三級綜合水利樞紐動態(tài)仿真模型技術(shù)要求

1、水工一體化綜合實訓(xùn)平臺技術(shù)說明水工一體化平臺實訓(xùn)建設(shè)綜合水利樞紐動態(tài)仿真實訓(xùn)室選用國內(nèi)大型的水電站（二灘、三峽、撫河平原灌）原型作為制作藍本，按比例設(shè)計加工制作成三級樞紐仿真動態(tài)設(shè)備；通過觀摩學(xué)習(xí)與操作演示、，其內(nèi)容涉及到水文及水利水電規(guī)劃、水工建筑物、水電站、水電站建筑物、水力學(xué)、水工結(jié)構(gòu)、水利工程施工、水輪機等多門學(xué)科內(nèi)容，可用于水利類相關(guān)專業(yè)的認(rèn)識實習(xí)、實驗與實訓(xùn)教學(xué)，并可作為相關(guān)培訓(xùn)認(rèn)知實踐，對水利工程系培養(yǎng)復(fù)合型、技能型的人才提供有利支撐。水工一體化綜合水利樞紐動態(tài)仿真實訓(xùn)平臺集仿真演示、模擬實訓(xùn)、數(shù)據(jù)采集存儲和運用等于一體，實現(xiàn)了仿真模擬通水演示，通過計算機操控演示得到樞紐大壩及各

2、建筑物運行參數(shù)、運行控制、實時界面操作等功能。含 PLC 智能模塊，機組通過布局多處水工建筑物布置位置，計算機軟件界面顯示不同時間段數(shù)值信號，還可實現(xiàn)挑距沖刷坑變化、水流形態(tài)變化、 水位觀測、模擬發(fā)電、顯示實時狀態(tài)， 以達到實踐教學(xué)的目的。水工一體化實訓(xùn)建設(shè)綜合水利樞紐動態(tài)仿真實訓(xùn)平臺在實踐教學(xué)中的應(yīng)用， 不僅使學(xué)生對樞紐的布局模塊、建筑物系統(tǒng)與實際應(yīng)用、建筑物的結(jié)構(gòu)組成、發(fā)電站的運行演示、機組的運行數(shù)據(jù)等進行了解，還可通過演示操作來加深學(xué)生對各種電站功能布局的認(rèn)識，突出強化實踐教學(xué)在學(xué)生基本技能和創(chuàng)新能力培養(yǎng)中的作用，建成特色鮮明，滿足培養(yǎng)技能型、應(yīng)用型人才培養(yǎng)需要的實踐教學(xué)環(huán)境。充分保證了

3、學(xué)生獲得足夠時間和高質(zhì)量“真刀真槍”的實際崗位訓(xùn)練，實現(xiàn)與工程實踐的“零距離”接觸，訓(xùn)練學(xué)生從事水利水電工程領(lǐng)域的施工和管理等方面工作的基本技能；達到“教、學(xué)、練”一體化功能。一、總體技術(shù)說明本水工一體化實訓(xùn)平臺為某一河流梯級開發(fā)的動態(tài)模擬， 它包括水資源開發(fā)與利用的三級水利樞紐，一、二級為水利水電蓄水樞紐，三級為有壩引水樞紐。三級水利樞紐包括了水利工程中的一些主要水工建筑物，整個平臺建設(shè)要求動態(tài)，直觀，還能反映水工建筑物的細部結(jié)構(gòu)，用不同顏色的材料表示，模型尺寸大致為 16 米× 6 米× 3 米，設(shè)備演示實驗用水采用自循環(huán)系統(tǒng)供水。整個水工一體化實訓(xùn)平臺應(yīng)具有以下功能和

4、特點：（1）水工建筑物典型，全面，綜合性強，有雙曲拱壩、重力壩、滾水壩，水閘，五級船閘、渠系建筑物等水工建筑物。（2）各級樞紐可按實際通水，動態(tài)模擬，形象逼真，仿真性強，使人有身臨其境的感覺。具有很高的觀賞性，直觀性。（3）操作控制分觸控軟件控制、 iPad 移動式全方位控制兩種操作方式，操作方便、靈活。（5）平臺中的傳動機構(gòu)采用金屬部件，堅固耐用，不變形。（6） 設(shè)備采用單片機自動程序控制，語音講解。（7）設(shè)備演示時，可清楚的觀看到水的各種流態(tài)如電站引水系統(tǒng)的非恒定流現(xiàn)象、壩段滲流、消能及各級樞紐設(shè)備的運行操作，如：泄洪，升船過壩，船閘運行等。另外還要有配合測量、數(shù)據(jù)采集等功能。能人機互動，

5、方便教學(xué)，學(xué)生可在實驗中測出相關(guān)數(shù)據(jù)并可自行編程計算，并能輸出和顯示。模型建成后，能為水利學(xué)科各專業(yè)學(xué)生認(rèn)識實習(xí)、專業(yè)課實驗教學(xué)及水務(wù)局職工培訓(xùn)和繼續(xù)教育所用。二、水工信息化系統(tǒng)1、系統(tǒng)概況通過該系統(tǒng)的建設(shè)，配備先進的采集、傳輸及顯示設(shè)備，應(yīng)用先進的計算機控制技術(shù)，拓寬學(xué)生知識面和提高學(xué)生綜合試驗?zāi)芰脱芯繂栴}能力，增加教學(xué)演示時的臨場感。2、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)及網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)當(dāng)前，通信技術(shù)和計算機技術(shù)的發(fā)展日新月異，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計既要適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的潮流，保證系統(tǒng)的先進性，也要兼顧技術(shù)上的成熟性，降低由于新技術(shù)和新產(chǎn)品中不成熟因素所帶來的風(fēng)險。因此，我們在充分考慮了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的先進性與成熟性并結(jié)合實際的應(yīng)用環(huán)境

6、進行了詳細的設(shè)計。3、信息化教學(xué)一體化系統(tǒng)作為水工實訓(xùn)信息化系統(tǒng)的組成部分，本系統(tǒng)在現(xiàn)場配置相關(guān)的教學(xué)設(shè)備，通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)及網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，計算機軟件將通過不同的人機界面與后臺的數(shù)據(jù)處理、操作控制、接口配置等模塊實現(xiàn)對主要建筑物及現(xiàn)場設(shè)備的控制和試驗實時數(shù)據(jù)的采集、處理以及教學(xué)顯示。（1）水雨情自動測報模擬子系統(tǒng)（2）大壩安全監(jiān)測模擬子系統(tǒng)（3）氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測模擬子系統(tǒng)（4）洪水預(yù)報調(diào)度模擬子系統(tǒng)（5）節(jié)水節(jié)能灌溉模擬子系統(tǒng)（6）定點點播系統(tǒng)（7）表面流場測量系統(tǒng)（8）教學(xué)視頻系統(tǒng)4、環(huán)境輔助系統(tǒng)（1）無線擴聲系統(tǒng)（2）單元泛光系統(tǒng)三、為保證產(chǎn)品質(zhì)量，應(yīng)出具廠家所在地省級質(zhì)量監(jiān)督檢驗機構(gòu)出具的教學(xué)儀

7、器設(shè)備地形地貌山體朔形檢驗報告書，只接受廠家投標(biāo)。四、主要附屬設(shè)備（規(guī)格型號為參考值，誤差不得超過10%）序 產(chǎn) 品 名 規(guī)格（ mm)說明號稱1 混 流 式 4000mm*1000 水 輪 發(fā) mm*2300mm電 機 組仿 真 設(shè)備規(guī)格型號 :4000mm*1000mm*2300mm有機玻璃，珠光玻璃，工程塑料，銅塑線，高級裝飾材料，水循環(huán)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等。該設(shè)備最突出的特點是：采用了特殊工藝制作的全透明整體耐壓蝸殼，此蝸殼成功地解決了常規(guī)蝸殼因不能耐壓而仿真演示差、金屬蝸殼不能透視不便教學(xué)或?qū)嶒灥膬纱竺?。蝸殼：采用全透明整體耐壓蝸殼，特殊工藝接縫，可解除日后脫膠開裂的煩惱， 既能承受

8、20 米以上的水頭沖擊，又能從各個方位透視各個部件運行動態(tài)。如：帶淺色的固定導(dǎo)葉、透明或半透明的活動導(dǎo)葉、用銅片制成轉(zhuǎn)輪、深色的蝴蝶閥等部件的大小、形狀、位置、作用、工作狀態(tài)以及水流狀態(tài)，都能一目了然。耐腐防潮，堅固耐用?？? 軸 流 式水 輪 發(fā)電 機 組仿 真 設(shè)備3 燈泡貫流式水輪發(fā)電機組仿真設(shè)備之，此蝸殼成功地解決了常規(guī)蝸殼因不能耐壓而仿真演示差（容易漏水）、金屬蝸殼不能透視不便教學(xué)的幾大矛盾。轉(zhuǎn)輪：轉(zhuǎn)輪的葉片采用銅片沖壓成形，其大小、形狀皆按比例進行縮放，與上下座緊密結(jié)合，形成一個整體，能在水力沖擊下高速運轉(zhuǎn)，上接不銹鋼軸與發(fā)電機部分連接，既堅實又防銹。通水實驗 ; 本產(chǎn)品為大型動態(tài)

9、仿真模型, 可實際通水實驗 , 演示過程與現(xiàn)實中的水輪發(fā)電機組發(fā)電過程完全相符.實驗時 , 只須按動電鍵先給上水箱加水 , 再打開水水箱閥門即可進行發(fā)電演示 . 學(xué)生既可直接觀察水輪發(fā)電機組的各部份形狀與動態(tài), 又可觀察到水流通過各部份時的狀態(tài). 因為它可真實發(fā)出電來, 起可信度極高。2500mm*800m規(guī)格型號 :2500mm*800mm*1900mmm*1900mm制作材料 : 有機玻璃，珠光玻璃，工程塑料，銅塑線，高級裝飾材料等。該設(shè)備最突出的特點是：采用了特殊工藝制作的全透明整體耐壓蝸殼，此蝸殼成功地解決了常規(guī)蝸殼因不能耐壓而仿真演示差、金屬蝸殼不能透視不便教學(xué)或?qū)嶒灥膬纱竺堋Ｎ仛?/p>

10、：采用全透明整體耐壓蝸殼，特殊工藝接縫，可解除日后脫膠開裂的煩惱，能從各個方位透視各個部件運行動態(tài)。如：帶淺色的固定導(dǎo)葉、透明或半透明的活動導(dǎo)葉、用銅片制成轉(zhuǎn)輪、深色的蝴蝶閥等部件的大小、形狀、位置、作用、工作狀態(tài)以及水流狀態(tài)，都能一目了然。耐腐防潮，堅固耐用?？傊?，此蝸殼成功地解決了常規(guī)蝸殼因不能耐壓而仿真效果差、金屬蝸殼不能透視不便教學(xué)的幾大矛盾。轉(zhuǎn)輪：轉(zhuǎn)輪體主要用來裝置葉片和布置轉(zhuǎn)輪機構(gòu) , 軸流式轉(zhuǎn)輪體安放在葉片之處 , 球形轉(zhuǎn)輪體能使轉(zhuǎn)輪體與葉片內(nèi)緣之間的間隙 , 有利于轉(zhuǎn)漿機構(gòu)的布置 . 轉(zhuǎn)輪的葉片采用銅片沖壓成形，其大小、形狀皆按比例進行技術(shù)方案更優(yōu)越 , 仿真技術(shù)更強縮放， 與

11、上下座緊密結(jié)合， 形成一個整體，上接不銹鋼軸與發(fā)電機部分連接，既堅實又防銹。通電操作 , 能仿真運行， 完全能觀察到水輪機通水發(fā)電的工作原理和發(fā)電過程。1500mm*700產(chǎn)品規(guī)格： 1500 mm*700 mm*1100 mmmm*1100 mm主要材質(zhì)：有機玻璃，珠光玻璃、不銹鋼、工程塑料，銅質(zhì)構(gòu)件、燈光控制系統(tǒng)、電子、電氣、高級裝飾材材料等。最突出的特點是：采用了特殊工藝制作的銀灰色珠光有機玻璃整體耐壓機殼體，外殼透明，殼體成功地解決了常規(guī)殼體因不能耐壓而仿真演示差、金屬殼體不能透視不便教學(xué)或?qū)嶒灥膬纱竺?。銀灰色整體耐殼體，特殊工藝接縫，可解除日后脫膠4水斗式水輪機本體仿 真 設(shè)備15

12、00mm*700mm*1200 mm開裂的煩惱，能從各個方位透視各個部件整體結(jié)構(gòu)如：燈泡型殼體、葉片、導(dǎo)葉、轉(zhuǎn)輪室、發(fā)電機轉(zhuǎn)子、發(fā)電機定子、進水管、泄水錐、主軸等。產(chǎn)品規(guī)格： 1500 mm*700 mm*1200 mm主要材質(zhì)：有機玻璃，珠光玻璃、不銹鋼、工程塑料，銅質(zhì)構(gòu)件、電子、電氣、高級裝飾材材料等。該裝置最突出的特點是：采用了特殊工藝制作的全透明整體耐壓機殼，此機殼成功地解決了常規(guī)機殼因不能耐壓而仿真演示差、金屬機殼不能透視不便教學(xué)或?qū)嶒灥膬纱竺堋C殼用全透明整體耐機殼，特殊工藝接縫，可解除日后脫膠開裂的煩惱，能從各個方位透視各個部件運行動態(tài)，如：轉(zhuǎn)輪、折向器、噴針等。導(dǎo)水機構(gòu)由噴針

13、和噴嘴組成，本裝置噴管為外控式，噴針控制機構(gòu)以不銹鋼管制作，具有結(jié)實、防銹、美觀、操作靈活等特點，操作方式為電控。折向器控制機構(gòu)同樣采用不銹鋼管制作，電控方式。五、水工建筑物實訓(xùn)設(shè)備序產(chǎn)品名稱規(guī)格（ mm)說明號1寬縫重力壩400*300結(jié)構(gòu)展示，分色處理2縱縫重力壩400*300結(jié)構(gòu)展示，分色處理3重力壩廊道布置系統(tǒng)600*400結(jié)構(gòu)展示，分色處理4支墩壩400*300結(jié)構(gòu)展示，分色處理5雙曲拱壩400*300結(jié)構(gòu)展示，分色處理6心墻土石壩500*300結(jié)構(gòu)展示，分色處理7開敞式水閘800*400結(jié)構(gòu)展示，分色處理8弧形閘門800*400結(jié)構(gòu)展示，分色處理9重力式擋土墻500*300結(jié)構(gòu)展示，分色處理10正槽式溢洪道500*300結(jié)構(gòu)展示，分色處理11側(cè)槽式溢洪道500*300結(jié)構(gòu)展示，分色處理12表孔溢流式泄洪洞800*300結(jié)構(gòu)展示，分色處理13豎井式進水口500*