泥水平衡盾构泥水循环管路阀智能自控装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种泥水平衡盾构泥水循环管路阀智能自控装置，包括与泥水平衡盾构主控室PLC通过现场总线电缆连接的进行信号处理的主机模块，以及与主机模块连接的信号采集模块单元和外部接口模块单元。本发明专利技术能够进行采集处理，提出杂波信号，真实反映出环流系统管路的运行状态，对这些信号进行分析评定，利用均值偏差统计算法进行处理，通过现场总线端口与泥水平衡盾构主控室PLC数据通讯，根据泥水环流系统进排浆管路压力实时调整对应电磁阀的开关时间和开度的智能控制系统。本发明专利技术系统响应快、便于调试、成本低且与泥水平衡盾构控制系统兼容性好，能够提高管路使用寿命，降低施工成本，可以设置管路憋压时间，进行多装置级联，经济效益和社会效益巨大。

【技术实现步骤摘要】
泥水平衡盾构泥水循环管路阀智能自控装置
本专利技术涉及泥水平衡盾构设备信号检测及自控设备领域，具体为一种泥水平衡盾构在施工过程中泥水循环管路信号检测与电磁阀状态检测、处理及控制装置。
技术介绍
随着现代社会的不断发展与进步，特别是现代交通运输业的快速发展，给人们的出行带来了很大的便利。谈到现代交通运输业的快速发展，就不得不提到在地下隧道施工建设过程中起着关键作用的盾构，利用盾构技术，极大地提高了施工安全性和施工效率，尤其对于一些复杂地质区域，盾构在施工过程中发挥着不可替代的作用。由于现有泥水平衡盾构的泥水环流系统设备本身采用电磁阀控制，其他延长管路均采用手动阀控制，存在进排浆管路在启动过程中，大多采用手动操作，工作效率不高，同时存在现场工作人员在环流系统结束工作后没有关闭进排浆延长管路阀门；存在环流系统下一个工作流程启动的时候管路往往是直通的，在隧道曲线施工地段存在水锤对管路冲击现象，容易造成进排浆管路固定装置松动、管路磨损及损坏等现象，提高了施工成本，增大了施工风险。因此，提供一种能够在地下复杂工况环境下，实时检测环流系统进排浆管路流量和压力对隧道曲线段管路电磁阀进行单独控制，采用短时间憋压的方式降低水锤对管路的冲击，提高管路使用寿命，降低施工成本，并且该装置可以设置管路憋压时间，进行多装置级联，已经是一个值得研究的问题。
技术实现思路
为了克服上述现有技术中的不足，本专利技术提供了一种能够有效对泥水平衡盾构环流系统进排浆管路压力和流量信息进行采集处理，剔除杂波信号，真实反映出环流系统管路的运行状态，利用均值偏差统计算法进行处理，并通过现场总线端口与泥水平衡盾构主控室PLC数据通讯，根据泥水环流系统进排浆管路压力实时调整对应电磁阀的开关时间和开度的智能自控装置。本专利技术的目的是这样实现的：一种泥水平衡盾构泥水循环管路阀智能自控装置，包括与泥水平衡盾构主控室PLC7通过现场总线电缆6连接的进行信号处理的主机模块4，以及与主机模块4连接的信号采集模块单元和外部接口模块单元；所述的主机模块单元4包括电源模块f，与电源模块f连接的CPU模块g，与CPU模块g连接的A/D转换模块h；所述的A/D转换模块h连接信号采集模块单元；所述的CPU模块g连接外部接口模块单元；所述的信号采集模块单元包括传感器1和用于传感器1连接A/D转换模块h的接口模块e；所述的的传感器1包括流量传感器j和压力传感器k；所述的外部接口模块单元包括电磁阀驱动模块a、通讯接口模块b、按键操作模块c、数据处理模块d、人机界面模块e及与通讯接口模块b相连的现场通讯总线电缆5；所述的电磁阀驱动模块a、通讯接口模块b和数据处理模块d并联设置；所述的主机模块单元4与信号采集模块单元之间通过信号采集电缆2和信号传输线束3连接；所述的外部接口模块为可扩展接口类型；所述的泥水平衡盾构泥水循环管路阀智能自控装置的操作方法如下：所述的信号采集模块输出的信号通过信号处理模块的A/D转换模块输入到CPU模块进行滤波处理，并通过CPU的均值偏差统计算法进行数据处理，结合按键操作模块的信号状态，达到实时显示及通过现场通讯总线电缆和泥水平衡盾构主控室PLC数据通讯的目的，具体操作方法包括如下步骤：步骤1：传感器1采集信号，通过信号采集电缆2和信号传输线束3传输到主机模块4；步骤2：信号采集模块输出信号到信号处理模块的A/D转换；步骤3：信号处理模块的A/D转换模块输出信号到CPU模块；步骤4：CPU模块对信号处理模块的A/D转换输出信号和按键操作模块输出信号进行算法处理，将处理结果通过与通讯接口模块相连的现场通讯总线电缆输出到泥水平衡盾构主控室PLC。积极有益效果：本专利技术提供了一种能够有效对泥水平衡盾构环流系统进排浆管路压力和流量信息进行采集处理，提出杂波信号，真实反映出环流系统管路的运行状态，从而能够对这些信号进行分析评定，利用均值偏差统计算法进行处理，并通过现场总线端口与泥水平衡盾构主控室PLC数据通讯，根据泥水环流系统进排浆管路压力实时调整对应电磁阀的开关时间和开度的智能控制系统。本专利技术系统响应快、便于调试、成本低且与泥水平衡盾构控制系统兼容性好，能够提高管路使用寿命，降低施工成本，并且该装置可以设置管路憋压时间，进行多装置级联，经济效益和社会效益巨大。附图说明图1为本专利技术的系统框图一；图2为本专利技术的系统框图二；图3为本专利技术的处理方法算法流程图；图中为：传感器1、信号采集电缆2、信号传输线束3、主机模块单元4、现场通讯总线电缆5、现场总线电缆6、泥水平衡盾构主控室PLC7。具体实施方式一种泥水平衡盾构泥水循环管路阀智能自控装置，包括与泥水平衡盾构主控室PLC7通过现场总线电缆6连接的进行信号处理的主机模块4，以及与主机模块4连接的信号采集模块单元和外部接口模块单元；所述的主机模块单元4包括电源模块f，与电源模块f连接的CPU模块g，与CPU模块g连接的A/D转换模块h；所述的A/D转换模块h连接信号采集模块单元；所述的CPU模块g连接外部接口模块单元；所述的信号采集模块单元包括传感器1和用于传感器1连接A/D转换模块h的接口模块e；所述的的传感器1包括流量传感器j和压力传感器k；所述的外部接口模块单元包括电磁阀驱动模块a、通讯接口模块b、按键操作模块c、数据处理模块d、人机界面模块e及与通讯接口模块b相连的现场通讯总线电缆5；所述的电磁阀驱动模块a、通讯接口模块b和数据处理模块d并联设置；所述的主机模块单元4与信号采集模块单元之间通过信号采集电缆2和信号传输线束3连接；所述的外部接口模块为可扩展接口类型；所述的泥水平衡盾构泥水循环管路阀智能自控装置的操作方法如下：所述的信号采集模块输出的信号通过信号处理模块的A/D转换模块输入到CPU模块进行滤波处理，并通过CPU的均值偏差统计算法进行数据处理，结合按键操作模块的信号状态，达到实时显示及通过现场通讯总线电缆和泥水平衡盾构主控室PLC数据通讯的目的，具体操作方法包括如下步骤：步骤1：传感器1采集信号，通过信号采集电缆2和信号传输线束3传输到主机模块4；步骤2：信号采集模块输出信号到信号处理模块的A/D转换；步骤3：信号处理模块的A/D转换模块输出信号到CPU模块；步骤4：CPU模块对信号处理模块的A/D转换输出信号和按键操作模块输出信号进行算法处理，将处理结果通过与通讯接口模块相连的现场通讯总线电缆输出到泥水平衡盾构主控室PLC。使用时：检查控制装置电源状态指示灯是否正常，选择输出信号参数类型匹配的传感器，将传感器1固定到泥水平衡盾构环流系统进排浆管道电磁阀入口前，保证采集信息号真实有效，当传感器1采集到信号后，通过信号采集电缆2和信号传输线束3传输到主机模块4的内置接口硬件电路，然后信号采集模块输出信号到信号处理模块的A/D转换，信号处理模块的A/D转换输出信号到CPU模块，CPU模块对信号处理模块的A/D转换输出信号进行算法处理，并通过均值偏差统计算法进行数据处理，结合按键操作模块的信号状态，达到实时显示及通过现场总线电缆和泥水平衡盾构主控室PLC数据通讯并进行智能控制。本专利技术提供了一种能够有效对泥水平衡盾构环流系统进排浆管路压力和流量信息进行采集处理，提出杂波信号，真实反映出环流系统管路的运行状态，从而能够对这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种泥水平衡盾构泥水循环管路阀智能自控装置，其特征在于：包括与泥水平衡盾构主控室PLC通过现场总线电缆连接的进行信号处理的主机模块，以及与主机模块连接的信号采集模块单元和外部接口模块单元；所述的主机模块单元包括电源模块，与电源模块连接的CPU模块，与CPU模块连接的A/D转换模块；所述的A/D转换模块连接信号采集模块单元；所述的CPU模块连接外部接口模块单元。

【技术特征摘要】
1.一种泥水平衡盾构泥水循环管路阀智能自控装置，其特征在于：包括与泥水平衡盾构主控室PLC通过现场总线电缆连接的进行信号处理的主机模块，以及与主机模块连接的信号采集模块单元和外部接口模块单元；所述的主机模块单元包括电源模块，与电源模块连接的CPU模块，与CPU模块连接的A/D转换模块；所述的A/D转换模块连接信号采集模块单元；所述的CPU模块连接外部接口模块单元。2.根据权利要求1所述的一种泥水平衡盾构泥水循环管路阀智能自控装置，其特征在于：所述的信号采集模块单元包括传感器和用于传感器连接A/D转换模块的接口模块。3.根据权利要求2所述的一种泥水平衡盾构泥水循环管路阀智能自控装置，其特征在于：所述的的传感器包括流量传感器j和压力传感器。4.根据权利要求1所述的一种泥水平衡盾构泥水循环管路阀智能自控装置，其特征在于：所述的外部接口模块单元包括电磁阀驱动模块、通讯接口模块、按键操作模块、数据处理模块、人机界面模块及与通讯接口模块相连的现场通讯总线电缆。5.根据权利要求4所述的一种泥水平衡盾构泥水循环管路阀智能自控装置，其特征在于：所述的电磁阀驱动模块、通讯接口模块和数据处理模...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兵，李凤远，张合沛，褚长海，高会中，韩伟锋，任颖莹，杨振兴，冯欢欢，许华国，
申请(专利权)人：中铁隧道局集团有限公司，盾构及掘进技术国家重点实验室，
类型：发明
国别省市：河南,41