工業環境中高危險場合的狀態監控通常采用遠程自動化或無人值守方式實現，傳統監控軟件由組態軟件及虛擬儀表等平面式監控系統構成，非但不直觀而且學習和掌握時具有一定的難度，如果監控點數量大且在空間分布上存在嵌套或交疊，傳統監控系統界面上的交互信息會過度密集、復雜，存在檢測點很難準確并迅速進行空間定位的問題。利用虛擬現實3D技術，設計使用直觀、方便，便于空間定位的工廠高危場合監控系統是一種嶄新的思路。

　　3D數字工廠監控系統總體設計

　　3D數字工廠系統采用VC/MFC+OGRE的混合體系框架。其中三維視景渲染由OGRE;VC/MFC負責實現整個系統外框架容器的構造，虛擬儀表系統的實現，系統內部各個數據模塊的通信和狀態協調。監控系統的體系結構如圖1所示。

　　圖1 3D數字工廠監控系統

　　3D數字工廠監控系統的主要功能子系統分別為：

　　a.3D視景渲染引擎子系統。是在OGRE的基礎上進行擴展開放的，包括模型管理、場景切換、3D漫游、動畫管理、碰撞檢測和粒子特效6個功能模塊。

　　b.主框架界面子系統。采用VC/MFC實現，將3D視景渲染引擎子系統嵌入此外容器框架，整個系統既支持第一人視角三維虛擬現實操作方式，也支持傳統的Windows GUI(菜單、對話框)交互操作方式。

　　C.虛擬儀表監控子系統。它通過系統監控數據采集總線遠程獲取廠區機器和儀表的狀態數據，操作員在三維廠區視景內直接對儀表或機器進行交互操作，實時觀測儀表的數據及其故障狀況。

　　d.設備故障狀態模擬/儀表數據生成模擬子系統。該子系統部署在遠程機器上，通過制定的網絡對工廠廠房內的機器運行狀態和儀表采集數據進行實時模擬。

　　e.系統數據管理子系統。通過虛擬儀表監控子系統認定的重要狀態數據和信息，按照用戶期望的方式保存至本地SQL Server 數據庫系統，為進一步的數據查詢和系統分析提供支持。

　　f.系統狀態統計分析子系統。提供曲線繪制、報表生成及打印等必備的后置處理手段，便于用戶對系統做全面、及時的分析與決策。（工廠監控系統方案設計）

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