CN1497127A

CN1497127A - 隧道挖掘机的掘进管理系统

Info

Publication number: CN1497127A
Application number: CNA2003101007813A
Authority: CN
Inventors: 足立重明
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 2002-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2004-05-19

Abstract

一种隧道挖掘机的掘进管理系统，具有管理对盾构式掘进机(1)的各种机器类操作进行控制的可编程序逻辑控制器(4)的运行数据的掘进管理装置(8)，该掘进管理装置(8)，具有储存掘进时由可编程序逻辑控制器(4)控制的各种机器类的操作履历数据的硬盘，和处理储存在该硬盘上的操作履历数据并进行显示的显示器(9a)。这种隧道挖掘机的掘进管理系统，当隧道挖掘机发生机器故障时，可以更确切地探明其故障的原因并采取对策。

Description

隧道挖掘机的掘进管理系统

技术领域

本发明涉及一种在隧道挖掘机的掘进时管理由操作者操作的开关等各种机器类的运行状态的隧道挖掘机的掘进管理系统。

背景技术

以往，在使用隧道挖掘机在地下挖掘隧道时，如图5所示，通过由设置在挖掘机本体50内的坑内控制盘52上的可编程序逻辑控制器(PLC)53、对检测用于推进挖掘机本体50的各动作器(盾构起重器、切削头等)、切削转矩等的机械状态的各种传感器类以及操作开关、显示灯等51进行控制，来推进挖掘机本体50。

另外，在所述挖掘机本体50内，设置有对该挖掘机50的现在位置的测量以及对位置偏移量进行运算等的测量·线性管理装置54。该测量·线性管理装置54具有：通过控制电缆(RS232C)55连接在所述可编程序逻辑控制器53内的计算机连接装置53a上的控制接口56、连接于该控制接口56的操作用计算机57、构成位置测量系统的激光(或者红外线)投光受光器58以及圆板信号机59。而且，所述计算机连接装置53a通过控制电缆(RS232C)60与机外的管理用计算机61连接，由该管理用计算机61，对隧道掘进中的切削转矩等的机械状态、挖掘机本体50的现在位置对计划线的偏移量等进行管理，根据需要将所需要的数据显示在该管理用计算机61的显示器61a上，或者输出在附设的打印机62上。另外，当掘进管理装置与坑内控制盘52之间的距离比较长时，由于会发生通信不良，所以在它们之间设置调制解调器等以便不发生通信不良。

而且，作为与本发明申请有关的在先技术，比如有专利文献1公开的技术。在这个文献中记载的技术，在于实施掘进工程的施工现场、采用操作控制盘进行掘进控制的方法中，鉴于当因土质等的急剧变化、机器故障等的问题发生时、有时操作者难以应对的情况，在控制隧道挖掘机的挖掘动作的操作控制盘上设置通信控制装置，同时还设置远程控制装置，通过该远程控制装置进行从远处实时地控制隧道挖掘机的掘进动作。而且，以与该专利文献1记载的发明同样的思想，在专利文献2、3中也对隧道挖掘机的远程管理系统提出了方案。

而且，虽然与隧道挖掘机领域不同，但是在专利文献4中，也提出了在远程终端装置上管理大型压力机等产业机械的运行状态的技术方案。

【专利文献1】

特开平11-36782号公报

【专利文献2】

特开2000-356094号公报

【专利文献3】

专利第3005605号公报

【专利文献4】

特开2000-210800号公报

但是，在图5所示的以往的系统中，只是将切削转矩、起重行程、挖掘机的现在位置等数据在管理用计算机61上实时显示，另外将其履历保存到文件中，因此，比如当在隧道挖掘机的推进中发生机器故障时，只凭那些被保存的履历要找出其故障发生的原因很困难，必须向施工现场派遣专业技术人员，进行再现试验等才能找到故障原因采取对应方法。

另一方面，在上述各专利文献中，虽然公布了在距施工现场遥远的地方对机械运行状况进行管理的技术思想，但是对于上述的在机器发生故障时，作为探明其故障发生的原因的帮助手法一概没有论及。

发明内容

本发明鉴于这样的实事，其目的是提供一种当机器故障发生时能够更准确地探明故障原因，采取适当对策的隧道挖掘机的掘进管理系统。

为了达到上述目的，本发明的隧道挖掘机的掘进管理系统，是具有控制隧道挖掘机的各种机器类的操作的操作控制装置和管理该操作控制装置的运行数据的管理装置的隧道挖掘机的掘进管理系统，其特征在于：

所述数据管理装置，具有：存储在掘进时由所述操作控制装置控制的各种机器类的操作履历数据的存储装置、和处理在该存储装置中储存的操作履历数据并进行显示的显示装置。

根据本发明，由操作控制装置控制的各种机器类的操作履历数据被存储在存储装置中，由于可以将该存储内容显示在显示装置上，所以当机器发生故障时可以看到其操作履历数据，可以容易地分析由于操作者哪样的操作后而机器发生故障，可以正确地探明故障的原因并制定对策。

这里，所述显示装置，最好能够当从输入装置输入显示指令时、显示所述操作履历数据。这样，不会对日常的机器操作以及掘进管理造成麻烦，又可以探明故障原因。

在本发明中，所述数据管理装置，最好具有进行所述操作控制装置的控制程序的作成以及编辑的作成·编辑装置。这样，容易对应故障的种类，由数据管理装置对问题所在进行修正对应。

另外，所述数据管理装置，最好通过通信线路与远程监视装置连接。这样，专业技术人员即使不到现场，也可以利用远处的远程监视装置确认操作履历数据的内容，从远处探明故障的原因并提出对策。

附图说明

图1是本发明一实施例的掘进管理系统的系统构成图。

图2是收集数据的例子的示意图。

图3是偏移量数据监视器画面的示意图。

图4是操作履历的显示画面的示意图。

图5是以往的掘进管理系统的系统构成图。

图中：1-隧道挖掘机(盾构式掘进机)，2-挖掘机本体，3-坑内控制盘，4-可编程序逻辑控制器，6、7-通信电缆，8-掘进管理装置，9-主计算机，11-互联网，13-远程监视装置，14-远程监视计算机。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的隧道挖掘机的掘进管理系统的具体实施例进行说明。

图1表示本发明一实施例的掘进管理系统的系统构成图。

在本实施例的隧道挖掘机(盾构式掘进机)1中，在挖掘机本体2内的坑内控制盘3上，设置有可编程序逻辑控制器(对应本发明的操作控制装置)4，通过由该可编程序逻辑控制器4的序列控制，对用于掘进的各种动作器、各种传感器以及操作开关等的各种机器类进行控制，并根据该控制，向前推进挖掘机本体2。另外，在所述挖掘机本体2内设置有对该挖掘机本体2的现行位置进行测量以及对计划线的位置偏移量进行运算等的位置计量系统5，由该计量系统5控制掘进方向。

所述可编程序逻辑控制器4具有中央处理装置(CPU)4a、A/D转换器4b、输入输出装置(I/O)4c以及计算机连接装置4d等，该计算机连接装置4d，通过通信电缆6与设置在地面上的掘进管理装置8的主计算机(对应本发明的数据管理装置)9连接，而所述中央处理装置4a通过通信电缆7与所述掘进管理装置8的主计算机9连接。而且，通信电缆6、7根据其距离在中间设置未图示的调制解调器，以使通信可以正常进行。

另外，所述掘进管理装置8的主计算机9，通过调制解调器10以及互联网11、再通过调制解调器12与位于距离隧道施工现场很远的地方所设置的远程监视装置(对应本发明的远程监视装置)13的远程监视器计算机14连接。

所述掘进管理装置8的主计算机9，主要具有根据保持在所述挖掘机本体2内的可编程序逻辑控制器4的该挖掘机本体2的运行数据、对盾构式掘进机1的掘进管理所必须的以下功能。

①数据收集·收录功能

②实时监视功能

③票据管理功能

④其它(线性显示功能、各种设定功能)

以下就上述各功能进行具体说明。

①数据收集、收录功能

是除了表示盾构式掘进机1的运行状态的各种传感器信号等的数据以外，还以每个设定的时间间隔或者推进距离间隔、收集由操作者操作的各种机器类的操作履历数据并收录在硬盘(存储装置)的文件夹的功能。在图2中，列示了根据这个功能收集的收集数据。在该图2中列示的数据中，第一行表示收集年月日、掘进编号等的文件名，第2行～第4行、第5～第7行、第8行～第10行…表示各取样时刻的归纳数据列①、②、③、…。另外，在各数据列①、②、③、…中，所罗列的数字数据(以0.00表示)比如可以是切削头的旋转速度(rpm)、机器方位偏差(deg)、螺旋输送机旋转速度(rpm)、盾构起重器总推力(kN)等的各种传感器数据，并且以16进制(fffb、3ff3、004b等)表示的数据，包含操作者操作的开关的状态或其操作履历(比如盾构起重器泵开关的开/关状态、切削头供油脂泵开关的开/关状态等)以及继电器等的控制盘内部机器的状态、与该履历等的用户没有直接关系的数据类的操作履历数据。

②实时监视功能

是将盾构式掘进机1在掘进中不断收集的各种数据、变换成规定的显示形式在主计算机9的显示器9a上以数值或图形进行显示的功能。在图3中，作为该实时监视器画面的一个例子，表示了偏移量数据监视画面。在该图3中表示的数据，是由各盾构起重器选择状况、从行程、计划线的位置偏移量的数据15、表示掘进机的掘进轨迹的图形16和各种传感器数据17等构成。通过观察这些数据，可以把握机器的状态、现在的位置以及与计划线的偏移量等，由此可以管理盾构式掘进机1的掘进状态。另外，作为该实施监视画面，除了该偏移量数据监视画面以外，还有以曲线图形表示的多个传感器数据的画面等。

在这些实施监视画面中，通过鼠标(输入装置)的操作，点击作为机器操作监视画面显示用的命令按键的操作监视按键18(或者由键盘操作进行规定的按键操作)，则显示器9a将图4所示的操作履历数据切换成显示的画面。该显示画面是将图3所述画面的中央部、置换成操作履历数据18(比如由操作者操作的与盾构起重器泵开关的开/关状态、切削头供油脂泵开关的开/关状态等有关的数据)的画面。由于在进行这样的显示切换操作时可以得到希望的操作履历数据18，所以不会对通常的机器操作以及掘进管理造成不好影响。

③票据管理功能

是将在硬盘的文件夹里收录的文本形式的数据文件变换成比如在Excel那样的市场销售的计算表软件中可以使用的数据、并制作各种记录表以及图形(偏移量图形、掘进状况图形等)的功能。另外，通常在盾构式掘进机1的掘进中，在硬盘内保存数据，并在掘进后写入数据文件。

这样，在本实施例的掘进管理系统中，在以往系统中收集的机器的运行状态的数据的基础上，还可收集由操作者操作的各种机器类的操作履历数据，并将该数据实时地显示在主计算机9的显示器9a上，并且保存到文件中，因此当发生机器故障时，专业技术人员通过查看其履历文件和机器数据文件，就可以容易地分析出由于操作者怎样的操作以后、机器发生的故障，能够可靠地进行故障原因的分析和做出对策。另外，所述操作履历文件和机器数据文件也可以是另外的文件，也可以保存在同一文件中。

另外，通过在上述主计算机9和远程监视计算机14上分别安装远程控制软件19，主计算机9通过互联网11与远程监视装置13的远程监视计算机14连接，所以可以在距离施工现场很远的远程监视计算机14上监视主计算机9的显示器9a，并在该远程监视计算机14中，实时地确认机器操作状态和机器状态，或者在距离很远的地方得到从主计算机9向远程监视计算机14传送的履历文件。所以，当机器故障发生时，专业技术人员即使不到施工现场，也可以容易地探明其故障发生的原因。

另外，在本实施例中，分别在主计算机9和远程监视计算机14上安装远程控制软件19的同时，还在通过通信电缆7连接可编程序逻辑控制器4的中央处理装置4a的主计算机9中、安装可编程序逻辑控制器4的多级程序作成·编辑软件20。所以，可以从远程监视计算机14的远程控制软件19启动主计算机9的多级程序作成·编辑软件20，并根据需要追加·修正可编程序逻辑控制器4的多级程序(控制程序)。由此，对于一些问题等的修正，在远程也可以很容易并且适当地进行。当然，也可以由在主计算机9上的操作，进行对该多级程序的作成·编辑。另外，最好设定密码，使得对该多级程序的作成·编辑只能由特定的有关人员才能进行。

其结果是具有这样的效果，比如即使对于在海外的施工现场运行中的隧道挖掘机，当发生机器故障时，专业技术人员即使不直接赶赴现场，通过远程监视装置13也可以对其故障进行分析，容易地对可编程序逻辑控制器4的多级程序进行作成·编辑。

Claims

1.一种隧道挖掘机的掘进管理系统，是具有控制隧道挖掘机的各种机器类的操作的操作控制装置和管理该操作控制装置的运行数据的管理装置的隧道挖掘机的掘进管理系统，其特征在于：

所述数据管理装置，具有：储存在掘进时由所述操作控制装置控制的各种机器类的操作履历数据的存储装置、和处理在该存储装置中储存的操作履历数据并进行显示的显示装置。

2.如权利要求1所述的隧道挖掘机的掘进管理系统，其特征在于：当从输入装置输入显示指令时，所述显示装置显示所述操作履历数据。

3.如权利要求1或2所述的隧道挖掘机的掘进管理系统，其特征在于：所述数据管理装置，具有进行所述操作控制装置的控制程序的作成以及编辑的作成·编辑装置。

4.如权利要求1～3中任意一项所述的隧道挖掘机的掘进管理系统，其特征在于：所述数据管理装置，通过通信线路与远程监视装置连接。