产品简介：

泥水盾构机模拟仿真操作台是针对泥水盾构机的工作原理以及工作方式和技术要点等开发的一套模拟系统。该系统软件部分通过文字、视频、图片、动画等一系列的形式从结构、原理、操作、考核、故障排除等方面展示泥水盾构机操作技术；硬件部分参照盾构真机控制面板，操作按钮，PLC控制器、上位机监控系统，结合三维可视化虚拟仿真系统、实物仿真刀盘(可旋转)，动态显示推进油缸、刀盘掘进、螺旋输送机、铰接及内外密封等参数，构建一个趋于真实的座舱式实训仿真操作台。让受训者快速、直观、真实的了解盾构机掌握泥水盾构机的相关知识。该系统适用于大中专院校教学实验、培训等多层次课堂实训教学，培养复合型、交叉型的人才。

产品特点：

（1）真实盾构施工案例，培养学员操作过程中的应变处置能力；

（2）开放式系统设计满足教学任务定制化，丰富的教学课件资源，满足学员的理论+实操学习需求；

（3）系统远程更新功能，统一考核标准满足1+x考核认证真实盾构机琴台布局，PLC控制复刻泥水盾构机操作逻辑；

（4）高度还原真机按键布局，参数显示界面，增加操作沉浸感和仿真性，学员通过真实的操作面板按钮可与软件系统进行人机交互模拟泥水盾构机掘进全过程,同时以三维动画形式呈现掘进过程。

（5）系统内置泥水盾构机掘进作业过程的视觉效果和物理属性模块，可根据参数变化逼真地模拟三维音效、振动、泥浆等物理视觉效果变化以及重力和流体等物理过程。

（6）根据盾构机工程施工作业流程要求，建立盾构机掘进操控和数据驱动接口，模拟与实际情况相一致的盾构机作业过程和施工工艺流程。

 系统指标：

（1）硬件技术指标

① 盾构仿真操作台和盾构仿真操作电气控制柜可实现自由组合拆装；

② 盾构仿真操作台的操作面板与真实盾构机操作面板保持一致；配置可编程逻辑控制器，控制连锁逻辑与真机保持一致；配置与真实盾构机一致的操作控制台，具备驱动3D模拟盾构动画中相关部件的启动/停止/状态/速度功能；

③ 泥水盾构仿真操作电气控制柜配置两台上位机工业电脑，能通过触屏和键盘、鼠标等形式操作；配置盾构上位机监控系统；配置管片拼装机遥控器及管片吊机遥控器，均与盾构真机保持一致；配置电气元器件，包括但不限于电源，继电器，机电计数器，熔断器，断路器，变频器、接触器、电位计开关，蜂鸣器，接线端子等，其原理、操作方式、功能与真机保持一致；

④ 3D虚拟仿真系统配置可移动LED显示屏，显示盾构机当前动作、姿态等；配置工控机电脑，配置操作系统win 10及以上，固态硬盘；能处理3D动画各系统动作；可根据需求配置的可移动 LED 屏幕，能够与盾构大数据平台共用一套矩阵显示屏,能根据需要将3D模拟动画和上位机界面实时投放到矩阵显示屏，便于教学使用。

（2）软件技术指标要求

① 盾构上位机监控系统包括主监控页、泥水回路、启动条件、盾尾密封、辅助控制1、辅助控制2、参数设置、注浆控制、累计量、电力参数、报警状态、历史记录等；上位机监控系统主监控页面要求在工业LED矩阵屏上组合显示，方便教学；

② 3D虚拟仿真系统可展示盾构机三维模型，多方位、多视角展示盾构的刀盘、内循环水泵、过滤循环泵、润滑油脂泵、齿轮油泵、推进系统、增压系统、盾尾油脂、破碎机系统、泥水循环、铰接油缸、超挖刀模式、泥水平衡系统等结构

③“视频监控”模块主要用于模拟盾构法施工现场视频监控功能，在4个视频监控窗口下可切换视频录像，实现对现场视频监控的还原。

④“姿态控制”模块主要通过对盾构机运动学动力学建模，结合岩机耦合模型，采用微分耦合的方法，实现对盾构机姿态的实时计算，并将结果输出至姿态控制界面展示，姿态数据同时驱动盾构模型运动，实现对盾构姿态和岩机作用逼真模拟的目的。

⑤“参数监控”模块主要是对盾构上位机界面进行模拟，通过关联关系、经验、逻辑关系或微分耦合的算法实现主要运动部件参数的模拟，实时运算结果显示在参数监控界面，同时驱动盾构机模型产生相应动作。

⑥“虚拟盾构”模块主要是对盾构机实体进行1:1建模，并通过运动学动力学或经验关系等数学模型形成盾构岩机交互模拟算法模块，进而实时模拟盾构机施工的各种动作。

⑦联机教学部分主要包括“培训台讲解”，“盾构机讲解”，“引导操作”，“自由操作”4个模块，主要用于辅助开展教学活动。