一种应用于教学的盾构模拟试验台系统的制作方法

本实用新型涉及盾构机教学设备领域，具体为一种应用于教学的盾构模拟试验台系统。

背景技术：

随着科学技术的进步，大大促进了社会的飞速发展，尤其是城市化的快速发展，对于交通事业的发展更是提出了越来越高的要求。

在交通运输的建设中，盾构机作为一种特殊的多领域集合的智能化掘进设备，发挥着不可替代的作用。

盾构隧道掘进机，简称盾构机。是一种隧道掘进的专用工程机械，现代盾构掘进机集光、机、电、液、传感、信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，而且要按照不同的地质进行“量体裁衣”式的设计制造，可靠性要求极高。盾构掘进机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电等隧道工程。

对于盾构机的操控及相关人员的培训，传统的方式多为现场徒弟带师傅式培训，不仅仅效率低下，而且处于庞大的盾构机的各个具体位置，很难让学员对于整个操控系统有个全方面的认识，而对于盾构的操控传授，也限于了个人的经验，而现代化城市发展节奏的加快，对于盾构机的需求量越来越大，盾构机学员的数量已经制约了盾构机的正常运转。

因此，提供一种能够模拟盾构机系统，对于上岗的盾构机学员进行快速的培训，以及是一个值得研究的问题。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种教学成本低廉，且操作直观，能够让学员直观快速的发现问题并进行故障排解的应用于盾构机教学用的模拟实验台系统。

本实用新型的目的是这样实现的：

一种应用于教学的盾构模拟试验台系统，包括管片安装机控制台1，与管片安装机控制台1连接的响应控制柜2，响应控制柜2连接后台控制中心5，后台控制中心5连接主控制台4；所述的主控制台4连接主控制柜3和摄像装置f；

所述的主控制柜3通过控制电缆连接响应控制柜2，同时通过DP总线连接管片安装机控制台1；

所述的响应控制柜2内设置有依次串联连接的第一IO站a、第二IO站b和响应PLC9；

所述的主控制柜3内设置有控制配电柜6、主驱动变频柜7和主控制器；所述的主控制器内依次串联设置有第三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分别通过控制电缆与响应控制柜2的一IO站a、第二IO站b和响应PLC9连接；

所述的后台控制中心5包括后台控制模块10及后台控制中心HMI11；所述的后台控制中心HMI11通过电缆连接主控制台4；

所述的主控制台4内包括与主控制柜3中的主PLC8连接的第五IO站e和网络交换机12；所述的网络交换机12同时连接后台控制中心HMI11、主控制台第一HMI16、主控制图第二HMI15、视频动画模块14、导向系统13及摄像装置f；

所述的摄像装置f包括多个并列设置的摄像头。

积极有益效果：本实用新型结构简单，且能够通过显示屏显示上位机操作界面，可实时显示上位机当前界面与显示屏上，方便教学；显示屏可集成显示当前一个界面信息，也可分开分别显示不同界面信息；上位机电脑内内设各系统运行动画，当盾构司机操作控制相应系统动作时，会在上位机电脑和矩阵屏上显示相对应的系统动作录像和画面，直观、明了，并且通过小型电机替代实际的大型电机，降低了教学成本。本实用新型大大提高了教授盾构机学员的教学效果，提供了学员快速学习掌握盾构机操作及排除故障的速度，为盾构机事业的快速发展增加了助力，提供了企业竞争力。

附图说明

图1为本实用新型的系统框图；

图中为：管片安装机控制台1、响应控制柜2、主控制柜3、主控制台4、后台控制中心5、控制配电柜6、主驱动变频柜7、主PLC8、响应PLC9、后台控制模块10、HMI11、网络交换机12、导向系统13、视频动画模块14、主控制图第二HMI15、主控制台第一HMI16、主控制台第一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、摄像装置f。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型做进一步的说明：

如图1所示，一种应用于教学的盾构模拟试验台系统，包括管片安装机控制台1，与管片安装机控制台1连接的响应控制柜2，响应控制柜2连接后台控制中心5，后台控制中心5连接主控制台4；所述的主控制台4连接主控制柜3和摄像装置f；

所述的主控制柜3通过控制电缆连接响应控制柜2，同时通过DP总线连接管片安装机控制台1；

所述的响应控制柜2内设置有依次串联连接的第一IO站a、第二IO站b和响应PLC9；

所述的主控制柜3内设置有控制配电柜6、主驱动变频柜7和主控制器；所述的主控制器内依次串联设置有第三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分别通过控制电缆与响应控制柜2的一IO站a、第二IO站b和响应PLC9连接；

所述的后台控制中心5包括后台控制模块10及后台控制中心HMI11；所述的后台控制中心HMI11通过电缆连接主控制台4；

所述的主控制台4内包括与主控制柜3中的主PLC8连接的第五IO站e和网络交换机12；所述的网络交换机12同时连接后台控制中心HMI11、主控制台第一HMI16、主控制图第二HMI15、视频动画模块14、导向系统13及摄像装置f；

所述的摄像装置f包括多个并列设置的摄像头。

本实用新型采用盾构机实际操作琴台，用0.55KW电机代替盾构机实际电机。当操作琴台相应系统时，对应控制和执行单元输出信号到继电器或接触器控制动作，完全模拟盾构机操作；

与盾构机系统相比本实用新型的创新点如下：

1.应用4个42寸矩阵显示屏显示上位机操作界面，可实时显示上位机当前界面与显示屏上，方便教学；4个显示屏可集成显示当前一个界面信息，也可分开分别显示4个不同界面信息。

2.用现场控制盒取代管片拼装机和管片小车的无线遥控器，现场控制盒内设IO从站，通过DP总线和主控制器连接，当操作控制盒按钮和摇杆时，输入数字量和模拟量信号控制拼装机和管片小车的相应动作，与无线遥控器控制效果一致，优点是节约成本，操作直观，控制原理讲解和故障排除方便。

3.模拟动画显示；上位机电脑内内设各系统运行动画，当盾构司机操作控制相应系统动作时，会在上位机电脑和矩阵屏上显示相对应的系统动作录像和画面，直观、明了。

4.应激反馈系统。配置有后台控制中心，用于后台故障设置：后台控制中心内置IO从站，上位机设置界面如图所示，当选择后台某一故障按钮时，通过DP通讯线缆连接会在主琴台上报警信息界面显示相对应的报警信息，用于学生故障排除。

本实用新型结构简单，且能够通过显示屏显示上位机操作界面，可实时显示上位机当前界面与显示屏上，方便教学；显示屏可集成显示当前一个界面信息，也可分开分别显示不同界面信息；上位机电脑内内设各系统运行动画，当盾构司机操作控制相应系统动作时，会在上位机电脑和矩阵屏上显示相对应的系统动作录像和画面，直观、明了，并且通过小型电机替代实际的大型电机，降低了教学成本。本实用新型大大提高了教授盾构机学员的教学效果，提供了学员快速学习掌握盾构机操作及排除故障的速度，为盾构机事业的快速发展增加了助力，提供了企业竞争力。

上述实施例仅用于说明本实用新型具体实施的技术方案而非对其进行限制，所属技术领域的普通技术人员应该理解，在不违背本实用新型宗旨的前提下，未改变其性能或用途对本实用新型的实施方式进行的任何等同替代或明显变型，均应涵盖在本实用新型请求保护的范围内。