一、概述
为认真贯彻国家煤矿安全监察局煤安监行管〔2016〕19号“煤矿特种作业安全技术实际操作考试标准”，推进煤矿特种作业实操考试顺利实施，设计制造目前市场最前沿的设备。
该装置以立井罐笼提升仿真装置为本体，与考试管理系统连接，对学员进行培训和考核。考核完毕后，系统自动打分，并上传至考试终端，对信息进行综合管理。完整的体现整个提升机作业标准的检查和操作工作流程，让学员真实的学到井下提升机工作的各种行为规范和技术技能。该装置对操作台外形、开关、开关位置、仪器仪表等仿真制作，提升机按比例缩小，井架、井筒、提升容器清晰可见，各设备精雕细琢，PLC与高科技手段相结合。直观反映了立井提升系统、运行方式和各种保护装置。通过操纵台实现提升机启动、加速、安全运行、减速制动、定位停车等对学员进行实操考核。可根据本矿实际操作规程编写PLC程序。实现虚拟场景与仿真装置互动，画面与操作一一对应，既有沉浸感，又有交互性。并伴随场景音效，光效。
立井提升机智能操作模拟装置完整，既能满足考核，又能满足技能培训。具有独立性，即：在关闭电脑考核模式下，设备正常运转，不影响技能培训。设备大小符合实操考核要求，能保持与现场一致的动手操作，所选用生产原材料能满足设备的耐用性。
管理设备可随时远程进入考生设备，对考生操作状况进行及时监督，考试结束系统自动评分并上传成绩，既解决了现实中无法提供足够的场所、设备、考题等一系列问题，又保障了整个考试过程的安全。
二、设计依据及标准
立井提升机智能操作模拟装置的设计依据：国家煤矿安全监察局印发煤矿特种作业安全技术实际操作考试标准（煤安监行管〔2016〕19号）之煤矿提升机操作作业安全技术实际操作考试标准
提升机作业前安全检查（简称K1）
提升机安全操作（简称K2）
组卷方式，由K1，K2两个科目组成试卷。
考试成绩总分为100分，80分以上为合格。
考试时间：不大于为30分钟。
三、系统构成及功能
（一）提升机操作作业硬件：
1、立井提升机智能操作模拟装置：
该装置对操作台外形、开关、开关位置、仪器仪表等仿真制作，提升机按比例缩小，井架、井筒、提升容器清晰可见，各设备精雕细琢，PLC与高科技手段相结合。可根据本矿实际操作规程编写PLC程序，提高学员的编程能力。
（1）组成
由操作台、绞车、模拟井筒及提升设备等组成。
模拟提升操作台：完全真实的操作台，操作台有按键操作和液晶深度指示。能实时进行PLC编程。操作台也有各种信号指示灯,与真实一样的各种开关，操作手柄，电压表，电流表，功率因数表，制动油压表，报警蜂鸣器，信号电铃等组成。
模拟矿井提升系统：试验电机、减速机、 联轴器、低速反馈轴编器、高速反馈轴编器、提升钢丝绳、提升容器、稳罐装置、深度检测，井筒，绞车房及里面布置，绞车系统，各种保护装置。
模拟真实的高压变频器，PLC，(CP1H-X40DR-A主机，CP1W-20EDR1扩展模块，CP1W-C1F01串口模块)电阻控制机柜：外壳是和真实机柜生产厂商订购，里面由各种接触器，继电器，开关，保险，功率电阻，变频器，PLC及各种输出接口电路组成。
（2）功能
①进行信号闭锁及绞车司机各种操作。
②反应提升系统的原理和功能。
③真实再现提升设备的运行和绞车房状况。
④满足绞车司机实操及考核要求。
⑤能够自动打分。
⑥能够编写PLC控制程序。
（3）技术指标
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名称 |
技术指标 |
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电压 |
380V |
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功率 |
2KW |
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重量 |
600KG |
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模型主体 |
钢结构 |
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局部模型 |
UV板、亚克力板 |
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PLC |
欧姆龙 |
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安全保护 |
电流型漏电保护（动作电流≤30mA），电压型漏电保护，过流保护，熔断器保护,隔离保护。 |
（4）规格
井 架：1800mm×720mm×2500mm
绞 车：1200mm×700mm×1100mm
操作台：1200mm×800mm×1220mm
2、智能控制部分：
采用19英寸高清液晶触摸显示器，以触摸代替鼠标的形式，脱离电脑操作的限制，增加人机交互的真实感。显示器自带音响系统，音量可自行调节，提供清晰声音效果的同时，避免多台设备同时工作时互相产生干扰。
（1）显示部分：
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屏类型 |
LED背光 液晶屏 A规 |
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尺寸 |
19英寸(16:10) |
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显示区域 |
478 (H)×269.5 (V) |
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分辨率 |
1440*900 P |
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VGA 输入、输出 |
外接电脑VGA 输入，内部电脑VGA 输出） |
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HDMI输入、输出 |
外接电脑HDMI输入，内部电脑HDMI 输出 |
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触摸功能 |
全新投射式电容屏，10点触摸，支持多点手势； |
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显示 |
PC 全高清HDMI |
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触摸技术 |
投射式电容技术（电容触摸屏） |
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触摸点数 |
标配10点触摸,可实现放大缩小图片等多点触摸功能 |
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电源接口 |
12V |
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梳状滤波器 |
3D COMB filter（3D滤波降噪） |
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使用寿命 |
> 50000小时 |
（2）主机部分：主机均采用品牌主机，主机配置为：酷睿10代处理器i5，8G内存，256G SSD固态硬盘，2G独显，串并口，18L降噪大机箱，WIN10系统。在保证系统运行稳定，硬件安装牢固可靠的基础上，充分发挥本系统的高质量三维场景画面，为用户提供更高质量的交互操作画面。
（3）二代身份证识别设备：在进行考核操作时，需要使用身份证验证系统进行身份确认，验证成功后，可进入考核系统，在考核完成后，可将身份信息考核成绩，一起存储并打包上传到服务器，做综合管理。
1：符合GA450-2013台式居民身份证阅读器通用技术要求，兼容ISO14443（TypeB）标准；
2：读卡响应速度：<1s；
3：阅读距离:0～30mm；
4：电源规格:USB(DC 5V)；
5：工作频率：13.56MHZ（fc）；
6：使用环境：工作温度：0℃～45℃；相对湿度：20%～80%RH；
7：推荐平台：WIN7/WIN10
（二）提升机操作作业软件：
本系统软件主体包含以下模块：训练模式，考核模式，教学模式。训练模式和考核模式均依据提升机操作作业安全技术实际操作考试标准进行设计。
（1）软件场景中的素材均根据提升机操作台、提升机房场景1:1比例进行建模设计制作，严格按照考试标准进行设计。
（2）软件系统具有设计合理，运行稳定可靠，数据传输高效稳定，互动操作响应迅速，操作简单，安全环保等特点。
（3）虚拟场景与硬件系统互动，画面与操作一一对应，并伴随响应的场景音效，光效，以及必要的语音文字提示。
（4）系统本身满足提升机操作作业基础规范要求，可进行提升机的加速、减速，提升机开机和关机，以及遇到紧急情况正确处理仿真模拟操作。
（5）训练模式下，系统会以声光，文字，图标的形式，对每一步进行操作引导，考核项目讲解，操作提示，错误纠正，实现“无老师化”的训练模式。
（6）考核模式下，系统除了提供必要的语音文字引导外，不会提供涉及具体考试内容的提示，全凭操作人员训练和对考试标准的记忆，完成全部考核题目，并在考核完成后，可将身份信息和考核成绩，上传并储存至服务器，对信息进行综合管理。
（7）训练和考核过程，提示检查环境时，使用手指点击触摸屏的形式，检查三维场景中的检查点。
（8）在训练和考核过程中，需要动手操作开关按钮等控制部分时，使用提升机操作平台上的开关按钮，完成对应操作。
（9）考核过程中，若连接考核终端管理系统，则在管理平台上，可对当前考核画面进行远程查看和控制。
（10）软件系统连接到考核管理平台，可对考试人员进行综合管理。管理功能包括人员信息采集，人员工种，单位等参数设置，考核安排，考试信息存储，考核状态监控，考试信息查阅，打印，删除，增加，修改。
四、可实操的科目及内容
提升机作业前安全检查（简称K1）
机房安全检查（简称K1-1）
运行装置安全检查（简称K1-2）
试运转安全操作（简称K1-3）
提升机安全操作（简称K2）
开机安全操作（简称K2-1）
提升运行安全操作（简称K2-2）
停机安全操作（简称K2-3）
收工安全操作（简称K2-4）
设备可满足技能培训。
五、总体规格
总体规格：4000mm×900mm×2500mm
