一种盾构/TBM振动在线自动监测系统技术方案

本发明专利技术属于设备状态监测技术领域，提出一种盾构/TBM振动在线自动监测系统。提出的盾构/TBM振动在线自动监测系统具有被监测设备（1）；被监测设备（1）包含有主轴承、主驱动电机和减速机、主泵站电机和液压泵；主轴承的上下左右均设置有监测点，并在每个监测点的轴向和径向以及主驱动电机和减速机的输出端安装数据采集器（2）；在功率大于30kW的主泵站电机驱动和所对应驱动液压泵的输出端安装数据采集器（2）；多个数据采集器（2）与CS通讯管理机（3）连通；所述的CS通讯管理机（3）将所采集的数据输送到监控系统（4）。本发明专利技术确保了盾构/TBM主要部件的运行状态可控，确保盾构/TBM的可靠运行。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构/TBM振动在线自动监测系统
本专利技术属于设备状态监测
，涉及一种盾构/TBM振动状态监测技术，尤其涉及一种盾构/TBM振动在线自动监测系统。
技术介绍
盾构/TBM振动在线自动监测系统是用于对盾构/TBM主轴承、主驱动电机和减速机、液压泵站上的电机和液压泵等设备的振动进行连续、自动监测的必要系统。设备的振动监测是设备状态监测工作的一部分，在国内外航空航天、军事、风电、冶金等领域已广泛应用，在国内盾构/TBM领域已开展应用。目前盾构/TBM振动监测均采用常规的手持式振动仪进行监测，需要专业技术人员定期到设备上进行监测并手动记录数据，无法对振动数据进行连续监测，数据具有离散性和随机性，无法获得设备的连续数据，导致无法对设备状态发展趋势进行分析和预判。
技术实现思路
为了克服现有技术中的不足之处，本专利技术的目的是提供一种盾构/TBM振动在线自动监测系统。本专利技术为完成上述目的采用如下技术方案：一种盾构/TBM振动在线自动监测系统，所述的盾构/TBM振动在线自动监测系统具有被监测设备；所述的被监测设备包含有主轴承、主驱动电机和减速机、主泵站电机和液压泵；所述主轴承的上下左右均设置有监测点，并在每个所述监测点的轴向和径向安装数据采集器；所述的主驱动电机和减速机均为多个，在所述的主驱动电机和减速机输出端安装数据采集器；所述的主泵站电机和液压泵均为多个；在功率大于30kW的主泵站电机驱动和所对应驱动液压泵的输出端安装数据采集器；所述的数据采集器具有并联连接的振动传感器和温度传感器，用以采集被监测设备的振动值和温度；所述的数据采集器为3轴传感器；多个所述的数据采集器均通过网络接口或串行接口与CS通讯管理机连通；所述的CS通讯管理机收集各数据采集器采集到的数据，并将所采集的数据输送到监控系统，完成后台对整个现场的监控；同时能够将后台或主站命令传递给各测控装置，实现当地或远程控制。所述的数据采集器还包括有放大电路；所述的放大电路与所对应的振动传感器、温度传感器连通，并在所述的振动传感器、温度传感器与放大电路之间设置滤波器；所述的放大电路通过A/D转换器连通嵌入式处理器；所述的数据采集器将振动传感器、温度传感器采集到的电信号通过滤波器进行滤波，通过放大电路将信号放大后进行A/D转换送入嵌入式处理器；所述的嵌入式处理器读取采样后的数字信号，将数据存储到存储器上，并将计算结果通过网络接口/串行接口发送到CS通讯管理机。所述的数据采集器为集成盒子，通过螺栓方式固定到被监测设备上。所述的CS通信管理机是高度集成的32位嵌入式智能通信装置。所述的监控系统为整个监控系统的中心，所述的监控系统采用SCAD软件，SCAD软件具有实时监控、图表生成、数据存储、数据分析、报警的功能，能够实现可视化的对现场进行远程在线监控，能够设置各被测设备的振动、温度的预警值，如采集到的信号超过预警值系统将报警，提醒用户注意并及时处理。所述的监控系统通过发布命令给各测控装置从而实现后台控制，能够实现通过网络方式将监控界面实现远程传输，实现在线、实时、远程监控功能。本专利技术提出的一种盾构/TBM振动在线自动监测系统，采用上述技术方案后可达到如下的有益效果：1）实现了对盾构/TBM关键部件在工作过程中振动、温度的实时监测；实现了远程对设备振动状态的监控，节约了大量的人工成本，实现了智能化控制。2）实现了周期性分时段对设备的工作状态的实时监测，能够对设备磨损状况及设备故障进行精准化、科学化管理。3）通过获取大量的设备振动、温度原始数据，通过对数据的详细分析处理能够得出设备状态发展趋势，预防重大设备故障，降低维修停机成本，为设备使用、维修提供参考。综上所述，本专利技术通过对盾构/TBM关键部件振动、温度的在线监测，一方面能有效地分析设备振动状况，及时发现设备存在的异常情况；另一方面则能根据大量的原始数据分析得到设备状态发展趋势，指导设备的视情维护和保养，确保盾构/TBM安全运行。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术中数据采集器部分的示意图。图中：1、被监测设备，2、数据采集器，3、CS通讯管理机，4、监控系统，5、振动传感器，6、温度传感器，7、滤波器，8、放大电路，9、A/D转换器，10、电源，11、存储器，12、嵌入式处理器，13、网络接口，14、串行接口。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对专利技术进行进一步说明：如图1所示，一种盾构/TBM振动在线自动监测系统，主要包括被监测设备1，数据采集器2，CS通信管理机3，监控系统（SCAD）4组成。所述的被监测设备1包含主轴承、主驱动电机和减速机、主泵站电机和液压泵。所述的主轴承为盾构/TBM上最核心的部件，选择上下左右四个监测点，分别在每个监测点的轴向和径向安装数据采集器2来采集主轴承的振动值和温度；所述的主驱动电机和减速机均为多个，在所述的主驱动电机和减速机输出端安装数据采集器2采集振动值和温度；所述的主泵站电机和液压泵均为多个，主要为液压主泵站上大于30kW的电机驱动和所驱动的液压泵，在所述的电机和液压泵输出端安装数据采集器2采集振动值和温度。如图2所示，数据采集器2包含振动传感器5，温度传感器6，放大电路8，滤波器7，A/D转换器9，嵌入式处理器12，存储器11，串行接口14，网络接口13，电源10；所述的振动传感器5、温度传感器6并联连接，分别对旋转设备的振动、温度进行监测。所述的振动传感器5统一采用3轴传感器，在实际安装过程中，只需定义所需要监测的轴向，其它轴向进行屏蔽或者忽略。所述的数据采集器2为集成盒子，通过螺栓方式固定到被监测设备上，能够采集设备的振动值、温度值。所述的数据采集器2将振动传感器5、温度传感器6采集到的电信号通过滤波器7进行滤波，通过放大电路8将信号放大后进行A/D转换，嵌入式处理器12读取采样后的数字信号，将数据存储到存储器11上，并计算将结果通过网络接口13/串行接口14发送到CS通讯管理机3。所述的CS通信管理机3高度集成的32位嵌入式智能通信装置，用于收集各数据采集器采集到的数据，并通过用户指定的通讯协议（OPC、104、Modbus等）和通讯介质（以太网、RS232/485、profibus等）集中输送到监控系统（SCAD）软件，完成后台对整个现场的监控；同时能够将后台或主站命令传递给各测控装置，实现当地或远程控制。通讯管理机与现有的PLC（西门子S7-300或者400系列）之间可以采用工业以太网直连或者通过现场的监控后台的数据转发来实现盾构机的数据采集工作同时与自行安装的振动温度传感器通过485方式进行数据通讯。所述的监控系统（SCAD）4件为整个监控系统的中心，软件具有实时监控、图表生成、数据存储、数据分析、报警等功能。能够实现可视化的对现场进行远程在线监控，能够设置各被测设备的振动、温度的预警值，如采集到的信号超过预警值系统将报警，提醒用户注意并及时处理。所述的监控系统（SCAD）4软件过发布命令给各测控装置从而实现后台控制。能够实现通过网络方式将监控界面实现远程传输，实现在线、实时、远程监控功能。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种盾构/TBM振动在线自动监测系统，其特征在于；所述的盾构/TBM振动在线自动监测系统具有被监测设备（1）；所述的被监测设备（1）包含有主轴承、主驱动电机和减速机、主泵站电机和液压泵；所述主轴承的上下左右均设置有监测点，并在每个所述监测点的轴向和径向安装数据采集器（2）；所述的主驱动电机和减速机均为多个，在所述的主驱动电机和减速机输出端安装数据采集器（2）；所述的主泵站电机和液压泵均为多个；在功率大于30kW的主泵站电机驱动和所对应驱动液压泵的输出端安装数据采集器（2）；所述的数据采集器（2）具有并联连接的振动传感器（5）和温度传感器（5），用以采集被监测设备的振动值和温度；所述的数据采集器（2）为3轴传感器；多个所述的数据采集器（2）均通过网络接口（13）或串行接口（14）与CS通讯管理机（3）连通；所述的CS通讯管理机（3）收集各数据采集器采集到的数据，并将所采集的数据输送到监控系统（4），完成后台对整个现场的监控；同时能够将后台或主站命令传递给各测控装置，实现当地或远程控制。

【技术特征摘要】
1.一种盾构/TBM振动在线自动监测系统，其特征在于；所述的盾构/TBM振动在线自动监测系统具有被监测设备（1）；所述的被监测设备（1）包含有主轴承、主驱动电机和减速机、主泵站电机和液压泵；所述主轴承的上下左右均设置有监测点，并在每个所述监测点的轴向和径向安装数据采集器（2）；所述的主驱动电机和减速机均为多个，在所述的主驱动电机和减速机输出端安装数据采集器（2）；所述的主泵站电机和液压泵均为多个；在功率大于30kW的主泵站电机驱动和所对应驱动液压泵的输出端安装数据采集器（2）；所述的数据采集器（2）具有并联连接的振动传感器（5）和温度传感器（5），用以采集被监测设备的振动值和温度；所述的数据采集器（2）为3轴传感器；多个所述的数据采集器（2）均通过网络接口（13）或串行接口（14）与CS通讯管理机（3）连通；所述的CS通讯管理机（3）收集各数据采集器采集到的数据，并将所采集的数据输送到监控系统（4），完成后台对整个现场的监控；同时能够将后台或主站命令传递给各测控装置，实现当地或远程控...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒙先君，李剑雄，吴朝来，陈义得，李大伟，寇晓林，刘作威，冯欢欢，辛书杰，
申请(专利权)人：中铁隧道集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41