三級(jí)綜合水利樞紐動(dòng)態(tài)仿真模型技術(shù)要求

1、水工一體化綜合實(shí)訓(xùn)平臺(tái)技術(shù)說(shuō)明水工一體化平臺(tái)實(shí)訓(xùn)建設(shè)綜合水利樞紐動(dòng)態(tài)仿真實(shí)訓(xùn)室選用國(guó)內(nèi)大型的水電站 （二灘、三峽、撫河平原灌）原型作為制作藍(lán)本，按比例設(shè)計(jì)加工制作成三級(jí)樞紐仿真 動(dòng)態(tài)設(shè)備；通過(guò)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(jī)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(shí)實(shí)習(xí)、實(shí)驗(yàn)與實(shí) 訓(xùn)教學(xué)，并可作為相關(guān)培訓(xùn)認(rèn)知實(shí)踐，對(duì)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(dòng)態(tài)仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)集仿真演示、模擬實(shí)訓(xùn)、數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ) 和運(yùn)用等于一體，實(shí)現(xiàn)了仿真模擬通水演示，通過(guò)計(jì)算機(jī)操控演示得

2、到樞紐大壩及各建 筑物運(yùn)行參數(shù)、運(yùn)行控制、實(shí)時(shí)界面操作等功能。含 PLC 智能模塊，機(jī)組通過(guò)布局多 處水工建筑物布置位置，計(jì)算機(jī)軟件界面顯示不同時(shí)間段數(shù)值信號(hào)，還可實(shí)現(xiàn)挑距沖刷 坑變化、水流形態(tài)變化、 水位觀測(cè)、模擬發(fā)電、顯示實(shí)時(shí)狀態(tài)， 以達(dá)到實(shí)踐教學(xué)的目的。 水工一體化實(shí)訓(xùn)建設(shè)綜合水利樞紐動(dòng)態(tài)仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用， 不僅使學(xué)生 對(duì)樞紐的布局模塊、建筑物系統(tǒng)與實(shí)際應(yīng)用、建筑物的結(jié)構(gòu)組成、發(fā)電站的運(yùn)行演示、 機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)等進(jìn)行了解，還可通過(guò)演示操作來(lái)加深學(xué)生對(duì)各種電站功能布局的認(rèn) 識(shí)，突出強(qiáng)化實(shí)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)

3、需要的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境。充分保證了學(xué)生獲得足夠時(shí)間和高 質(zhì)量“真刀真槍”的實(shí)際崗位訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)與工程實(shí)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(dá)到“教、學(xué)、練”一體化功 能。一、總體技術(shù)說(shuō)明本水工一體化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)為某一河流梯級(jí)開(kāi)發(fā)的動(dòng)態(tài)模擬， 它包括水資源開(kāi)發(fā)與利用 的三級(jí)水利樞紐，一、二級(jí)為水利水電蓄水樞紐，三級(jí)為有壩引水樞紐。三級(jí)水利樞紐 包括了水利工程中的一些主要水工建筑物，整個(gè)平臺(tái)建設(shè)要求動(dòng)態(tài)，直觀，還能反映水 工建筑物的細(xì)部結(jié)構(gòu)，用不同顏色的材料表示，模型尺寸大致為16米x6米x3米，設(shè)備演示實(shí)驗(yàn)用水采用自循環(huán)系統(tǒng)供水。整個(gè)水工一體化實(shí)訓(xùn)平臺(tái)應(yīng)具有

4、以下功能和特點(diǎn)：（1）水工建筑物典型，全面，綜合性強(qiáng)，有雙曲拱壩、重力壩、滾水壩，水閘， 五級(jí)船閘、渠系建筑物等水工建筑物。（2）各級(jí)樞紐可按實(shí)際通水，動(dòng)態(tài)模擬，形象逼真，仿真性強(qiáng)，使人有身臨其境 的感覺(jué)。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(dòng)式全方位控制兩種操作方式，操作方便、 靈活。（5）平臺(tái)中的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用金屬部件，堅(jiān)固耐用，不變形。（6）設(shè)備采用單片機(jī)自動(dòng)程序控制，語(yǔ)音講解。（7）設(shè)備演示時(shí)，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(jí)樞紐設(shè)備的運(yùn)行操作，如：泄洪，升船過(guò)壩，船閘運(yùn)行等。另外 還要有配合測(cè)量、數(shù)據(jù)采集等

5、功能。能人機(jī)互動(dòng)，方便教學(xué)，學(xué)生可在實(shí)驗(yàn)中測(cè)出相關(guān) 數(shù)據(jù)并可自行編程計(jì)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(shí) 實(shí)習(xí)、專業(yè)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)及水務(wù)局職工培訓(xùn)和繼續(xù)教育所用。、水工信息化系統(tǒng)1、系統(tǒng)概況通過(guò)該系統(tǒng)的建設(shè)，配備先進(jìn)的采集、傳輸及顯示設(shè)備，應(yīng)用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技 術(shù)，拓寬學(xué)生知識(shí)面和提高學(xué)生綜合試驗(yàn)?zāi)芰脱芯繂?wèn)題能力，增加教學(xué)演示時(shí)的臨場(chǎng) 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(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展日新月異，網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)既要適應(yīng)新技術(shù)發(fā)展的潮 流，保證系統(tǒng)的先進(jìn)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(lái)的風(fēng)險(xiǎn)。因此，我們?cè)诔浞挚紤]了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的先進(jìn)性

6、與成熟性并結(jié)合實(shí)際的 應(yīng)用環(huán)境進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。3、信息化教學(xué)一體化系統(tǒng)作為水工實(shí)訓(xùn)信息化系統(tǒng)的組成部分，本系統(tǒng)在現(xiàn)場(chǎng)配置相關(guān)的教學(xué)設(shè)備，通過(guò)數(shù) 據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)及網(wǎng)絡(luò)通訊系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)軟件將通過(guò)不同的人機(jī)界面與后臺(tái)的數(shù)據(jù)處理、操作控 制、接口配置等模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)主要建筑物及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的控制和試驗(yàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集、處理 以及教學(xué)顯示。（1）水雨情自動(dòng)測(cè)報(bào)模擬子系統(tǒng)（2）大壩安全監(jiān)測(cè)模擬子系統(tǒng)（3）氣象數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)模擬子系統(tǒng)（4）洪水預(yù)報(bào)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(diǎn)點(diǎn)播系統(tǒng)（7）表面流場(chǎng)測(cè)量系統(tǒng)（8）教學(xué)視頻系統(tǒng)4、環(huán)境輔助系統(tǒng)（1）無(wú)線擴(kuò)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

7、在地省級(jí)質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)出具的教學(xué)儀器設(shè)備地 形地貌山體朔形檢驗(yàn)報(bào)告書，只接受廠家投標(biāo)。四、主要附屬設(shè)備（規(guī)格型號(hào)為參考值，誤差不得超過(guò)10%）序 號(hào)產(chǎn)品名 稱規(guī)格（mm）說(shuō)明1混流式 水輪發(fā) 電機(jī)組 仿真設(shè) 備4000mm*1000mm*2300mm規(guī)格型號(hào)：4000mm*1000mm*2300mm有機(jī)玻璃，珠光玻璃，工程塑料，銅塑線，高級(jí)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(diǎn)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?yàn)的兩 大矛盾。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

8、開(kāi)裂的煩惱， 既能承受20米以上的水頭沖擊， 又能從各個(gè)方位透視各個(gè)部件運(yùn)行動(dòng)態(tài)。如：帶淺色的固 定導(dǎo)葉、透明或半透明的活動(dòng)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(jiān)固耐用。總之，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(jìn)行縮放，與上下座緊密結(jié)合，形成一個(gè)整體， 能在水力沖擊下咼速運(yùn)轉(zhuǎn)，上接不銹鋼軸與發(fā)電機(jī)部分連 接，既堅(jiān)實(shí)又防銹。通水實(shí)驗(yàn)；本產(chǎn)品為大型動(dòng)態(tài)仿真模型 ，可實(shí)際通水實(shí) 驗(yàn),演示過(guò)程與現(xiàn)頭中的

9、水輪發(fā)電機(jī)組發(fā)電過(guò)程兀全相付.實(shí)驗(yàn)時(shí)，只須按動(dòng)電鍵先給上水箱加水，再打開(kāi)水水箱閥門即可進(jìn)行發(fā)電演示.學(xué)生既可直接觀察水輪發(fā)電機(jī)組的各 部份形狀與動(dòng)態(tài)，又可觀察到水流通過(guò)各部份時(shí)的狀態(tài).因?yàn)樗烧鎸?shí)發(fā)出電來(lái)，起可信度極高。2軸流式 水輪發(fā) 電機(jī)組 仿真設(shè) 備2500mm*800m m*1900mm規(guī)格型號(hào)：2500mm*800mm*1900mm制作材料:有機(jī)玻璃，珠光玻璃，工程塑料，銅塑線， 高級(jí)裝飾材料等。該設(shè)備最突出的特點(diǎn)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?yàn)的兩 大矛盾。蝸殼：采用全透明整體耐壓蝸殼，

10、特殊工藝接縫，可 解除日后脫膠開(kāi)裂的煩惱，能從各個(gè)方位透視各個(gè)部件運(yùn) 行動(dòng)態(tài)。如：帶淺色的固定導(dǎo)葉、透明或半透明的活動(dòng)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(jiān)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(lái)裝置葉片和布置轉(zhuǎn)輪機(jī)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(jī)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(jìn)行技術(shù)方案更優(yōu) 越，仿真技術(shù)更強(qiáng)縮放，與上下座緊密結(jié)合，形成一個(gè)整體

11、， 上接不銹鋼軸與發(fā)電機(jī)部分連接，既堅(jiān)實(shí)又防銹。通電操作，能仿真運(yùn)行，完全能觀察到水輪機(jī)通水發(fā)電 的工作原理和發(fā)電過(guò)程。3燈泡貫 流式水 輪發(fā)電 機(jī)組仿 真設(shè)備1500mm*700mm*1100 mm產(chǎn)品規(guī)格：1500 mm*700 mm*1100 mm主要材質(zhì)：有機(jī)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(jí)裝飾材材料 等。最突出的特點(diǎn)是：采用了特殊工藝制作的銀灰色珠光 有機(jī)玻璃整體耐壓機(jī)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?yàn)的兩大矛盾。銀灰色整體耐殼體，特殊工藝接縫，可解除日后脫膠開(kāi)裂的煩惱，能從各

12、個(gè)方位透視各個(gè)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(jī)轉(zhuǎn)子、發(fā)電機(jī)定 子、進(jìn)水管、泄水錐、主軸等。4水斗式水 輪機(jī)本體 仿真設(shè) 備1500mm*700mm*1200 mm產(chǎn)品規(guī)格：1500 mm*700 mm*1200 mm主要材質(zhì)：有機(jī)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(jí)裝飾材材料等。該裝置最突出的特點(diǎn)是：采用了特殊工藝制作的全透 明整體耐壓機(jī)殼，此機(jī)殼成功地解決了常規(guī)機(jī)殼因不能耐 壓而仿真演示差、金屬機(jī)殼不能透視不便教學(xué)或?qū)嶒?yàn)的兩 大矛盾。機(jī)殼用全透明整體耐機(jī)殼，特殊工藝接縫，可解除日 后脫膠開(kāi)裂的煩惱，能從各個(gè)方位透視各個(gè)部件運(yùn)行動(dòng)態(tài)， 女口：轉(zhuǎn)

13、輪、折向器、噴針等。導(dǎo)水機(jī)構(gòu)由噴針和噴嘴組成， 本裝置噴管為外控式，噴針控制機(jī)構(gòu)以不銹鋼管制作，具 有結(jié)實(shí)、防銹、美觀、操作靈活等特點(diǎn)，操作方式為電控。 折向器控制機(jī)構(gòu)冋樣采用不銹鋼管制作，電控方式。五、水工建筑物實(shí)訓(xùn)設(shè)備序 號(hào)產(chǎn)品名稱規(guī)格（mm）說(shuō)明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(kāi)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(jìn)水口500*300結(jié)