空分系统为冶金企业提供高纯度氧、氮、氩等产品,是冶金生产链上的重要环节。空分系统的安全、稳定和可靠运行是钢铁企业安全、高效生产的重要保证。加强空分装置操作人员的操作培训,是保证企业安全、高效生产的一项关键措施。针对现行空分操作人员培训特点,应用虚拟现实技术开发的大型空分装置操作仿真培训系统,对降低企业培训成本、培训期间风险以及提高培训效率具有重大现实意义；同时系统的虚拟仿真功能对企业调节生产、降低能耗及生产成本具有直接指导作用。本文以虚拟现实技术为切入点,对基于虚拟现实技术的空分操作仿真培训系统的特点、功能需求及关键技术进行分析。确立了以VC++.NET为集成平台,通过3DS Max三维建模软件创建装置模型,借助Virtools虚拟现实平台进行交互功能设计,利用C++开发空分系统仿真程序的开发方案。根据系统功能需求,对系统进行功能设计、体系结构设计。按照系统三维实体建模、仿真建模、协同操作建立、数据库支持及效果优化的顺序,完成大型空分操作仿真培训系统的研究和开发。其中,建立空分系统仿真数学模型及利用虚拟现实平台Virtools进行交互操作是本文的重点。空分系统仿真数学模型建立在对空分系统流程及空分过程物质物理变化规律详细了解的基础上,以物料守恒方程、能量守恒方程以及相平衡方程为基础,建立精馏塔模型、阀门模型、压力变送设备模型、换热系统模型等仿真数学模型。利用虚拟现实平台Virtools提供的3D/VR模块完成交互功能设计,借助Multiuser Sever模块建立多用户协同操作平台,通过Database Module实现平台与数据库之间数据处理。