一种具有标准化、模块化接口的盾构机控制系统技术方案

本实用新型专利技术涉及一种具有标准化、模块化接口的盾构机控制系统，包括主操作背板、主操作PLC控制器、辅助操作背板、辅助操作PLC控制器和以太网多接口背板，主操作PLC控制器设于主操作背板上，主操作背板上设有多个分别连接主操作PLC控制器的MELSECNET/H接口，辅助操作PLC控制器设于辅助操作背板上，辅助操作背板上设有多个分别连接辅助操作PLC控制器的CC‑LINK接口，主操作PLC控制器和辅助操作PLC控制器分别连接有一以太网通信模块，以太网多接口背板上设有多端口转发器和多个以太网接口。与现有技术相比，本实用新型专利技术具有标准化、模块化、降低成本、减少维护时间等优点。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及盾构机控制
，尤其是涉及一种具有标准化、模块化接口的盾构机控制系统。
技术介绍
从目前掌握的数据看，国内原有的旧盾构数量众多，其中大约有30％已经达到了设计使用寿命，进入大修或改造的阶段。国内盾构机品牌众多，但控制系统的核心设备主要是三菱和西门子，但所控制的设备却呈多样性。由于盾构机是需按照不同的地质进行“定制”式设计制造，可靠性要求极高，所以盾构机是一个定制式的产品，且构成的设备又呈多样性，这就造成了控制系统的多样性，引起盾构机设备没有互换性，即甲厂产品损坏很难用乙厂产品替换。由于盾构机控制系统没有模块化、结构，所控制的设备没有统一标准的接口，使得盾构机的运行成本、维护成本居高不下，若从国外盾构商采购原设备，采购成本将更加昂贵。同时传统的盾构机控制系统，通讯系统比较繁琐，一台设定好的控制系统虽然可以正常的操作施工，但是检修和维护很不方便，容易耽误盾构机施工进程。
技术实现思路
本技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种具有标准化、模块化接口的盾构机控制系统，可以更好地运行和维护盾构机，具有标准化、模块化、降低成本、减少维护时间等优点。本技术的目的可以通过以下技术方案来实现：一种具有标准化、模块化接口的盾构机控制系统包括主操作背板、主操作PLC控制器、辅助操作背板、辅助操作PLC控制器和以太网多接口背板，所述主操作PLC控制器设于主操作背板上，所述主操作背板上设有多个分别连接主操作PLC控制器的MELSECNET/H接口，所述辅助操作PLC控制器设于辅助操作背板上，所述辅助操作背板上设有多个分别连接辅助操作PLC控制器的CC-LINK接口，所述主操作PLC控制器和辅助操作PLC控制器分别连接有一以太网通信模块，所述以太网多接口背板上设有多端口转发器和多个以太网接口，两个以太网通信模块分别连接多端口转发器，所述多端口转发器分别连接多个以太网接口。还包括控制柜体，所述主操作背板、辅助操作背板和以太网多接口背板均设于控制柜体内。所述控制柜体的侧面上设有散热孔，控制柜体的底面设有防震动的缓冲垫。还包括监控计算机，所述监控计算机连接一以太网接口。所述多个MELSECNET/H接口分为电气控制接口和液压控制接口。所述多个CC-LINK接口分为注浆控制接口、泡沫控制接口、加泥控制接口、清洗控制接口和刀盘控制接口。所述刀盘控制接口通过变频器连接刀盘电机。所述主操作背板、主操作PLC控制器、辅助操作背板、辅助操作PLC控制器均为多个。以太网通信模块的型号为QJ71E71。与现有技术相比，本技术具有以下优点：1、本技术建立一个标准化、模块化控制系统构架，制定一套标准、统一设备控制接口，包括连接主操作PLC控制器的MELSECNET/H接口、连接辅助操作PLC控制器的CC-LINK接口，可以更好地实现盾构机内部模块的快速集成、维护，同时设置以太网接口，可以实现更加简洁方便的以太网通讯连接，更好的完善了盾构机控制系统运行和操作，降低制造和维护成本，同时促进盾构机设备国产化和民族工业的发展。2、本技术选用了MELSECNET/H接口配合主操作PLC控制器，实现盾构机内部电气机构、液压机构的标准化连接，MELSECNET/H接口提供10Mb/s和25Mb/s的高速数据传送，可以有一个主站及64个从站，网络总距离可达30km，使用MELSECNET/H接口的连接可以构建大规模、大容量、集中管理、分散控制系统。3、本技术选用了CC-LINK接口配合辅助操作PLC控制器，实现盾构机内部注浆机构、泡沫机构、清洗机构、刀盘机构等的标准化连接，CC-LINK接口在10Mbps的通信速率下传输距离达到100m，并能够连接64个站，使用CC-LINK接口的连接可以显著减少了控制和配电所使用的电缆，它不仅仅可以节省电缆的成本，并且大大减少了布线和日后维护工作的工作量。4、本技术集成在控制柜体中，控制柜体保证整个系统有良好的散热环境，同时具有防震动的功能，保证整个系统可以长时间、稳定地工作在工程现场。5、本技术结构简单，制作成本低，实用性强，易于在盾构机工程使用中推广利用。附图说明图1为本技术整体结构示意图。图中：1、主操作背板，2、主操作PLC控制器，3、辅助操作背板，4、辅助操作PLC控制器，5、以太网多接口背板，6、MELSECNET/H接口，7、CC-LINK接口，8、以太网通信模块，9、以太网接口，10、多端口转发器。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本技术进行详细说明。本实施例以本技术技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本技术的保护范围不限于下述的实施例。如图1所示，一种具有标准化、模块化接口的盾构机控制系统包括主操作背板1、主操作PLC控制器2、辅助操作背板3、辅助操作PLC控制器4、以太网多接口背板5、控制柜体和监控计算机，主操作PLC控制器2设于主操作背板1上，主操作背板1上设有多个分别连接主操作PLC控制器2的MELSECNET/H接口6，辅助操作PLC控制器4设于辅助操作背板3上，辅助操作背板3上设有多个分别连接辅助操作PLC控制器4的CC-LINK接口7，主操作PLC控制器2和辅助操作PLC控制器4分别连接有一以太网通信模块8，以太网多接口背板5上设有多端口转发器10和多个以太网接口9，两个以太网通信模块8分别连接多端口转发器10，多端口转发器10(HUB)分别连接多个以太网接口9，监控计算机连接一以太网接口9，控制柜体，主操作背板1、以太网多接口背板5和辅助操作背板3依次由上至下依次插设在均设于控制柜体内，控制柜体的侧面上设有散热孔，控制柜体的底面设有防震动的缓冲垫，多个以太网接口9可由HUB(集成器)建立。主操作背板1、主操作PLC控制器2、辅助操作背板3、辅助操作PLC控制器4均为多个，配合可实现工作站中多个盾构机控制系统的集成，便于操作人员统一接线、管理。本实施例中，多个MELSECNET/H接口6分为电气控制接口和液压控制接口，盾构机内的电气机构、液压机构(例如：操作室、动力柜、机内控制器)利用MELSECNET/H接口6形成MELSECNET/H环网，三菱电机的MELSECNET/10(H)网络(H为MELSECNET/10的更新版)是一种大容量、高速、性能优良的网络，速度可达25或10M，可使用光纤或同轴电缆，每个网络中最大可连接64个站，总距离可达30km，因此可快速实现电气控制信号、液压控制信号等的传输，从而控制盾构机上的电气和液压系统的动作，主要包括盾构机上面的各种油压泵、马达、电磁阀和油缸。多个CC-LINK接口7分为注浆控制接口、泡沫控制接口、加泥控制接口、清洗控制接口和刀盘控制接口，刀盘控制接口通过变频器连接刀盘电机，从而驱使刀盘转动，盾构机内的注浆机构、泡沫机构、加泥机构、清洗机构以及刀盘机构利用CC-LINK接口7形成CC-LINK环网，CC-Link是一种开放式现场总线，其数据容量大，通信速度多级可选择，而且它是一个复合的、开放的、适应性强的网络系统，能够适应于较高的管理层网络到较低的传感器层网络的不同范围，因此可快速实现注浆控制信号、本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有标准化、模块化接口的盾构机控制系统，其特征在于，包括主操作背板(1)、主操作PLC控制器(2)、辅助操作背板(3)、辅助操作PLC控制器(4)和以太网多接口背板(5)，所述主操作PLC控制器(2)设于主操作背板(1)上，所述主操作背板(1)上设有多个分别连接主操作PLC控制器(2)的MELSECNET/H接口(6)，所述辅助操作PLC控制器(4)设于辅助操作背板(3)上，所述辅助操作背板(3)上设有多个分别连接辅助操作PLC控制器(4)的CC‑LINK接口(7)，所述主操作PLC控制器(2)和辅助操作PLC控制器(4)分别连接有一以太网通信模块(8)，所述以太网多接口背板(5)上设有多端口转发器(10)和多个以太网接口(9)，两个以太网通信模块(8)分别连接多端口转发器(10)，所述多端口转发器(10)分别连接多个以太网接口(9)。

【技术特征摘要】
1.一种具有标准化、模块化接口的盾构机控制系统，其特征在于，包括主操作背板(1)、主操作PLC控制器(2)、辅助操作背板(3)、辅助操作PLC控制器(4)和以太网多接口背板(5)，所述主操作PLC控制器(2)设于主操作背板(1)上，所述主操作背板(1)上设有多个分别连接主操作PLC控制器(2)的MELSECNET/H接口(6)，所述辅助操作PLC控制器(4)设于辅助操作背板(3)上，所述辅助操作背板(3)上设有多个分别连接辅助操作PLC控制器(4)的CC-LINK接口(7)，所述主操作PLC控制器(2)和辅助操作PLC控制器(4)分别连接有一以太网通信模块(8)，所述以太网多接口背板(5)上设有多端口转发器(10)和多个以太网接口(9)，两个以太网通信模块(8)分别连接多端口转发器(10)，所述多端口转发器(10)分别连接多个以太网接口(9)。2.根据权利要求1所述的一种具有标准化、模块化接口的盾构机控制系统，其特征在于，还包括控制柜体，所述主操作背板(1)、辅助操作背板(3)和以太网多接口背板(5)均设于控制柜体内。3.根据权利要求2所述的一种具有标准化、模块化接口的盾构机...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭飞，王宝童，沈冲，张波，黄旭，
申请(专利权)人：上海力行工程技术发展有限公司，
类型：新型
国别省市：上海;31