二维、三维动画，可对摄像机进行移动，缩放，旋转，建立SP-3420系列气相色普仪各部件的模型，实现模拟仿真操 作。Flash是目前主导的矢量平面动画软件，它特有的矢量图形技术 使得输出文件体积非常小，播放及其流畅。使用Flash可以创作出新 颖的多媒体动画，而且具有交互功能。Photoshop是Adobl公司的专业图形处理软件，使用Photoshop 可以进行图形的创建，可以为图像添加各种效果和对系统界面进行设 计和优化。使用环境Inter Pentium4 或更高Winders2000XP内存256M或更高硬盘60G显卡128M声卡16位系统特点7.

8、1强大的软件开发平台本系统使用目前功能强大的专业多媒体开发工MDirector，采用 功能模块化设计，充分发挥多媒体优势，且结构更加合理。仿真平台 构建在基于Windows系统的PC机或图形工作站上。模拟平台主要有 以下3个模块组成：特征造型数据类库、三维场景管理模块和交互接 口模块。各模块功能如下：（1）特征造型数据类库：有各类设备的抽象类组成。设备类中 封装了各类设备的造型特征，以及设备的行为。（2）三维场景管理模块：负责三维场景的构造、变换及显示。（3）交互接口模块：处理人机交互输入。7.2先进的VRNL三维技术在SP-3420型气相色普仪模拟系统中将采用目前最先进的各种 VRML三维技

9、术，彻底实现SP-3420型气相色普仪模型的三维化，所 建模型真实逼真完全与实际仪器的部件一致。采用VRLML三维部件 剖切部件技术，显示仪器部件中看部件的部分；采用VRLML三维部 件剖切拆分技术，可对仪器进行拆分，加强了实践性，使学员快速正 确掌握仪器的结构;并且通过采用VRLML三维部件动画技术可以实 现仪器的正确操作流程。7.3系统操作方式交互化利用Lingo语言实现系统良好的人机会话效果，通过鼠标事件 可对仪器模型进行移动、旋转、放大、缩小等各种操作。系统采用线 形控制和非线形控制两种方式，可方便的切换到本系统的各个模块。主要技术说明8.1VRML 技术/ VRML三维部件技术：以实

10、际SP-3420系列气相色普仪物理 尺寸对每个仪器部件进行VRML建模，与实际仪器保持一致。/ VRML三维剖切部件拆分技术：仪器模型的各个组成元件实 现结构化拆分，加强人机互动功能。/ VRML三维剖切技术：对VRML三维模型进行剖切，以显示 实际仪器部件中看部件的部分。/ VRML三维仪器部件交互技术：以X、Y、Z轴为支撑任意多 角度观看仪器模型，细节部分可以放大观看。/ VRML三维剖切仪器部件动画技术：每个VRML三维剖切部 件内部元件的机械动作及气路关系通过动画反映。/仪器模拟操作流程技术：模拟操作以仪器的不同操作流程， 非法操作进行警告等提示。/动态仪器的平面关系原理图：采用动态方

11、式讲解的仪器的平 面关系原理图，气路色彩鲜明，动感强烈，之间的逻辑关系 准确。视图可以任意放大和拖动并且设置了可灵活便捷的控 制面板。8.2三维虚拟建模场景的构造和管理（1）运用OpenGL进行绘图并且最终在计算机屏幕上显示三维景物 的基本步骤是：/建立物体模型，并对模型进行数学描述，通过用几何图元（点、 线、多边形、位图）构造物体表面而实现。/在三维空间中布置物体，并且设置视点（viewpoint）以观察 场景。/计算模型中物体的颜色，在应用程序中可以直接定义，也可 以由光照条件或纹理间接给出。/光栅化（rasterization），把物体的数学描述和颜色信息转换成 可在屏幕上显示的象素信息。（2）几何模型的变换：虚拟模型所描述的现实世界中的物体都是三 维的，而计算机输出设备CRT只能显示二维图像。OpenGL通过一系 列的变换实现以平面的形式来表示三维的形体。（3）碰撞检测碰撞检测是交互式场景漫游需要解决的一个重要问题。每当接收 到用户漫游场景的输入，系统都要进行检