一、概述
為認(rèn)真貫徹國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局煤安監(jiān)行管〔2016〕19號(hào)“煤礦特種作業(yè)安全技術(shù)實(shí)際操作考試標(biāo)準(zhǔn)”，推進(jìn)煤礦特種作業(yè)實(shí)操考試順利實(shí)施，設(shè)計(jì)制造目前市場(chǎng)最前沿的設(shè)備。
該裝置以斜井提升仿真裝置為本體，與考試管理系統(tǒng)連接，對(duì)學(xué)員進(jìn)行培訓(xùn)和考核?？己送戤吅?，系統(tǒng)自動(dòng)打分，并上傳至考試終端，對(duì)信息進(jìn)行綜合管理。完整的體現(xiàn)整個(gè)提升機(jī)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的檢查和操作工作流程，讓學(xué)員真實(shí)的學(xué)到井下提升機(jī)工作的各種行為規(guī)范和技術(shù)技能。該裝置對(duì)操作臺(tái)外形、開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)位置、儀器儀表等仿真制作，提升機(jī)按比例縮小，滾筒、井筒、提升容器清晰可見(jiàn)，各設(shè)備精雕細(xì)琢，PLC與高科技手段相結(jié)合。直觀反映了提升系統(tǒng)、運(yùn)行方式和各種保護(hù)裝置。通過(guò)操縱臺(tái)對(duì)提升機(jī)啟動(dòng)、加速、安全運(yùn)行、減速制動(dòng)、定位停車等對(duì)學(xué)員進(jìn)行實(shí)操考核?？筛鶕?jù)本礦實(shí)際操作規(guī)程編寫PLC程序。實(shí)現(xiàn)虛擬場(chǎng)景與仿真裝置互動(dòng)，畫面與操作一一對(duì)應(yīng)，既有沉浸感，又有交互性。并伴隨場(chǎng)景音效，光效。
斜井提升機(jī)智能操作模擬裝置系統(tǒng)完整，既能滿足考核，又能滿足技能培訓(xùn)。具有獨(dú)立性，即：在關(guān)閉電腦考核模式下，設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不影響技能培訓(xùn)。設(shè)備大小符合實(shí)操考核要求，能保持與現(xiàn)場(chǎng)一致的動(dòng)手操作，所選用生產(chǎn)原材料能滿足設(shè)備的耐用性。
管理設(shè)備可隨時(shí)遠(yuǎn)程進(jìn)入考生設(shè)備，對(duì)考生操作狀況進(jìn)行及時(shí)監(jiān)督，考試結(jié)束系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)分并上傳成績(jī)，既解決了現(xiàn)實(shí)中無(wú)法提供足夠的場(chǎng)所、設(shè)備、考題等一系列問(wèn)題，又保障了整個(gè)考試過(guò)程的安全。
二、設(shè)計(jì)依據(jù)及標(biāo)準(zhǔn)
斜井提升機(jī)智能操作模擬裝置的設(shè)計(jì)依據(jù)：國(guó)家煤礦安全監(jiān)察局印發(fā)煤礦特種作業(yè)安全技術(shù)實(shí)際操作考試標(biāo)準(zhǔn)（煤安監(jiān)行管〔2016〕19號(hào)）之煤礦提升機(jī)操作作業(yè)安全技術(shù)實(shí)際操作考試標(biāo)準(zhǔn)
提升機(jī)作業(yè)前安全檢查（簡(jiǎn)稱K1）
提升機(jī)安全操作（簡(jiǎn)稱K2）
組卷方式，由K1，K2兩個(gè)科目組成試卷。
考試成績(jī)總分為100分，80分以上為合格。
考試時(shí)間：不大于為30分鐘。
三、系統(tǒng)構(gòu)成及功能
（一）提升機(jī)操作作業(yè)硬件：
1、斜井提升仿真裝置：
該裝置對(duì)操作臺(tái)外形、開(kāi)關(guān)、開(kāi)關(guān)位置、儀器儀表等仿真制作，提升機(jī)按比例縮小，滾筒、井筒、提升容器清晰可見(jiàn)，各設(shè)備精雕細(xì)琢，PLC與高科技手段相結(jié)合?？筛鶕?jù)本礦實(shí)際操作規(guī)程編寫PLC程序，提高學(xué)員的編程能力。
（1）組成
由操作臺(tái)、絞車、模擬井筒及提升設(shè)備等組成。
模擬提升操作臺(tái)：完全真實(shí)的操作臺(tái)，操作臺(tái)有按鍵操作和液晶深度指示。能實(shí)時(shí)進(jìn)行PLC編程。操作臺(tái)也有各種信號(hào)指示燈,與真實(shí)一樣的各種開(kāi)關(guān)，操作手柄，電壓表，電流表，功率因數(shù)表，制動(dòng)油壓表，報(bào)警蜂鳴器，信號(hào)電鈴等組成。
模擬礦井提升系統(tǒng)：試驗(yàn)電機(jī)、減速機(jī)、導(dǎo)向輪、低速反饋軸編器、高速反饋軸編器、提升鋼絲繩、提升容器、穩(wěn)罐裝置、深度檢測(cè)，井筒，絞車房及里面布置，絞車系統(tǒng)，各種保護(hù)裝置。
模擬真實(shí)的高壓變頻器，PLC，(CP1H-X40DR-A主機(jī)，CP1W-20EDR1擴(kuò)展模塊，CP1W-C1F01串口模塊)電阻控制機(jī)柜：外殼是和真實(shí)機(jī)柜生產(chǎn)廠商訂購(gòu)，里面由各種接觸器，繼電器，開(kāi)關(guān)，保險(xiǎn)，功率電阻，變頻器，PLC及各種輸出接口電路組成。
（2）功能
①進(jìn)行信號(hào)閉鎖及絞車司機(jī)各種操作。
②反應(yīng)提升系統(tǒng)的原理和功能。
③真實(shí)再現(xiàn)提升設(shè)備的運(yùn)行和絞車房狀況。
④滿足絞車司機(jī)實(shí)操及考核要求。
⑤能夠自動(dòng)打分。
⑥能夠編寫PLC控制程序。
（3）技術(shù)指標(biāo)

名稱	技術(shù)指標(biāo)
電壓	380V
功率	2KW
重量	600KG
模型主體	鋼結(jié)構(gòu)
局部模型	UV板、亞克力板
PLC	歐姆龍
安全保護(hù)	電流型漏電保護(hù)（動(dòng)作電流≤30mA），電壓型漏電保護(hù)，過(guò)流保護(hù)，熔斷器保護(hù),隔離保護(hù)。

 

（4）規(guī)格
井架：3500mm×710mm×1000mm
絞車：1200mm×700mm×1100mm
操作臺(tái)：1200mm×800mm×1220mm
2、智能控制部分：
采用19英寸高清液晶觸摸顯示器，以觸摸代替鼠標(biāo)的形式，脫離電腦操作的限制，增加人機(jī)交互的真實(shí)感。顯示器自帶音響系統(tǒng)，音量可自行調(diào)節(jié)，提供清晰聲音效果的同時(shí)，避免多臺(tái)設(shè)備同時(shí)工作時(shí)互相產(chǎn)生干擾。
（1）顯示部分：

屏類型	LED背光  液晶屏  A規(guī)
尺寸	19英寸(16:10)
顯示區(qū)域	478 (H)×269.5 (V)
分辨率	1440*900 P
VGA 輸入、輸出	外接電腦VGA 輸入，內(nèi)部電腦VGA 輸出（投影儀等）
HDMI輸入、輸出	外接電腦HDMI輸入，內(nèi)部電腦HDMI 輸出
觸摸功能	全新投射式電容屏，10點(diǎn)觸摸，支持多點(diǎn)手勢(shì)；
顯示	PC 全高清HDMI
觸摸技術(shù)	投射式電容技術(shù)（電容觸摸屏）
觸摸點(diǎn)數(shù)	標(biāo)配10點(diǎn)觸摸,可實(shí)現(xiàn)放大縮小圖片等多點(diǎn)觸摸功能
電源接口	12V
梳狀濾波器	3D COMB filter（3D濾波降噪）
使用壽命	> 50000小時(shí)

 
（2）主機(jī)部分：主機(jī)均采用品牌主機(jī)，主機(jī)配置為：酷睿10代處理器i5，8G內(nèi)存，256G  SSD固態(tài)硬盤，2G獨(dú)顯，串并口，18L降噪大機(jī)箱，WIN10系統(tǒng)。在保證系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，硬件安裝牢固可靠的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮本系統(tǒng)的高質(zhì)量三維場(chǎng)景畫面，為用戶提供更高質(zhì)量的交互操作畫面。
（3）二代身份證識(shí)別設(shè)備：在進(jìn)行考核操作時(shí)，需要使用身份證驗(yàn)證系統(tǒng)進(jìn)行身份確認(rèn)，驗(yàn)證成功后，可進(jìn)入考核系統(tǒng)，在考核完成后，可將身份信息考核成績(jī)，一起存儲(chǔ)并打包上傳到服務(wù)器，做綜合管理。
1：符合GA450-2013臺(tái)式居民身份證閱讀器通用技術(shù)要求，兼容ISO14443（TypeB）標(biāo)準(zhǔn)；
2：讀卡響應(yīng)速度：<1s；
3：閱讀距離:0～30mm；
4：電源規(guī)格:USB(DC 5V)；
5：工作頻率：13.56MHZ（fc）；
6：使用環(huán)境：工作溫度：0℃～45℃；相對(duì)濕度：20%～80%RH；
7：推薦平臺(tái)：WIN7/WIN10
（二）提升機(jī)操作作業(yè)軟件：
本系統(tǒng)軟件主體包含以下模塊：訓(xùn)練模式，考核模式，教學(xué)模式。訓(xùn)練模式和考核模式均依據(jù)提升機(jī)操作作業(yè)安全技術(shù)實(shí)際操作考試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
（1）軟件場(chǎng)景中的素材均根據(jù)提升機(jī)操作臺(tái)、提升機(jī)房場(chǎng)景1:1比例進(jìn)行建模設(shè)計(jì)制作，嚴(yán)格按照考試標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行設(shè)計(jì)。
（2）軟件系統(tǒng)具有設(shè)計(jì)合理，運(yùn)行穩(wěn)定可靠，數(shù)據(jù)傳輸高效穩(wěn)定，互動(dòng)操作響應(yīng)迅速，操作簡(jiǎn)單，安全環(huán)保等特點(diǎn)。
（3）虛擬場(chǎng)景與硬件系統(tǒng)互動(dòng)，畫面與操作一一對(duì)應(yīng)，并伴隨響應(yīng)的場(chǎng)景音效，光效，以及必要的語(yǔ)音文字提示。
（4）系統(tǒng)本身滿足提升機(jī)操作作業(yè)基礎(chǔ)規(guī)范要求，可進(jìn)行提升機(jī)的加速、減速，提升機(jī)開(kāi)機(jī)和關(guān)機(jī)，以及遇到緊急情況正確處理仿真模擬操作。
（5）訓(xùn)練模式下，系統(tǒng)會(huì)以聲光，文字，圖標(biāo)的形式，對(duì)每一步進(jìn)行操作引導(dǎo)，考核項(xiàng)目講解，操作提示，錯(cuò)誤糾正，實(shí)現(xiàn)“無(wú)老師化”的訓(xùn)練模式。
（6）考核模式下，系統(tǒng)除了提供必要的語(yǔ)音文字引導(dǎo)外，不會(huì)提供涉及具體考試內(nèi)容的提示，全憑操作人員訓(xùn)練和對(duì)考試標(biāo)準(zhǔn)的記憶，完成全部考核題目，并在考核完成后，可將身份信息和考核成績(jī)，上傳并儲(chǔ)存至服務(wù)器，對(duì)信息進(jìn)行綜合管理。
（7）訓(xùn)練和考核過(guò)程，提示檢查環(huán)境時(shí)，使用手指點(diǎn)擊觸摸屏的形式，檢查三維場(chǎng)景中的檢查點(diǎn)。
（8）在訓(xùn)練和考核過(guò)程中，需要?jiǎng)邮植僮鏖_(kāi)關(guān)按鈕等控制部分時(shí)，使用提升機(jī)操作平臺(tái)上的開(kāi)關(guān)按鈕，完成對(duì)應(yīng)操作。
（9）考核過(guò)程中，若連接考核終端管理系統(tǒng)，則在管理平臺(tái)上，可對(duì)當(dāng)前考核畫面進(jìn)行遠(yuǎn)程查看和控制。
（10）軟件系統(tǒng)連接到考核管理平臺(tái)，可對(duì)考試人員進(jìn)行綜合管理。管理功能包括人員信息采集，人員工種，單位等參數(shù)設(shè)置，考核安排，考試信息存儲(chǔ)，考核狀態(tài)監(jiān)控，考試信息查閱，打印，刪除，增加，修改。
四、可實(shí)操的科目及內(nèi)容
提升機(jī)作業(yè)前安全檢查（簡(jiǎn)稱K1）
機(jī)房安全檢查（簡(jiǎn)稱K1-1）
運(yùn)行裝置安全檢查（簡(jiǎn)稱K1-2）
試運(yùn)轉(zhuǎn)安全操作（簡(jiǎn)稱K1-3）
提升機(jī)安全操作（簡(jiǎn)稱K2）
開(kāi)機(jī)安全操作（簡(jiǎn)稱K2-1）
提升運(yùn)行安全操作（簡(jiǎn)稱K2-2）
停機(jī)安全操作（簡(jiǎn)稱K2-3）
收工安全操作（簡(jiǎn)稱K2-4）
設(shè)備可滿足技能培訓(xùn)。
五、總體規(guī)格
規(guī)格：5560mm×1200mm×1200mm