CN210605413U - 湿喷台车通讯互联控制装置及湿喷台车泵送系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于湿喷台车控制技术领域，特别设计一种湿喷台车通讯互联控制装置及湿喷台车泵送系统，该装置包含：采集混凝土泵送系统管路状态数据的传感器模块一，该状态数据包含混凝土输送管路压力数据、泵送液压回路压力数据和泵送主油缸油腔温度数据；采集速凝剂泵送系统状态数据的传感器模块二，该状态数据包含速凝剂流量数据、速凝剂管路压力数据和润滑剂液位数据；和采集空压机状态数据的传感器模块三，该状态数据包含空压机排气压力数据；传感器模块均与中央控制器信号连接。本实用新型通过多传感器通讯互联监控泵送系统工作状态并获取其工程数据，保证泵送作业稳定可靠性，提高整机使用寿命和作业效率，适用性强，具有较强工程应用前景。

Description

湿喷台车通讯互联控制装置及湿喷台车泵送系统

技术领域

本实用新型属于湿喷台车控制技术领域，特别设计一种湿喷台车通讯互联控制装置及湿喷台车泵送系统。

背景技术

隧道初期支护质量的好坏，直接影响隧道的二衬受力及安全储备。湿喷台车泵送系统用于隧道初期支护的混喷装置，其工作原理是将已配比好的混凝土通过混凝土泵送系统输送到混喷装置的喷嘴处，在高压空气的作用下形成喷射束，并与喷嘴处雾化的速凝剂混合，一起喷射到待喷涂区域。传统的湿喷台车泵送系统回弹率高、易堵管、故障点不易检测且工作数据无法自动记录，不易掌握整个泵送系统的工况和喷涂效果，施工质量无法得到保障。

发明内容

为此，本实用新型提供一种湿喷台车通讯互联控制装置及湿喷台车泵送系统，基于多传感器通讯互联，能够更好地监控整个泵送系统工作状态，获取泵送过程工程数据，延长整机使用寿命，可以更加节能、稳定地完成泵送任务，适用性强，提高作业效率，具有较好的工程应用前景。

按照本实用新型所提供的设计方案，一种湿喷台车通讯互联控制装置，包含：

用于采集混凝土泵送系统管路状态数据的传感器模块一，该状态数据包含混凝土输送管路压力数据、泵送液压回路压力数据和泵送主油缸油腔温度数据；

用于采集速凝剂泵送系统状态数据的传感器模块二，该状态数据包含速凝剂流量数据、速凝剂管路压力数据和润滑剂液位数据；

和用于采集空压机状态数据的传感器模块三，该状态数据包含空压机排气压力数据；

所述传感器模块一、传感器模块二和传感器模块三分别与中央控制器信号连接。

作为本实用新型通讯互联控制装置，进一步地，所述传感器模块一包含两个混凝土管路压力传感器，两个泵送液压回路压力传感器和泵送主油缸小腔温度传感器，其中，两个混凝土管路压力传感器分别设在料斗大弯管处和混凝土输送软硬管交接处，采集混凝土输送管路压力；两个泵送液压回路压力传感器分别设在泵送主阀块上，采集混凝土泵送系统中两个泵送主油缸的液压回路压力；泵送主油缸小腔温度传感器分别设在两个泵送主油缸有杆腔连通油管处，采集有杆腔油液温度。

作为本实用新型通讯互联控制装置，进一步地，所述传感器模块二包含电子式流量传感器、膜片式压力传感器和液位传感器，其中，电子式流量传感器设在速凝剂泵送系统速凝剂泵进口处，采集速凝剂流量；膜片式压力传感器设在速凝剂泵出口处，采集速凝剂泵出口压力；液位传感器设在速凝剂泵润滑剂加注口，采集润滑剂液位。

作为本实用新型通讯互联控制装置，进一步地，所述传感器模块三包含排气压力传感器，设在空压机油气分离桶出口处，用于采集空压机排气压力。

作为本实用新型通讯互联控制装置，进一步地，还包含设于混凝土泵送系统水槽处用于液压回路换向延时的两组接近开关和设于空压机出风口处的风路电磁球阀，该两组接近开关和所述风路电磁球阀均与中央控制器信号连接。

作为本实用新型通讯互联控制装置，进一步地，所述风路电磁球阀远程连接有遥控器，通过遥控器对风路电磁球阀阀门开度进行比例控制。

作为本实用新型通讯互联控制装置，进一步地，还包含通过CANopen通信协议进行远程数据传输的远程I/O模块，以实现中央控制器和工业现场各传感器之间的数据传输。

进一步地，本实用新型还提供一种湿喷台车泵送系统，包含：

混凝土泵送子系统，用于将已配比好的混凝土输送至喷嘴处；

速凝剂泵送子系统，用于将速凝剂输送至喷嘴处雾化，以将速凝剂和混凝土混合后喷射至待喷涂区域；

风路子系统，用于通过空压机输送高压空气至喷嘴处以使混凝土形成喷射束；

及上述的湿喷台车通讯互联控制装置，其中，混凝土泵送子系统、速凝剂泵送子系统、风路子系统和中央控制器均与湿喷台车中控台信号连接，以通过中控台集中管控混凝土泵送作业。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型针对传统湿喷台车泵送系统回弹率高、易堵管且故障点不易检测等情形，通过多传感器通讯互联来监控整个泵送系统工作状态，并获取泵送过程中工程数据，保证泵送系统作业的稳定可靠性，提高整机使用寿命和作业效率，适用性强。

2、本实用新型中采用控制器和远程I/O模块进行数据传输，不仅可以减小主控制器信号数据采集的负担，而且节省了控制器输入输出点位数量，从而可以节省成本；除了减少了传输线缆数量和长度，通过通讯信号传输可有效避免传感器信号在传输过程中的信号衰减和干扰，因此，大大地提高了测量的稳定性和精度；通过控制器监测传感器反馈参数，可更好的监控整个泵送系统的工作状态，获取泵送过程中的工程数据，延长整机使用寿命，更加节能、稳定的完成泵送任务，大大提高混凝土泵送系统效率和作业质量，具有较强工程应用前景。

附图说明：

图1为实施例中通讯互联控制装置示意图；

图2为实施例中A1/A2两组传感器连接示意图；

图3为实施例中A1组传感器输入示意图；

图4为实施例中A2组传感器输入示意图；

图5为实施例中湿喷台车泵送系统示意图。

具体实施方式：

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚、明白，下面结合附图和技术方案对本实用新型作进一步详细的说明。

传统的湿喷台车泵送系统回弹率高、易堵管、故障点不易检测且工作数据无法自动记录，不易掌握整个泵送系统的工况和喷涂效果，施工质量无法得到保障。为此，本实用新型实施例，参见图1所示，提供一种湿喷台车通讯互联控制装置，包含：

用于采集混凝土泵送系统管路状态数据的传感器模块一，该状态数据包含混凝土输送管路压力数据、泵送液压回路压力数据和泵送主油缸油腔温度数据；

用于采集速凝剂泵送系统状态数据的传感器模块二，该状态数据包含速凝剂流量数据、速凝剂管路压力数据和润滑剂液位数据；

和用于采集空压机状态数据的传感器模块三，该状态数据包含空压机排气压力数据；

所述传感器模块一、传感器模块二和传感器模块三分别与中央控制器信号连接。

通过多传感器通讯互联来监控整个泵送系统工作状态，并获取泵送过程中工程数据，保证泵送系统作业的稳定可靠性，提高整机使用寿命和作业效率，适用性强。

作为本实用新型实施例中的通讯互联控制装置，进一步地，传感器模块一包含两个混凝土管路压力传感器，两个泵送液压回路压力传感器和泵送主油缸小腔温度传感器，其中，两个混凝土管路压力传感器分别设在料斗大弯管处和混凝土输送软硬管交接处，采集混凝土输送管路压力；两个泵送液压回路压力传感器分别设在泵送主阀块上，采集混凝土泵送系统中两个泵送主油缸的液压回路压力；泵送主油缸小腔温度传感器分别设在两个泵送主油缸有杆腔连通油管处，采集有杆腔油液温度。

参见图2~4所示，两个混凝土管路压力传感器中（输出信号为4-20mA,对应压力值为0-10Mpa）分别位于料斗大弯管处以及混凝土输送软管硬管交接处，实现对输送混凝土管路压力的实时监测，并在显示屏上进行显示，同时将混凝土输送压力作为判断堵管的信号参数之一：当监测其压力达到6MPa时，及进行反泵操作。泵送液压回路在泵送主阀块上装有两个压力传感器（输出信号为4-20mA，对应压力值为0-400bar），用于实时监测两个泵送主油缸的液压回路压力，控制器内部进行逻辑计算，比较相邻两个泵送行程液压回路压力，当后一个泵送行程中的最大压力较前一个泵送行程的最大压力增加60%时，即可判定当前泵送压力过高存在堵管风险，提前进行反泵操作，实现混凝土防堵管预判功能。在混凝土输送管路中和泵送液压油路中都放置压力传感器，做到双管齐下并通过程序在线检测两通道的压力波动，防堵管的策略：当压力达到某一上限，启动反泵作业，以高速模式反泵5次后，再次对压力进行检测，如果压力正常，恢复正泵；否则，继续反泵。泵送主油缸小腔温度传感器安装在两主油缸有杆腔的连通油管处。泵送过程中，两主油缸有杆腔互相联通且为“密闭”油腔，只在泵送换向前通过单向阀与主油路联通，进行油液的更新，因此工作环境相对恶劣，通过温度传感器的实时监测，获得有杆腔油液温度变化趋势，了解闭式泵送系统的“冲洗”效果，为泵送液压系统的故障分析判断提供数据支撑。

作为本实用新型实施例中的通讯互联控制装置，进一步地，传感器模块二包含电子式流量传感器、膜片式压力传感器和液位传感器，其中，电子式流量传感器设在速凝剂泵送系统速凝剂泵进口处，采集速凝剂流量；膜片式压力传感器设在速凝剂泵出口处，采集速凝剂泵出口压力；液位传感器设在速凝剂泵润滑剂加注口，采集润滑剂液位。

电子式流量传感器采用预热式原理，在封闭的探头内包含两个电阻，其中一个被加热作为探测电阻，另一个未被加热作为准电阻，当介质流动时，加热电阻上的热量被带走，电阻值被改变，两个电阻差值被用作判断流速的依据；位于速凝剂泵进口处，用于速凝剂的断流检测，可作为速凝剂泵前堵塞以及速凝剂箱放空的预警。膜片式压力传感器位于速凝剂泵出口，检测速凝剂泵出口压力，当速凝剂泵后速凝剂管路发生堵塞(大多数情况下为喷头堵塞)压力达到6bar时，开关闭合，向控制器发出停机信号，故障信息为“速凝剂系统压力过高”。液位传感器位于速凝剂泵润滑剂加注口，一旦软管破裂，速凝剂进入泵腔使润滑剂液位升高，触发液位开关闭合，向控制器发出停机信号，故障信息显示为“速凝剂泵软管破裂”，以保护速凝剂泵腔体不受速凝剂的腐蚀。

作为本实用新型实施例中的通讯互联控制装置，进一步地，传感器模块三包含排气压力传感器，设在空压机油气分离桶出口处，用于采集空压机排气压力。排气压力传感器位于空压机油气分离桶出口，实时监测空压机排气压力，当空压机排气压力达到8bar时，空压机自动卸载运行，并且卸载运行压力可自行设定。

作为本实用新型实施例中的通讯互联控制装置，进一步地，还包含设于混凝土泵送系统水槽处用于液压回路换向延时的两组接近开关和设于空压机出风口处的风路电磁球阀，该两组接近开关和所述风路电磁球阀均与中央控制器信号连接。

在泵送机构水槽处装有两组接近开关，可有效降低泵送换向时的压力冲击。触发第一组接近开关时其向控制器发出换向延迟信号，触发第二组接近开关时其向控制器发出主泵变排量信号，当主泵排量减至最小时，换向延迟结束，液压回路进行换向，这样可以保证在主油路换向时，系统流量最小，从而减小换向的液压冲击。

作为本实用新型实施例中的通讯互联控制装置，进一步地，风路电磁球阀远程连接有遥控器，通过遥控器对风路电磁球阀阀门开度进行比例控制。风路电磁球阀位于空压机出风口，可通过遥控器进行远程操作，不同于常规开关式电磁阀，其阀门的开度可以进行比例控制，开口大小与控制器旋钮上的标准信号4-20mA成正比例关系。

作为本实用新型实施例中的通讯互联控制装置，进一步地，还包含通过CANopen通信协议进行远程数据传输的远程I/O模块，以实现中央控制器和工业现场各传感器之间的数据传输。远程I/O 模块作为应用接口，可将其布置在工业现场，靠近各传感器等现场设备，就地进行传感器信号采集，再通过CANopen 通信协议，实现中央控制器对远程 I/O 模块的配置和开关量、模拟量及电阻量反馈信号的数据传输接收。远程I/O 模块波特率和地址节点编号可通过现有成熟软件程序进行设置。中央控制器作为该智能泵送系统的电气控制核心，接收到远程 I/O 模块反馈信号的实时变化通过程序运算后对执行机构进行驱动控制，并通过显示屏对传感器采集的数据进行监控和展示，从而实现对整个泵送系统的智能控制。

进一步地，本实用新型实施例还提供一种湿喷台车泵送系统，参见图5所示，包含：

混凝土泵送子系统，用于将已配比好的混凝土输送至喷嘴处；

速凝剂泵送子系统，用于将速凝剂输送至喷嘴处雾化，以将速凝剂和混凝土混合后喷射至待喷涂区域；

风路子系统，用于通过空压机输送高压空气至喷嘴处以使混凝土形成喷射束；

及上述的湿喷台车通讯互联控制装置，其中，混凝土泵送子系统、速凝剂泵送子系统、风路子系统和中央控制器均与湿喷台车中控台信号连接，以通过中控台集中管控混凝土泵送作业。

本实用新型实施例中，采用多传感器互联进行运行数据的采集监控，利用控制器和远程I/O模块实现数据传输，不仅可以减小主控制器信号数据采集的负担，而且节省了控制器输入输出点位数量，从而可以节省成本。除了减少了传输线缆数量和长度，通过通讯信号传输可有效避免传感器信号在传输过程中的信号衰减和干扰，因此，大大地提高了测量的稳定性和精度。通过控制器监测传感器反馈参数，可更好的监控整个泵送系统的工作状态，获取泵送过程中的工程数据，延长整机使用寿命，更加节能、稳定的完成泵送任务。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施方式仅限于此，对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定专利保护范围。对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (8)

1.一种湿喷台车通讯互联控制装置，其特征在于，包含：

用于采集混凝土泵送系统管路状态数据的传感器模块一，该状态数据包含混凝土输送管路压力数据、泵送液压回路压力数据和泵送主油缸油腔温度数据；

用于采集速凝剂泵送系统状态数据的传感器模块二，该状态数据包含速凝剂流量数据、速凝剂管路压力数据和润滑剂液位数据；

和用于采集空压机状态数据的传感器模块三，该状态数据包含空压机排气压力数据；

所述传感器模块一、传感器模块二和传感器模块三分别与中央控制器信号连接。

2.根据权利要求1所述的湿喷台车通讯互联控制装置，其特征在于，所述传感器模块一包含两个混凝土管路压力传感器，两个泵送液压回路压力传感器和泵送主油缸小腔温度传感器，其中，两个混凝土管路压力传感器分别设在料斗大弯管处和混凝土输送软硬管交接处，采集混凝土输送管路压力；两个泵送液压回路压力传感器分别设在泵送主阀块上，采集混凝土泵送系统中两个泵送主油缸的液压回路压力；泵送主油缸小腔温度传感器分别设在两个泵送主油缸有杆腔连通油管处，采集有杆腔油液温度。

3.根据权利要求1所述的湿喷台车通讯互联控制装置，其特征在于，所述传感器模块二包含电子式流量传感器、膜片式压力传感器和液位传感器，其中，电子式流量传感器设在速凝剂泵送系统速凝剂泵进口处，采集速凝剂流量；膜片式压力传感器设在速凝剂泵出口处，采集速凝剂泵出口压力；液位传感器设在速凝剂泵润滑剂加注口，采集润滑剂液位。

4.根据权利要求1所述的湿喷台车通讯互联控制装置，其特征在于，所述传感器模块三包含排气压力传感器，设在空压机油气分离桶出口处，用于采集空压机排气压力。

5.根据权利要求1所述的湿喷台车通讯互联控制装置，其特征在于，还包含设于混凝土泵送系统水槽处用于液压回路换向延时的两组接近开关和设于空压机出风口处的风路电磁球阀，该两组接近开关和所述风路电磁球阀均与中央控制器信号连接。

6.根据权利要求5所述的湿喷台车通讯互联控制装置，其特征在于，所述风路电磁球阀远程连接有遥控器，通过遥控器对风路电磁球阀阀门开度进行比例控制。

7.根据权利要求1所述的湿喷台车通讯互联控制装置，其特征在于，还包含通过CANopen通信协议进行远程数据传输的远程I/O模块，以实现中央控制器和工业现场各传感器之间的数据传输。

8.一种湿喷台车泵送系统，包含：

混凝土泵送子系统，用于将已配比好的混凝土输送至喷嘴处；

速凝剂泵送子系统，用于将速凝剂输送至喷嘴处雾化，以将速凝剂和混凝土混合后喷射至待喷涂区域；

风路子系统，用于通过空压机输送高压空气至喷嘴处以使混凝土形成喷射束；

及权利要求1~6任一项所述的湿喷台车通讯互联控制装置，其中，混凝土泵送子系统、速凝剂泵送子系统、风路子系统和中央控制器均与湿喷台车中控台信号连接，以通过中控台集中管控混凝土泵送作业。

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