本實(shí)用新型涉及盾構(gòu)機(jī)教學(xué)設(shè)備領(lǐng)域，具體為一種應(yīng)用于教學(xué)的盾構(gòu)模擬試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，大大促進(jìn)了社會(huì)的飛速發(fā)展，尤其是城市化的快速發(fā)展，對(duì)于交通事業(yè)的發(fā)展更是提出了越來(lái)越高的要求。

在交通運(yùn)輸?shù)慕ㄔO(shè)中，盾構(gòu)機(jī)作為一種特殊的多領(lǐng)域集合的智能化掘進(jìn)設(shè)備，發(fā)揮著不可替代的作用。

盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)，簡(jiǎn)稱盾構(gòu)機(jī)。是一種隧道掘進(jìn)的專用工程機(jī)械，現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)集光、機(jī)、電、液、傳感、信息技術(shù)于一體，具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測(cè)量導(dǎo)向糾偏等功能，涉及地質(zhì)、土木、機(jī)械、力學(xué)、液壓、電氣、控制、測(cè)量等多門學(xué)科技術(shù)，而且要按照不同的地質(zhì)進(jìn)行“量體裁衣”式的設(shè)計(jì)制造，可靠性要求極高。盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)已廣泛用于地鐵、鐵路、公路、市政、水電等隧道工程。

對(duì)于盾構(gòu)機(jī)的操控及相關(guān)人員的培訓(xùn)，傳統(tǒng)的方式多為現(xiàn)場(chǎng)徒弟帶師傅式培訓(xùn)，不僅僅效率低下，而且處于龐大的盾構(gòu)機(jī)的各個(gè)具體位置，很難讓學(xué)員對(duì)于整個(gè)操控系統(tǒng)有個(gè)全方面的認(rèn)識(shí)，而對(duì)于盾構(gòu)的操控傳授，也限于了個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)，而現(xiàn)代化城市發(fā)展節(jié)奏的加快，對(duì)于盾構(gòu)機(jī)的需求量越來(lái)越大，盾構(gòu)機(jī)學(xué)員的數(shù)量已經(jīng)制約了盾構(gòu)機(jī)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

因此，提供一種能夠模擬盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)，對(duì)于上崗的盾構(gòu)機(jī)學(xué)員進(jìn)行快速的培訓(xùn)，以及是一個(gè)值得研究的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本實(shí)用新型提供了一種教學(xué)成本低廉，且操作直觀，能夠讓學(xué)員直觀快速的發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并進(jìn)行故障排解的應(yīng)用于盾構(gòu)機(jī)教學(xué)用的模擬實(shí)驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：

一種應(yīng)用于教學(xué)的盾構(gòu)模擬試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)，包括管片安裝機(jī)控制臺(tái)1，與管片安裝機(jī)控制臺(tái)1連接的響應(yīng)控制柜2，響應(yīng)控制柜2連接后臺(tái)控制中心5，后臺(tái)控制中心5連接主控制臺(tái)4；所述的主控制臺(tái)4連接主控制柜3和攝像裝置f；

所述的主控制柜3通過(guò)控制電纜連接響應(yīng)控制柜2，同時(shí)通過(guò)DP總線連接管片安裝機(jī)控制臺(tái)1；

所述的響應(yīng)控制柜2內(nèi)設(shè)置有依次串聯(lián)連接的第一IO站a、第二IO站b和響應(yīng)PLC9；

所述的主控制柜3內(nèi)設(shè)置有控制配電柜6、主驅(qū)動(dòng)變頻柜7和主控制器；所述的主控制器內(nèi)依次串聯(lián)設(shè)置有第三IO站c、第四IO站d和主PLC8；

所述的第三IO站c、第四IO站d和主PLC8分別通過(guò)控制電纜與響應(yīng)控制柜2的一IO站a、第二IO站b和響應(yīng)PLC9連接；

所述的后臺(tái)控制中心5包括后臺(tái)控制模塊10及后臺(tái)控制中心HMI11；所述的后臺(tái)控制中心HMI11通過(guò)電纜連接主控制臺(tái)4；

所述的主控制臺(tái)4內(nèi)包括與主控制柜3中的主PLC8連接的第五IO站e和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)12；所述的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)12同時(shí)連接后臺(tái)控制中心HMI11、主控制臺(tái)第一HMI16、主控制圖第二HMI15、視頻動(dòng)畫模塊14、導(dǎo)向系統(tǒng)13及攝像裝置f；

所述的攝像裝置f包括多個(gè)并列設(shè)置的攝像頭。

積極有益效果：本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且能夠通過(guò)顯示屏顯示上位機(jī)操作界面，可實(shí)時(shí)顯示上位機(jī)當(dāng)前界面與顯示屏上，方便教學(xué)；顯示屏可集成顯示當(dāng)前一個(gè)界面信息，也可分開分別顯示不同界面信息；上位機(jī)電腦內(nèi)內(nèi)設(shè)各系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)畫，當(dāng)盾構(gòu)司機(jī)操作控制相應(yīng)系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)，會(huì)在上位機(jī)電腦和矩陣屏上顯示相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)動(dòng)作錄像和畫面，直觀、明了，并且通過(guò)小型電機(jī)替代實(shí)際的大型電機(jī)，降低了教學(xué)成本。本實(shí)用新型大大提高了教授盾構(gòu)機(jī)學(xué)員的教學(xué)效果，提供了學(xué)員快速學(xué)習(xí)掌握盾構(gòu)機(jī)操作及排除故障的速度，為盾構(gòu)機(jī)事業(yè)的快速發(fā)展增加了助力，提供了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)框圖；

圖中為：管片安裝機(jī)控制臺(tái)1、響應(yīng)控制柜2、主控制柜3、主控制臺(tái)4、后臺(tái)控制中心5、控制配電柜6、主驅(qū)動(dòng)變頻柜7、主PLC8、響應(yīng)PLC9、后臺(tái)控制模塊10、HMI11、網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)12、導(dǎo)向系統(tǒng)13、視頻動(dòng)畫模塊14、主控制圖第二HMI15、主控制臺(tái)第一HMI16、主控制臺(tái)第一HMI16、第一IO站a、第二IO站b、第三IO站c、第四IO站d、第五IO站e、攝像裝置f。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的說(shuō)明：

如圖1所示，一種應(yīng)用于教學(xué)的盾構(gòu)模擬試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)，包括管片安裝機(jī)控制臺(tái)1，與管片安裝機(jī)控制臺(tái)1連接的響應(yīng)控制柜2，響應(yīng)控制柜2連接后臺(tái)控制中心5，后臺(tái)控制中心5連接主控制臺(tái)4；所述的主控制臺(tái)4連接主控制柜3和攝像裝置f；

所述的主控制柜3通過(guò)控制電纜連接響應(yīng)控制柜2，同時(shí)通過(guò)DP總線連接管片安裝機(jī)控制臺(tái)1；

所述的響應(yīng)控制柜2內(nèi)設(shè)置有依次串聯(lián)連接的第一IO站a、第二IO站b和響應(yīng)PLC9；

所述的主控制柜3內(nèi)設(shè)置有控制配電柜6、主驅(qū)動(dòng)變頻柜7和主控制器；所述的主控制器內(nèi)依次串聯(lián)設(shè)置有第三IO站c、第四IO站d和主PLC8；

所述的第三IO站c、第四IO站d和主PLC8分別通過(guò)控制電纜與響應(yīng)控制柜2的一IO站a、第二IO站b和響應(yīng)PLC9連接；

所述的后臺(tái)控制中心5包括后臺(tái)控制模塊10及后臺(tái)控制中心HMI11；所述的后臺(tái)控制中心HMI11通過(guò)電纜連接主控制臺(tái)4；

所述的主控制臺(tái)4內(nèi)包括與主控制柜3中的主PLC8連接的第五IO站e和網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)12；所述的網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)12同時(shí)連接后臺(tái)控制中心HMI11、主控制臺(tái)第一HMI16、主控制圖第二HMI15、視頻動(dòng)畫模塊14、導(dǎo)向系統(tǒng)13及攝像裝置f；

所述的攝像裝置f包括多個(gè)并列設(shè)置的攝像頭。

本實(shí)用新型采用盾構(gòu)機(jī)實(shí)際操作琴臺(tái)，用0.55KW電機(jī)代替盾構(gòu)機(jī)實(shí)際電機(jī)。當(dāng)操作琴臺(tái)相應(yīng)系統(tǒng)時(shí)，對(duì)應(yīng)控制和執(zhí)行單元輸出信號(hào)到繼電器或接觸器控制動(dòng)作，完全模擬盾構(gòu)機(jī)操作；

與盾構(gòu)機(jī)系統(tǒng)相比本實(shí)用新型的創(chuàng)新點(diǎn)如下：

1.應(yīng)用4個(gè)42寸矩陣顯示屏顯示上位機(jī)操作界面，可實(shí)時(shí)顯示上位機(jī)當(dāng)前界面與顯示屏上，方便教學(xué)；4個(gè)顯示屏可集成顯示當(dāng)前一個(gè)界面信息，也可分開分別顯示4個(gè)不同界面信息。

2.用現(xiàn)場(chǎng)控制盒取代管片拼裝機(jī)和管片小車的無(wú)線遙控器，現(xiàn)場(chǎng)控制盒內(nèi)設(shè)IO從站，通過(guò)DP總線和主控制器連接，當(dāng)操作控制盒按鈕和搖桿時(shí)，輸入數(shù)字量和模擬量信號(hào)控制拼裝機(jī)和管片小車的相應(yīng)動(dòng)作，與無(wú)線遙控器控制效果一致，優(yōu)點(diǎn)是節(jié)約成本，操作直觀，控制原理講解和故障排除方便。

3.模擬動(dòng)畫顯示；上位機(jī)電腦內(nèi)內(nèi)設(shè)各系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)畫，當(dāng)盾構(gòu)司機(jī)操作控制相應(yīng)系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)，會(huì)在上位機(jī)電腦和矩陣屏上顯示相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)動(dòng)作錄像和畫面，直觀、明了。

4.應(yīng)激反饋系統(tǒng)。配置有后臺(tái)控制中心，用于后臺(tái)故障設(shè)置：后臺(tái)控制中心內(nèi)置IO從站，上位機(jī)設(shè)置界面如圖所示，當(dāng)選擇后臺(tái)某一故障按鈕時(shí)，通過(guò)DP通訊線纜連接會(huì)在主琴臺(tái)上報(bào)警信息界面顯示相對(duì)應(yīng)的報(bào)警信息，用于學(xué)生故障排除。

本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且能夠通過(guò)顯示屏顯示上位機(jī)操作界面，可實(shí)時(shí)顯示上位機(jī)當(dāng)前界面與顯示屏上，方便教學(xué)；顯示屏可集成顯示當(dāng)前一個(gè)界面信息，也可分開分別顯示不同界面信息；上位機(jī)電腦內(nèi)內(nèi)設(shè)各系統(tǒng)運(yùn)行動(dòng)畫，當(dāng)盾構(gòu)司機(jī)操作控制相應(yīng)系統(tǒng)動(dòng)作時(shí)，會(huì)在上位機(jī)電腦和矩陣屏上顯示相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)動(dòng)作錄像和畫面，直觀、明了，并且通過(guò)小型電機(jī)替代實(shí)際的大型電機(jī)，降低了教學(xué)成本。本實(shí)用新型大大提高了教授盾構(gòu)機(jī)學(xué)員的教學(xué)效果，提供了學(xué)員快速學(xué)習(xí)掌握盾構(gòu)機(jī)操作及排除故障的速度，為盾構(gòu)機(jī)事業(yè)的快速發(fā)展增加了助力，提供了企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

上述實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型具體實(shí)施的技術(shù)方案而非對(duì)其進(jìn)行限制，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，在不違背本實(shí)用新型宗旨的前提下，未改變其性能或用途對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式進(jìn)行的任何等同替代或明顯變型，均應(yīng)涵蓋在本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的范圍內(nèi)。