產品簡介：

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

產品特點：

（1）真實盾構施工案例，培養學員操作過程中的應變處置能力；

（2）開放式系統設計滿足教學任務定制化，豐富的教學課件資源，滿足學員的理論+實操學習需求；

（3）系統遠程更新功能，統一考核標準滿足1+x考核認證真實盾構機琴臺布局，PLC控制復刻泥水盾構機操作邏輯；

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

（5）系統內置泥水盾構機掘進作業過程的視覺效果和物理屬性模塊，可根據參數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）根據盾構機工程施工作業流程要求，建立盾構機掘進操控和數據驅動接口，模擬與實際情況相一致的盾構機作業過程和施工工藝流程。

 系統指標：

（1）硬件技術指標

① 盾構仿真操作臺和盾構仿真操作電氣控制柜可實現自由組合拆裝；

② 盾構仿真操作臺的操作面板與真實盾構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；配置與真實盾構機一致的操作控制臺，具備驅動3D模擬盾構動畫中相關部件的啟動/停止/狀態/速度功能；

③ 泥水盾構仿真操作電氣控制柜配置兩臺上位機工業電腦，能通過觸屏和鍵盤、鼠標等形式操作；配置盾構上位機監控系統；配置管片拼裝機遙控器及管片吊機遙控器，均與盾構真機保持一致；配置電氣元器件，包括但不限于電源，繼電器，機電計數器，熔斷器，斷路器，變頻器、接觸器、電位計開關，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虛擬仿真系統配置可移動LED顯示屏，顯示盾構機當前動作、姿態等；配置工控機電腦，配置操作系統win 10及以上，固態硬盤；能處理3D動畫各系統動作；可根據需求配置的可移動 LED 屏幕，能夠與盾構大數據平臺共用一套矩陣顯示屏,能根據需要將3D模擬動畫和上位機界面實時投放到矩陣顯示屏，便于教學使用。

（2）軟件技術指標要求

① 盾構上位機監控系統包括主監控頁、泥水回路、啟動條件、盾尾密封、輔助控制1、輔助控制2、參數設置、注漿控制、累計量、電力參數、報警狀態、歷史記錄等；上位機監控系統主監控頁面要求在工業LED矩陣屏上組合顯示，方便教學；

② 3D虛擬仿真系統可展示盾構機三維模型，多方位、多視角展示盾構的刀盤、內循環水泵、過濾循環泵、潤滑油脂泵、齒輪油泵、推進系統、增壓系統、盾尾油脂、破碎機系統、泥水循環、鉸接油缸、超挖刀模式、泥水平衡系統等結構

③“視頻監控”模塊主要用于模擬盾構法施工現場視頻監控功能，在4個視頻監控窗口下可切換視頻錄像，實現對現場視頻監控的還原。

④“姿態控制”模塊主要通過對盾構機運動學動力學建模，結合巖機耦合模型，采用微分耦合的方法，實現對盾構機姿態的實時計算，并將結果輸出至姿態控制界面展示，姿態數據同時驅動盾構模型運動，實現對盾構姿態和巖機作用逼真模擬的目的。

⑤“參數監控”模塊主要是對盾構上位機界面進行模擬，通過關聯關系、經驗、邏輯關系或微分耦合的算法實現主要運動部件參數的模擬，實時運算結果顯示在參數監控界面，同時驅動盾構機模型產生相應動作。

⑥“虛擬盾構”模塊主要是對盾構機實體進行1:1建模，并通過運動學動力學或經驗關系等數學模型形成盾構巖機交互模擬算法模塊，進而實時模擬盾構機施工的各種動作。

⑦聯機教學部分主要包括“培訓臺講解”，“盾構機講解”，“引導操作”，“自由操作”4個模塊，主要用于輔助開展教學活動。