CN106154938A - 一种盾构施工过程状态参数记录装置 - Google Patents

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陈馈
李凤远
张合沛
王连山
韩伟锋
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China Railway Tunnel Group Co Ltd CRTG
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China Railway Tunnel Group Co Ltd CRTG
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Abstract

本发明公开了一种盾构施工过程状态参数记录装置，包括过程状态参数记录主机模块，所述的过程状态参数记录主机模块包括电源模块，与电源模块连接的信号处理单元、数据处理单元和存储及外部接口单元；所述的过程状态参数记录主机模块通过现场通讯总线电缆与盾构主控室PLC连接。本发明提供了一种能够有效地对盾构施工过程中自控系统工作环境的温湿度信息进行采集处理，剔除环境杂波信号，并实时记录温湿度参数；同时，通过现场总线端口与盾构主控PLC数据通讯，实时大容量记录、存储施工过程状态参数，达到施工参数全过程有效管控，从而提高科学管理、施工的目的，潜在的经济效益和社会效益巨大。

Description

一种盾构施工过程状态参数记录装置
技术领域
本发明涉及盾构信号检测及智能控制领域，具体为一种用于盾构施工过程这种特定工况下盾构做业过程中信号采集和状态监测、存储系统。
背景技术
随着现代社会的不断发展与进步，特别是现代交通运输业的快速发展，给人们的出行带来了很大的便利。
谈到现代交通运输业的快速发展，就不得不提到在地下隧道施工建设过程中起着关键作用的盾构，利用盾构技术，极大地提高了施工安全性和施工效率，尤其对于一些地质比较复杂的地区，盾构在施工过程中发挥着巨大的作用。
由于现有盾构的自控系统均采用大中型PLC进行控制，且PLC通过现场总线与主控室工控机通讯，所有操控指令均是通过主控室工控机的人机界面下达。但在现有盾构现场实际掘进过程中存在主控室和地面调度室工控机对施工过程状态记录的参数不全、丢失及人为修改等问题，尤其是在出现突发施工事故之际，上述情况尤为突出。
因此，提供一种能够在地下复杂工况环境下，与盾构PLC同步工作并直接和PLC通讯，实时大容量记录、存储盾构施工过程设备状态和环境参数，便于对地下施工现场进行科学管理，提高施工效率的记录装置，已经是一个值得研究的问题。
发明内容
为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种能够有效对盾构施工过程中做业环境温湿度进行采集处理，实时存储，同时能够与盾构PLC同步工作并通过现场总线端口和PLC通讯，实时记录、存储盾构施工过程设备状态参数的记录装置。
本发明的目的是这样实现的：
一种盾构施工过程状态参数记录装置，包括过程状态参数记录主机模块9，所述的过程状态参数记录主机模块9包括电源模块，与电源模块连接的信号处理单元、数据处理单元和存储及外部接口单元；所述的过程状态参数记录主机模块9通过现场通讯总线电缆10与盾构主控室PLC连接；
所述的信号处理单元，包括温度传感器7、湿度传感器8和与温度传感器7、湿度传感器8相连的接口模块；
所述的接口模块为温度传感器7和湿度传感器8安装、接线接口类型；
所述的数据处理单元，包括CPU模块和与接口模块相连的A/D转换模块；
所述的存储及外部接口单元，包括与CPU模块单元分别相连的操作按钮模块、数据存储模块、通讯接口模块及与通讯接口模块相连的现场通讯总线电缆；
所述的信号处理单元输出的信号通过数据处理单元的A/D转换模块输出到CPU模块单元进行数字滤波处理，并进行存储；同时存储及外部接口单元通过现场通讯总线电缆10和盾构主控PLC数据通讯，结合操作按钮模块的信号状态达到实时记录、存储施工过程状态参数的目的。
所述的一种盾构施工过程状态参数记录装置的操作方法，包括如下步骤：
步骤1：温度传感器7和湿度传感器8采集信号，通过信号处理单元的接口模块输出信号到数据处理单元的A/D转换模块；
步骤2：数据处理单元的A/D转换模块与存储及外部接口单元的通讯接口模块输出信号到CPU模块；
步骤3：数据处理单元的CPU模块结合操作按钮模块输出信息对数据处理后存入存储及外部接口单元的数据存储模块。
积极有益效果：本发明提供了一种能够有效地对盾构施工过程中自控系统工作环境的温湿度信息进行采集处理，剔除环境杂波信号，并实时记录温湿度参数；同时，通过现场总线端口与盾构主控PLC数据通讯，实时大容量记录、存储施工过程状态参数，达到施工参数全过程有效管控，从而提高科学管理、施工的目的，潜在的经济效益和社会效益巨大。
附图说明
图1为本发明的系统框图一；
图2为本发明的系统框图二；
图中为：第一现场总线接口1、第二现场总线接口2、第三现场总线接口3、第一功能操作按钮4、第二功能操作按钮5、第三功能操作按钮6、温度传感器7、湿度传感器8、过程状态参数记录主机模块9、现场通讯总线电缆10。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明做进一步的说明：
如图1、图2所示，一种盾构施工过程状态参数记录装置，包括过程状态参数记录主机模块9，所述的过程状态参数记录主机模块9包括电源模块，与电源模块连接的信号处理单元、数据处理单元和存储及外部接口单元；所述的过程状态参数记录主机模块9通过现场通讯总线电缆10与盾构主控室PLC连接；所述的过程状态参数记录主机模块9上设置有第一现场总线接口1、第二现场总线接口2、第三现场总线接口3、第一功能操作按钮4、第二功能操作按钮5和第三功能操作按钮6。
所述的信号处理单元，包括温度传感器7、湿度传感器8和与温度传感器7、湿度传感器8相连的接口模块；
所述的接口模块为温度传感器7和湿度传感器8安装、接线接口类型；
所述的数据处理单元，包括CPU模块和与接口模块相连的A/D转换模块；
所述的存储及外部接口单元，包括与CPU模块单元分别相连的操作按钮模块、数据存储模块、通讯接口模块及与通讯接口模块相连的现场通讯总线电缆；
所述的信号处理单元输出的信号通过数据处理单元的A/D转换模块输出到CPU模块单元进行数字滤波处理，并进行存储；同时存储及外部接口单元通过现场通讯总线电缆10和盾构主控PLC数据通讯，结合操作按钮模块的信号状态达到实时记录、存储施工过程状态参数的目的。
所述的一种盾构施工过程状态参数记录装置的操作方法，包括如下步骤：
步骤1：温度传感器7和湿度传感器8采集信号，通过信号处理单元的接口模块输出信号到数据处理单元的A/D转换模块；
步骤2：数据处理单元的A/D转换模块与存储及外部接口单元的通讯接口模块输出信号到CPU模块；
步骤3：数据处理单元的CPU模块结合操作按钮模块输出信息对数据处理后存入存储及外部接口单元的数据存储模块。
使用时：检查装置电源状态指示灯是否正常，选择温度传感器和湿度传感器的输出信号对应的参数类型，并将传感器与接口模块进行固定，当传感器采集到信号后，传输过程状态参数记录主机9的内置接口硬件电路，然后信号处理单元输出信号到数据处理单元的A/D转换模块，数据处理单元的A/D转换模块输出信号到CPU模块，CPU模块对数据处理单元A/D转换模块输出信号进行数字滤波、剔除杂波干扰信号，并通过CPU程序结合操作按钮模块的输出信息，将处理结果输出到存储及外部接口单元的数据存储模块；同时，存储及外部接口单元的通讯接口模块通过现场通讯总线电缆和盾构主控PLC数据通讯，结合操作按钮模块的信号状态达到实时记录、存储施工过程状态参数。
本发明提供了一种能够有效地对盾构施工过程中自控系统工作环境的温湿度信息进行采集处理，剔除环境杂波信号，并实时记录温湿度参数；同时，通过现场总线端口与盾构主控PLC数据通讯，实时大容量记录、存储施工过程状态参数，达到施工参数全过程有效管控，从而提高科学管理、施工的目的，潜在的经济效益和社会效益巨大。
以上实施案例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代及改进等，均应视为本申请的保护范围。

Claims (7)

1.一种盾构施工过程状态参数记录装置，其特征在于：包括过程状态参数记录主机模块，所述的过程状态参数记录主机模块包括电源模块，与电源模块连接的信号处理单元、数据处理单元和存储及外部接口单元；所述的过程状态参数记录主机模块通过现场通讯总线电缆与盾构主控室PLC连接。
2.根据权利要求1所述的一种盾构施工过程状态参数记录装置，其特征在于：所述的信号处理单元，包括温度传感器、湿度传感器和与温度传感器、湿度传感器相连的接口模块。
3.根据权利要求2所述的一种盾构施工过程状态参数记录装置，其特征在于：所述的接口模块为温度传感器和湿度传感器安装、接线接口类型。
4.根据权利要求1所述的一种盾构施工过程状态参数记录装置，其特征在于：所述的数据处理单元，包括CPU模块和与接口模块相连的A/D转换模块。
5.根据权利要求1所述的一种盾构施工过程状态参数记录装置，其特征在于：所述的存储及外部接口单元，包括与CPU模块单元分别相连的操作按钮模块、数据存储模块、通讯接口模块及与通讯接口模块相连的现场通讯总线电缆。
6.根据权利要求1所述的一种盾构施工过程状态参数记录装置，其特征在于：所述的信号处理单元输出的信号通过数据处理单元的A/D转换模块输出到CPU模块单元进行数字滤波处理，并进行存储；同时存储及外部接口单元通过现场通讯总线电缆和盾构主控PLC数据通讯，结合操作按钮模块的信号状态达到实时记录、存储施工过程状态参数的目的。
7.如权利要求1所述的一种盾构施工过程状态参数记录装置的操作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：温度传感器和湿度传感器采集信号，通过信号处理单元的接口模块输出信号到数据处理单元的A/D转换模块；
步骤2：数据处理单元的A/D转换模块与存储及外部接口单元的通讯接口模块输出信号到CPU模块；
步骤3：数据处理单元的CPU模块结合操作按钮模块输出信息对数据处理后存入存储及外部接口单元的数据存储模块。
本发明公开了一种盾构施工过程状态参数记录装置，包括过程状态参数记录主机模块，所述的过程状态参数记录主机模块包括电源模块，与电源模块连接的信号处理单元、数据处理单元和存储及外部接口单元；所述的过程状态参数记录主机模块通过现场通讯总线电缆与盾构主控室PLC连接。本发明提供了一种能够有效地对盾构施工过程中自控系统工作环境的温湿度信息进行采集处理，剔除环境杂波信号，并实时记录温湿度参数；同时，通过现场总线端口与盾构主控PLC数据通讯，实时大容量记录、存储施工过程状态参数，达到施工参数全过程有效管控，从而提高科学管理、施工的目的，潜在的经济效益和社会效益巨大。
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