CN106121663A - 一种盾构控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种盾构控制系统，包括主站，所述主站通过工业以太网总线与从站控制柜连接，所述主站包括第一控制器和人机接口，所述控制器通过数据总线与人机接口连接，所述控制器通过I/O模块分别与操作显示屏和盾构机通讯连接，所述控制器还通过数据总线分别与液位传感器和压力传感器电连接，所述从站控制柜包括第二控制器、泵控制柜和阀门控制柜，所述第二控制器通过工业以太网总线与光电隔离中继放大器电连接。本发明提出了一种盾构控制系统，具有很好的联动性，主站通过工业以太网与从站连接，方便了主站与从站之间的数据与命令的传输，解决现有盾构系统操作不方便和数据处理不方便的问题。

Description

一种盾构控制系统

技术领域

本发明涉及盾构机技术领域，尤其涉及一种盾构控制系统。

背景技术

盾构机，全名叫盾构隧道掘进机，是一种隧道掘进的专用工程机械，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、控制和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，用盾构机进行隧洞施工具有自动化程度高、节省人力、施工速度快、一次成洞、不受气候影响、开挖时可控制地面沉降、减少对地面建筑物的影响和在水下开挖时不影响水面交通等特点，在隧洞洞线较长、埋深较大的情况下，用盾构机施工更为经济合理，据了解，采用盾构法施工的掘进量占京城地铁施工总量的45％，目前共有17台盾构机为地铁建设效力。虽然盾构机成本高昂，但可将地铁暗挖功效提高8到10倍，而且在施工过程中，地面上不用大面积拆迁，不阻断交通，施工无噪音，地面不沉降，不影响居民的正常生活。

而盾构机在使用过程中，多数由专门的控制柜对其监测，目前，国内基本上都是采用单独控制柜对应单独盾构机进行控制，该装置使用时需要工作人员在控制柜前进行单独的操作，无法统一的对盾构机出现的问题进行处理和整理，而且使用很不方便，影响其使用的效果。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种盾构控制系统，具有很好的联动性，主站通过工业以太网与从站连接，方便了主站与从站之间的数据与命令的传输，解决现有盾构系统操作不方便和数据处理不方便的问题。

本发明提供如下技术方案：一种盾构控制系统，包括主站，所述主站通过工业以太网总线与从站控制柜连接，所述主站包括第一控制器和人机接口，所述控制器通过数据总线与人机接口连接，所述控制器通过I/O模块分别与操作显示屏和盾构机通讯连接，所述控制器还通过数据总线分别与液位传感器和压力传感器电连接。

所述从站控制柜包括第二控制器、泵控制柜和阀门控制柜，所述第二控制器通过工业以太网总线与光电隔离中继放大器电连接，所述光电隔离中继放大器分别泵控制柜和阀门控制柜双向电连接，所述第二控制器的输入端口通过数据总线与采集系统电连接，所述第二控制器通过数据总线与控制柜面板电连接。

优选的，所述工业以太网总线包括数据总线、地址总线和控制总线。

优选的，所述电磁阀的数量不少于十个，且电磁阀分别安装在盾构机不同的输送管道上。

优选的，所述流量传感器和压力传感器分别安装在盾构机的输送管道内。

优选的，所述采集系统包括第三控制器，所述第三控制器的输入端电连接有数据整理模块，所述第三控制器双向电连接有存储器，所述数据整理模块的输入端分别与电动机冷却风机、轴封水泵、电磁阀、电流传感器、电压传感器、温度传感器、压力传感器和流量传感器信号电连接。

优选的，所述泵控制柜和阀门控制箱分别跟随各类泵和阀门一同设置。

优选的，所述控制柜面板上安装有显示终端。

本发明提供了一种盾构控制系统，主站通过工业以太网总线与从站连接，使从站与主站之间信息传输更加迅速，数据和命令更加准确，实现泥水输送的远程和就地控制，使系统使用更加方便，系统配置灵活，既可以自成体系独立于泥水盾构机原系统外运行，也可以与泥水盾构机原系统连接为一体运行；各从站还可以分拆后与盾构机原泥水输送控制系统配套使用；而且设置人机接口，可方便、灵活的与各型号盾构机配套使用，设置泵控制柜和阀门控制箱，使阀门和泵的工作状态监测更加方便，配合采集系统，使泵、电动机冷却风机、轴封水泵、管道上的电磁阀、压力传感器、柜内通风冷却、泥水输送系统压力和流量等采集更加方便，配合设置的操作显示屏和控制柜面板，方便了主站对从站数据的监测，而且使操作更加方便。

附图说明

图1为本发明提出的一种盾构控制系统网络拓扑图；

图2为本发明提出的一种盾构控制系统主站的框图；

图3为本发明提出的一种盾构控制系统从站的框图；

图4为本发明提出的一种盾构控制系统采集系统的框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-4，本发明提供一种技术方案：一种盾构控制系统，包括主站，主站通过工业以太网总线与从站控制柜连接，主站通过工业以太网总线与从站连接，使从站与主站之间信息传输更加迅速，数据和命令更加准确，实现泥水输送的远程和就地控制，使系统使用更加方便，主站包括第一控制器和人机接口，控制器通过数据总线与人机接口连接，而且设置人机接口，可方便、灵活的与各型号盾构机配套使用，控制器通过I/O模块分别与操作显示屏和盾构机通讯连接，控制器还通过数据总线分别与液位传感器和压力传感器电连接，既可以自成体系独立于泥水盾构机原系统外运行，也可以与泥水盾构机原系统连接为一体运行；各从站还可以分拆后与盾构机原泥水输送控制系统配套使用。

从站控制柜包括第二控制器、泵控制柜和阀门控制柜，第二控制器通过工业以太网总线与光电隔离中继放大器电连接，光电隔离中继放大器避免信号传输过程中出现衰弱，光电隔离中继放大器分别泵控制柜和阀门控制柜双向电连接，设置泵控制柜和阀门控制箱，使阀门和泵的工作状态监测更加方便，第二控制器的输入端口通过数据总线与采集系统电连接，第二控制器通过数据总线与控制柜面板电连接。

从站的第二控制器要完成泵、电动机冷却风机、轴封水泵、管道上的电磁阀、压力传感器、柜内通风冷却、泥水输送系统压力、流量等信号的采集和处理，过程参数的设定和监视、控制，设备的连锁控制、报警检测、变频保护等及工作状态进行监视与控制。

本发明中，工业以太网总线包括数据总线、地址总线和控制总线。

本发明中，电磁阀的数量不少于十个，且电磁阀分别安装在盾构机不同的输送管道上，通过多个电磁阀对盾构机上的管道进行控制。

本发明中，流量传感器和压力传感器分别安装在盾构机的输送管道内，流量传感器和压力传感器对输送管内的压力和流量进行感应。

本发明中，采集系统包括第三控制器，第三控制器的输入端电连接有数据整理模块，第三控制器双向电连接有存储器，数据整理模块的输入端分别与电动机冷却风机、轴封水泵、电磁阀、电流传感器、电压传感器、温度传感器、压力传感器和流量传感器信号电连接，配合采集系统，使泵、电动机冷却风机、轴封水泵、管道上的电磁阀、压力传感器、柜内通风冷却、泥水输送系统压力和流量等采集更加方便。

本发明中，泵控制柜和阀门控制箱分别跟随各类泵和阀门一同设置。

本发明中，控制柜面板上安装有显示终端，配合设置的操作显示屏和控制柜面板，方便了主站对从站数据的监测，而且使操作更加方便，用来显示泥浆泵工作时的各类参数，如电机电流、电机温度、电机转速及变频器故障信息等。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种盾构控制系统，包括主站，其特征在于：所述主站通过工业以太网总线与从站控制柜连接，所述主站包括第一控制器和人机接口，所述控制器通过数据总线与人机接口连接，所述控制器通过I/O模块分别与操作显示屏和盾构机通讯连接，所述控制器还通过数据总线分别与液位传感器和压力传感器电连接；

所述从站控制柜包括第二控制器、泵控制柜和阀门控制柜，所述第二控制器通过工业以太网总线与光电隔离中继放大器电连接，所述光电隔离中继放大器分别泵控制柜和阀门控制柜双向电连接，所述第二控制器的输入端口通过数据总线与采集系统电连接，所述第二控制器通过数据总线与控制柜面板电连接。

2.根据权利要求1所述的一种盾构控制系统，其特征在于：所述工业以太网总线包括数据总线、地址总线和控制总线。

3.根据权利要求1所述的一种盾构控制系统，其特征在于：所述电磁阀的数量不少于十个，且电磁阀分别安装在盾构机不同的输送管道上。

4.根据权利要求1所述的一种盾构控制系统，其特征在于：所述流量传感器和压力传感器分别安装在盾构机的输送管道内。

5.根据权利要求1所述的一种盾构控制系统，其特征在于：所述采集系统包括第三控制器，所述第三控制器的输入端电连接有数据整理模块，所述第三控制器双向电连接有存储器，所述数据整理模块的输入端分别与电动机冷却风机、轴封水泵、电磁阀、电流传感器、电压传感器、温度传感器、压力传感器和流量传感器信号电连接。

6.根据权利要求1所述的一种盾构控制系统，其特征在于：所述泵控制柜和阀门控制箱分别跟随各类泵和阀门一同设置。

7.根据权利要求1所述的一种盾构控制系统，其特征在于：所述控制柜面板上安装有显示终端。