CN108419060A - 一种基于光纤通讯的顶管机电气系统 - Google Patents

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唐素文
吴建鑫
王长坤
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Abstract

本发明公开一种基于光纤通讯的顶管机电气系统，包括主站PLC、从站PLC、触摸屏、工业液晶显示器、第一工业以太网交换机、第二工业以太网交换机、至少一台网络摄像机和硬盘录像机；其中硬盘录像机、触摸屏和主站PLC均连接第一工业以太网交换机，硬盘录像机连接工业液晶显示器；网络摄像机和从站PLC均连接第二工业以太网交换机，第一工业以太网交换机通过光缆连接第二工业以太网交换机。本发明可以解决电磁干扰下数据稳定传输的问题，以避免由电磁干扰在顶管机施工当中产生的多种负面问题，同时对现有的电气系统进行改造、扩容升级的一种基于光纤通讯的顶管机电气系统。

Description

一种基于光纤通讯的顶管机电气系统
技术领域
本发明涉及顶管机的一种电气控制系统，尤其涉及一种利用光纤通讯实现顶管机远程控制，工况监测，视频传输的方法。
背景技术
随着顶管施工方法在国内的普及与发展，对顶管机的电气控制系统的自动化程度、操作性、可靠性的要求越来越高，现在大多数顶管机使用变频器驱动电机，采用PLC技术对顶管机进行控制。
变频器的工作原理导致产生很强的电磁干扰，严重影响到PLC通讯的稳定性及视频画面的清晰度。现有市场上顶管机均采用双绞屏蔽电缆和同轴电缆作为PLC通讯及视频传输线，实际应用中，两种电缆的屏蔽层极容易受潮氧化、损坏，失去屏蔽干扰的功能，导致PLC通讯中断、视频画面模糊或消失，从而影响地面操作台对井下的顶管机的监控，极大影响施工安全和作业效率。这个现在阻碍了顶管机电气系统在自动化控制方面的发展，由于其远程监控是顶管机在施工当中比不可少的一环，所以一旦干扰和数据传输错误，就会产生难以预估的损失，为施工安全带来隐患。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于光纤通讯的顶管机电气系统，该系统可以解决电磁干扰下数据稳定传输的问题，以避免由电磁干扰在顶管机施工当中产生的多种负面问题，同时对现有的电气系统进行改造、扩容升级的一种基于光纤通讯的顶管机电气系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种基于光纤通讯的顶管机电气系统，包括主站PLC、从站PLC、触摸屏、工业液晶显示器、第一工业以太网交换机、第二工业以太网交换机、至少一台网络摄像机和硬盘录像机；
其中硬盘录像机、触摸屏和主站PLC均连接第一工业以太网交换机，硬盘录像机连接工业液晶显示器；网络摄像机和从站PLC均连接第二工业以太网交换机，第一工业以太网交换机通过光缆连接第二工业以太网交换机。
进一步地，所述第一工业以太网交换机，是将地面主站PLC采集的控制指令电信号转换成光信号通过光缆进行长距离传输，再通过第二工业以太网交换机转换成电信号给从站PLC，控制顶管机工作。
进一步地，所述第二工业以太网交换机，是将顶管机内的从站PLC、网络摄像机采集的工况信息电信号转换成光信号通过光缆进行长距离传输，再通过第一工业以太网交换机转换成电信号传输给硬盘录像机及主站PLC。
进一步地，所述硬盘录像机是实现多台网络摄像头采集信息的存储及多画面分割，并将存储分隔后的图像传输至工业液晶显示器进行实时显示。
进一步地，所述触摸屏是通过第一工业以太网交换机与主站PLC之间进行通讯，显示顶管机工况信息及控制，实现人机交互。
本发明的有益效果：
1、本发明中使用了工业以太网交换机把电信号转换成光信号通过光缆传输，彻底解决了电磁干扰对PLC通讯及视频监控的影响。
2、本发明减少了现场布线，把视频监控传输线和PLC主从站通讯线都集成在一根光缆上传输。
3、本发明数据长距离无损传输，给长距离顶管施工提供了保证，解决了视频同轴电缆传输距离短的问题。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1是本发明基于光纤通讯的顶管机电气系统图。
具体实施方式
一种基于光纤通讯的顶管机电气系统，如图1所示，包括主站PLC 7、从站PLC 9、触摸屏6、工业液晶显示器5、第一工业以太网交换机1、第二工业以太网交换机2、至少一台网络摄像机8和硬盘录像机4；
其中硬盘录像机4、触摸屏6和主站PLC 7均连接第一工业以太网交换机1，硬盘录像机4连接工业液晶显示器5；网络摄像机8和从站PLC 9均连接第二工业以太网交换机2，第一工业以太网交换机1通过光缆连接第二工业以太网交换机2；
所述第一工业以太网交换机1，是将地面主站PLC7采集的控制指令电信号转换成光信号通过光缆进行长距离传输，再通过第二工业以太网交换机2转换成电信号给从站PLC9，控制顶管机工作；
所述第二工业以太网交换机2，是将顶管机内的从站PLC9、网络摄像机8采集的工况信息电信号转换成光信号通过光缆进行长距离传输，再通过第一工业以太网交换机1转换成电信号传输给硬盘录像机4及主站PLC7；
所述硬盘录像机4是实现多台网络摄像头8采集信息的存储及多画面分割，并将存储分隔后的图像传输至工业液晶显示器5进行实时显示；
所述触摸屏6是通过第一工业以太网交换机1与主站PLC7之间进行通讯，显示顶管机工况信息及控制，实现人机交互。
该系统的工作原理为：
至少一台网络摄像机8在顶管机工作过程中进行实时的工况采集，同时将采集的工况信息传输至第二工业以太网交换机2，第二工业以太网交换机2将接收到的工况信息的电信号转化为光信号通过光缆长距离传输至第一以太网交换机1，再通过第一工业以太网交换机1转换成电信号传输给硬盘录像机4及主站PLC7，硬盘录像机4对接收到的信息进行实时存储，同时进行多画面分割，并将存储分隔后的图像传输至工业液晶显示器5进行实时显示；同时触摸屏6通过第一工业以太网交换机1与主站PLC7之间进行通讯，显示顶管机工况信息及控制，实现人机交互。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种基于光纤通讯的顶管机电气系统，其特征在于，包括主站PLC(7)、从站PLC(9)、触摸屏(6)、工业液晶显示器(5)、第一工业以太网交换机(1)、第二工业以太网交换机(2)、至少一台网络摄像机(8)和硬盘录像机(4)；
其中硬盘录像机(4)、触摸屏(6)和主站PLC(7)均连接第一工业以太网交换机(1)，硬盘录像机(4)连接工业液晶显示器(5)；网络摄像机(8)和从站PLC(9)均连接第二工业以太网交换机(2)，第一工业以太网交换机(1)通过光缆连接第二工业以太网交换机(2)。
2.根据权利要求1所述的一种基于光纤通讯的顶管机电气系统，其特征在于，所述第一工业以太网交换机(1)，是将地面主站PLC(7)采集的控制指令电信号转换成光信号通过光缆进行长距离传输，再通过第二工业以太网交换机(2)转换成电信号给从站PLC(9)，控制顶管机工作。
3.根据权利要求1所述的一种基于光纤通讯的顶管机电气系统，,其特征在于，所述第二工业以太网交换机(2)，是将顶管机内的从站PLC(9)、网络摄像机(8)采集的工况信息电信号转换成光信号通过光缆进行长距离传输，再通过第一工业以太网交换机(1)转换成电信号传输给硬盘录像机(4)及主站PLC(7)。
4.根据权利要求1所述的一种基于光纤通讯的顶管机电气系统，,其特征在于，所述硬盘录像机(4)是实现多台网络摄像头(8)采集信息的存储及多画面分割，并将存储分隔后的图像传输至工业液晶显示器(5)进行实时显示。
5.根据权利要求1所述的一种基于光纤通讯的顶管机电气系统，其特征在于，所述触摸屏(6)是通过第一工业以太网交换机(1)与主站PLC(7)之间进行通讯，显示顶管机工况信息及控制，实现人机交互。
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