產(chǎn)品簡介：

泥水盾構(gòu)機模擬仿真操作臺是針對泥水盾構(gòu)機的工作原理以及工作方式和技術(shù)要點等開發(fā)的一套模擬系統(tǒng)。該系統(tǒng)軟件部分通過文字、視頻、圖片、動畫等一系列的形式從結(jié)構(gòu)、原理、操作、考核、故障排除等方面展示泥水盾構(gòu)機操作技術(shù)；硬件部分參照盾構(gòu)真機控制面板，操作按鈕，PLC控制器、上位機監(jiān)控系統(tǒng)，結(jié)合三維可視化虛擬仿真系統(tǒng)、實物仿真刀盤(可旋轉(zhuǎn))，動態(tài)顯示推進油缸、刀盤掘進、螺旋輸送機、鉸接及內(nèi)外密封等參數(shù)，構(gòu)建一個趨于真實的座艙式實訓(xùn)仿真操作臺。讓受訓(xùn)者快速、直觀、真實的了解盾構(gòu)機掌握泥水盾構(gòu)機的相關(guān)知識。該系統(tǒng)適用于大中專院校教學(xué)實驗、培訓(xùn)等多層次課堂實訓(xùn)教學(xué)，培養(yǎng)復(fù)合型、交叉型的人才。

產(chǎn)品特點：

（1）真實盾構(gòu)施工案例，培養(yǎng)學(xué)員操作過程中的應(yīng)變處置能力；

（2）開放式系統(tǒng)設(shè)計滿足教學(xué)任務(wù)定制化，豐富的教學(xué)課件資源，滿足學(xué)員的理論+實操學(xué)習(xí)需求；

（3）系統(tǒng)遠程更新功能，統(tǒng)一考核標(biāo)準(zhǔn)滿足1+x考核認證真實盾構(gòu)機琴臺布局，PLC控制復(fù)刻泥水盾構(gòu)機操作邏輯；

（4）高度還原真機按鍵布局，參數(shù)顯示界面，增加操作沉浸感和仿真性，學(xué)員通過真實的操作面板按鈕可與軟件系統(tǒng)進行人機交互模擬泥水盾構(gòu)機掘進全過程,同時以三維動畫形式呈現(xiàn)掘進過程。

（5）系統(tǒng)內(nèi)置泥水盾構(gòu)機掘進作業(yè)過程的視覺效果和物理屬性模塊，可根據(jù)參數(shù)變化逼真地模擬三維音效、振動、泥漿等物理視覺效果變化以及重力和流體等物理過程。

（6）根據(jù)盾構(gòu)機工程施工作業(yè)流程要求，建立盾構(gòu)機掘進操控和數(shù)據(jù)驅(qū)動接口，模擬與實際情況相一致的盾構(gòu)機作業(yè)過程和施工工藝流程。

 系統(tǒng)指標(biāo)：

（1）硬件技術(shù)指標(biāo)

① 盾構(gòu)仿真操作臺和盾構(gòu)仿真操作電氣控制柜可實現(xiàn)自由組合拆裝；

② 盾構(gòu)仿真操作臺的操作面板與真實盾構(gòu)機操作面板保持一致；配置可編程邏輯控制器，控制連鎖邏輯與真機保持一致；配置與真實盾構(gòu)機一致的操作控制臺，具備驅(qū)動3D模擬盾構(gòu)動畫中相關(guān)部件的啟動/停止/狀態(tài)/速度功能；

③ 泥水盾構(gòu)仿真操作電氣控制柜配置兩臺上位機工業(yè)電腦，能通過觸屏和鍵盤、鼠標(biāo)等形式操作；配置盾構(gòu)上位機監(jiān)控系統(tǒng)；配置管片拼裝機遙控器及管片吊機遙控器，均與盾構(gòu)真機保持一致；配置電氣元器件，包括但不限于電源，繼電器，機電計數(shù)器，熔斷器，斷路器，變頻器、接觸器、電位計開關(guān)，蜂鳴器，接線端子等，其原理、操作方式、功能與真機保持一致；

④ 3D虛擬仿真系統(tǒng)配置可移動LED顯示屏，顯示盾構(gòu)機當(dāng)前動作、姿態(tài)等；配置工控機電腦，配置操作系統(tǒng)win 10及以上，固態(tài)硬盤；能處理3D動畫各系統(tǒng)動作；可根據(jù)需求配置的可移動 LED 屏幕，能夠與盾構(gòu)大數(shù)據(jù)平臺共用一套矩陣顯示屏,能根據(jù)需要將3D模擬動畫和上位機界面實時投放到矩陣顯示屏，便于教學(xué)使用。

（2）軟件技術(shù)指標(biāo)要求

① 盾構(gòu)上位機監(jiān)控系統(tǒng)包括主監(jiān)控頁、泥水回路、啟動條件、盾尾密封、輔助控制1、輔助控制2、參數(shù)設(shè)置、注漿控制、累計量、電力參數(shù)、報警狀態(tài)、歷史記錄等；上位機監(jiān)控系統(tǒng)主監(jiān)控頁面要求在工業(yè)LED矩陣屏上組合顯示，方便教學(xué)；

② 3D虛擬仿真系統(tǒng)可展示盾構(gòu)機三維模型，多方位、多視角展示盾構(gòu)的刀盤、內(nèi)循環(huán)水泵、過濾循環(huán)泵、潤滑油脂泵、齒輪油泵、推進系統(tǒng)、增壓系統(tǒng)、盾尾油脂、破碎機系統(tǒng)、泥水循環(huán)、鉸接油缸、超挖刀模式、泥水平衡系統(tǒng)等結(jié)構(gòu)

③“視頻監(jiān)控”模塊主要用于模擬盾構(gòu)法施工現(xiàn)場視頻監(jiān)控功能，在4個視頻監(jiān)控窗口下可切換視頻錄像，實現(xiàn)對現(xiàn)場視頻監(jiān)控的還原。

④“姿態(tài)控制”模塊主要通過對盾構(gòu)機運動學(xué)動力學(xué)建模，結(jié)合巖機耦合模型，采用微分耦合的方法，實現(xiàn)對盾構(gòu)機姿態(tài)的實時計算，并將結(jié)果輸出至姿態(tài)控制界面展示，姿態(tài)數(shù)據(jù)同時驅(qū)動盾構(gòu)模型運動，實現(xiàn)對盾構(gòu)姿態(tài)和巖機作用逼真模擬的目的。

⑤“參數(shù)監(jiān)控”模塊主要是對盾構(gòu)上位機界面進行模擬，通過關(guān)聯(lián)關(guān)系、經(jīng)驗、邏輯關(guān)系或微分耦合的算法實現(xiàn)主要運動部件參數(shù)的模擬，實時運算結(jié)果顯示在參數(shù)監(jiān)控界面，同時驅(qū)動盾構(gòu)機模型產(chǎn)生相應(yīng)動作。

⑥“虛擬盾構(gòu)”模塊主要是對盾構(gòu)機實體進行1:1建模，并通過運動學(xué)動力學(xué)或經(jīng)驗關(guān)系等數(shù)學(xué)模型形成盾構(gòu)巖機交互模擬算法模塊，進而實時模擬盾構(gòu)機施工的各種動作。

⑦聯(lián)機教學(xué)部分主要包括“培訓(xùn)臺講解”，“盾構(gòu)機講解”，“引導(dǎo)操作”，“自由操作”4個模塊，主要用于輔助開展教學(xué)活動。