一种CFG桩机施工参数监控系统及监控方法技术方案

一种CFG桩机施工参数监控系统及监控方法，包括第一车载控制端、第二车载控制端、第一信息采集模块、第二信息采集模块、第一人机模块和第二人机模块；第一信息采集模块和第一人机模块连接到第一车载控制端，第二信息采集模块和第二人机模块连接到第二车载控制端，两个车载控制端之间通过无线连接；第一信息采集模块用于采集CFG桩机长螺旋钻机在成桩过程中的施工参数；第二信息采集模块用于采集拖式混凝土泵车的桩基流量信息以及泵车的位置信息；第一车载控制端安装在CFG桩机上；第二车载控制端安装在拖式混凝土泵车上；本发明专利技术实现了CFG成桩过程中的信息化监控，提高了施工效率，保证了施工质量。

A monitoring system and monitoring method for construction parameters of CFG pile driver

A monitoring system and monitoring method for the construction parameters of CFG pile machine, including the first vehicle control terminal, second vehicle control terminal, the first information acquisition module, the second information acquisition module, the first human-computer module and the second man-machine module, the first information acquisition module and the first human-computer module are connected to the first vehicle control terminal and second information. The acquisition module and the second man-machine module are connected to the second vehicle control terminal, and the two vehicle control terminals are connected through the wireless connection. The first information acquisition module is used to collect the construction parameters of the CFG pile machine long spiral drill in the pile forming process, and the second information acquisition module is used to collect the pile foundation flow information and pump of the towed coagulant soil pump car. The first vehicle control end is installed on the CFG pile machine; the second vehicle control end is installed on the towed concrete pump car; the invention realizes the information monitoring in the CFG pile forming process, improves the construction efficiency and ensures the construction quality.

【技术实现步骤摘要】
一种CFG桩机施工参数监控系统及监控方法
本专利技术属于CFG桩施工过程中信息监控领域，特别涉及一种CFG桩机施工参数监控系统及监控方法。
技术介绍
CFG桩作为一种桩基处理手段，主要应用于工程建设中的地基处理，为方便CFG桩施工过程的顺利进行，并提高CFG桩的成桩合格率，故而基于长螺旋钻机和拖式混凝土泵车开发了该CFG桩成桩监控系统。针对长螺旋钻机来说，传统的CFG桩成桩过程中，打桩位置的确定主要依靠人工提前放线，对CFG桩成桩位置信息没有实现信息化监控。成桩过程不能出现桅杆倾斜，传统施工方式为桩机就位后需先进行桅杆调垂，桅杆上有重力引线锤可以实现现场人为监测桅杆倾斜度。打桩深度主要依靠持力层电流确定，传统施工过程中需要现场配备一个施工记录员随时记录监测外接电流表的电流大小变化，进而确定钻杆是否钻进持力层，极大的降低了施工效率。针对拖式混凝土泵车，传统施工过程中，对于每根桩位的混凝土使用量一般采用大体估测，其具体方法为：每次混凝土运输罐车运送一定量的混凝土，根据每辆混凝土罐车混凝土的成桩个数，可以大致估算每根桩的混凝土使用量。该方法不能实时监测每根桩的混凝土使用量，故而不能有效提高成桩的合格率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种CFG桩机施工参数监控系统及监控方法，以解决上述问题。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种CFG桩机施工参数监控系统，包括第一车载控制端、第二车载控制端、第一信息采集模块、第二信息采集模块、第一人机模块和第二人机模块；第一信息采集模块和第一人机模块连接到第一车载控制端，第二信息采集模块和第二人机模块连接到第二车载控制端，两个车载控制端之间通过无线连接；第一信息采集模块用于采集CFG桩机长螺旋钻机在成桩过程中的施工参数；第二信息采集模块用于采集拖式混凝土泵车的单根桩流量信息、单根桩泵送次数信息、泵车累计泵送量、泵车累计泵送时间、泵车的位置信息；第一车载控制端安装在CFG桩机上；第二车载控制端安装在拖式混凝土泵车上；第一车载控制端包括钻机控制处理模块和第一无线网络通信模块，钻机控制处理模块和第一无线网络通信模块连接，第一信息采集模块和第一人机模块连接到钻机控制处理模块；第二车载控制端包括泵车控制处理模块和第二无线网络通信模块，泵车控制处理模块和第二无线网络通信模块连接，第二信息采集模块和第二人机模块连接到泵车控制处理模块；第一无线网络通信模块和第二无线网络通信模块之间无线连接；第一人机模块用于显示钻机控制处理模块进行信息处理后的施工信息；第二人机模块用于显示与拖式混凝土泵车相关的施工参数信息；钻机控制处理模块用于采集、处理、存储来自第一信息采集模块的信息；泵车控制处理模块用于采集、处理、存储来自第二信息采集模块的信息。进一步的，钻机控制处理模块连接有第一电源模块和第一报警模块；泵车控制处理模块连接有第二电源模块、执行模块和第二报警模块；第一无线网络通信模块和第二无线网络通信模块之间通过GPRS通讯网络连接；第一无线网络通信模块通过GPRS通讯网络连接有远程服务中心；第一无线网络通信模块通过4G通讯网络连接移动终端；移动终端可以通过第一无线网络通讯模块接收来自钻机控制处理模块和远程服务中心的指令与数据；远程服务中心用于采集、处理、存储来自钻机控制处理模块的信息；执行模块包括驱动器和继电器，泵车控制处理模块联接驱动器。进一步的，第一信息采集模块包括风速仪、双倾角传感器、霍尔电流传感器、陀螺仪和北斗双天线定位模块；风速仪、双倾角传感器、霍尔电流传感器、陀螺仪和北斗双天线定位模块均安装在长螺旋钻机上，风速仪用于监测长螺旋钻机施工现场的风速情况；双倾角传感器用于监测CFG桩机桅杆的倾斜度；霍尔电流传感器用于监测钻孔电流；陀螺仪用于监测CFG桩机机身姿态；北斗双天线定位模块用于监测CFG桩机成桩位置和成桩深度；同时记录每根CFG桩的钻孔速度、拔管速度、钻孔开始时间、成孔时间、成桩时间、总时间信息，钻机控制处理模块为工控机，风速仪、双倾角传感器、霍尔电流传感器和陀螺仪与工控机之间均设置有A/D转换器。进一步的，第一无线网络通信模块包括两个GPRS通信模块和4G通信模块；一个GPRS通信模块与远程服务中心连接，另一个GPRS通信模块与泵车控制处理模块连接；4G通信模块与移动终端连接。进一步的，第一人机模块和第二人机模块均包括触摸屏控制器和触摸屏，触摸屏控制器和触摸屏连接，触摸屏连接工控机；第一报警模块和第二报警模块均包括信号灯和蜂鸣器；远程服务中心包括WEB浏览器、服务器和GPRS通信模块，WEB浏览器、服务器和GPRS通信模块依次连接。进一步的，第二信息采集模块包括压力传感器、位移传感器和GPS卫星；泵车控制处理模块为工控机，压力传感器、位移传感器和GPS卫星均连接到工控机，GPS卫星与工控机之间设置有GPS定位模块；压力传感器用于采集混凝土泵进油路上的压力信号；位移传感器用于采集混凝土泵车上的混凝土缸活塞的位移量；泵送次数可以通过对每次混凝土灌注时，压力传感器或位移传感器所监测到的波形变化进行计数得到；GPS定位模块用于实现泵车位置信息监控；第二无线网络通信模块为GPRS通信模块，第二无线网络通信模块的GPRS通信模块与第一无线网络通信模块的GPRS通信模块无线连接。进一步的，执行模块的继电器能够使拖式混凝土泵车上的电磁阀接通或切断，控制泵车进行混凝土的泵送过程。进一步的，一种CFG桩机施工参数监控系统的监控方法，包括以下步骤：步骤01，钻机在成桩过程中，通过第一信息采集模块实时监控钻机施工现场的风速、倾斜度、钻孔电流、机身姿态、CFG桩机成桩位置、成桩深度、钻孔速度、拔管速度、开始时间、成孔时间成桩时间、总时长；泵车在混凝土灌注过程中，通过第二信息采集模块实时采集混凝土泵进油路上的压力信号、混凝土泵车上的混凝土缸活塞的位移量和泵车位置，从而可以处理得到单根桩泵送次数、单根桩混凝土灌入量、累计混凝土泵入量、泵车累积运行时间以及泵车的位置信息；步骤02，成桩过程中，当泵车在自动工作模式下，钻机钻孔结束需要混凝土泵送时，钻机操作手发送指令给泵车执行模块，开始灌注混凝土，或在手动工作模式下，通过语音提醒和触摸屏显示提醒泵车操作手开始混凝土灌注；通过信息采集模块采集混凝土泵车上的混凝土缸活塞的位移量和液压缸进油路上的压力信号可计算求得活塞每次推送的有效位移，其中泵送次数可以通过对压力信号或者位移信号的波形进行计数得到；步骤03，泵车在自动工作模式下，钻机钻孔结束需要停止混凝土泵送时，钻机操作手发送指令给执行模块，停止灌注混凝土，或在手动工作模式下，通过语音提醒和触摸屏显示提醒泵车操作手停止混凝土灌注；当泵车操作手发现料斗内部的混凝土料将要完时，立，需要通过人机模块向钻机操作手发送指令语音提醒以及触摸屏显示通知钻机操作手停止提钻，然后才能停止泵送混合料；步骤04，当单根桩混凝土灌注结束时，泵车处理模块将处理得到的单根桩的混凝土的使用量、单根桩泵送次数、累计混凝土泵入量、泵车累次运行时间通过GPRS通讯模块传输给钻机控制处理模块，由钻机控制处理模块将单根桩所对应得所有施工参数信息传输给远程服务中心服务器；根据公式：注：D1-混凝土缸的直径Si-活塞每次推送的有效位移n-泵送次数信息实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种CFG桩机施工参数监控系统，其特征在于，包括第一车载控制端、第二车载控制端、第一信息采集模块、第二信息采集模块、第一人机模块和第二人机模块；第一信息采集模块和第一人机模块连接到第一车载控制端，第二信息采集模块和第二人机模块连接到第二车载控制端，两个车载控制端之间通过无线连接；第一信息采集模块用于采集CFG桩机长螺旋钻机在成桩过程中的施工参数；第二信息采集模块用于采集拖式混凝土泵车的单根桩流量信息、单根桩泵送次数信息、泵车累计泵送量、泵车累计泵送时间、泵车的位置信息；第一车载控制端安装在CFG桩机上；第二车载控制端安装在拖式混凝土泵车上；第一车载控制端包括钻机控制处理模块和第一无线网络通信模块，钻机控制处理模块和第一无线网络通信模块连接，第一信息采集模块和第一人机模块连接到钻机控制处理模块；第二车载控制端包括泵车控制处理模块和第二无线网络通信模块，泵车控制处理模块和第二无线网络通信模块连接，第二信息采集模块和第二人机模块连接到泵车控制处理模块；第一无线网络通信模块和第二无线网络通信模块之间无线连接；第一人机模块用于显示钻机控制处理模块进行信息处理后的施工信息；第二人机模块用于显示与拖式混凝土泵车相关的施工参数信息；钻机控制处理模块用于采集、处理、存储来自第一信息采集模块的信息；泵车控制处理模块用于采集、处理、存储来自第二信息采集模块的信息。...

【技术特征摘要】
1.一种CFG桩机施工参数监控系统，其特征在于，包括第一车载控制端、第二车载控制端、第一信息采集模块、第二信息采集模块、第一人机模块和第二人机模块；第一信息采集模块和第一人机模块连接到第一车载控制端，第二信息采集模块和第二人机模块连接到第二车载控制端，两个车载控制端之间通过无线连接；第一信息采集模块用于采集CFG桩机长螺旋钻机在成桩过程中的施工参数；第二信息采集模块用于采集拖式混凝土泵车的单根桩流量信息、单根桩泵送次数信息、泵车累计泵送量、泵车累计泵送时间、泵车的位置信息；第一车载控制端安装在CFG桩机上；第二车载控制端安装在拖式混凝土泵车上；第一车载控制端包括钻机控制处理模块和第一无线网络通信模块，钻机控制处理模块和第一无线网络通信模块连接，第一信息采集模块和第一人机模块连接到钻机控制处理模块；第二车载控制端包括泵车控制处理模块和第二无线网络通信模块，泵车控制处理模块和第二无线网络通信模块连接，第二信息采集模块和第二人机模块连接到泵车控制处理模块；第一无线网络通信模块和第二无线网络通信模块之间无线连接；第一人机模块用于显示钻机控制处理模块进行信息处理后的施工信息；第二人机模块用于显示与拖式混凝土泵车相关的施工参数信息；钻机控制处理模块用于采集、处理、存储来自第一信息采集模块的信息；泵车控制处理模块用于采集、处理、存储来自第二信息采集模块的信息。2.根据权利要求1所述的一种CFG桩机施工参数监控系统，其特征在于，钻机控制处理模块连接有第一电源模块和第一报警模块；泵车控制处理模块连接有第二电源模块、执行模块和第二报警模块；第一无线网络通信模块和第二无线网络通信模块之间通过GPRS通讯网络连接；第一无线网络通信模块通过GPRS通讯网络连接有远程服务中心；第一无线网络通信模块通过4G通讯网络连接移动终端；移动终端可以通过第一无线网络通讯模块接收来自钻机控制处理模块和远程服务中心的指令与数据；远程服务中心用于采集、处理、存储来自钻机控制处理模块的信息；执行模块包括驱动器和继电器，泵车控制处理模块联接驱动器。3.根据权利要求1所述的一种CFG桩机施工参数监控系统，其特征在于，第一信息采集模块包括风速仪、双倾角传感器、霍尔电流传感器、陀螺仪和北斗双天线定位模块；风速仪、双倾角传感器、霍尔电流传感器、陀螺仪和北斗双天线定位模块均安装在长螺旋钻机上，风速仪用于监测长螺旋钻机施工现场的风速情况；双倾角传感器用于监测CFG桩机桅杆的倾斜度；霍尔电流传感器用于监测钻孔电流；陀螺仪用于监测CFG桩机机身姿态；北斗双天线定位模块用于监测CFG桩机成桩位置和成桩深度；同时记录每根CFG桩的钻孔速度、拔管速度、钻孔开始时间、成孔时间、成桩时间、总时间信息，钻机控制处理模块为工控机，风速仪、双倾角传感器、霍尔电流传感器和陀螺仪与工控机之间均设置有A/D转换器。4.根据权利要求1所述的一种CFG桩机施工参数监控系统，其特征在于，第一无线网络通信模块包括两个GPRS通信模块和4G通信模块；一个GPRS通信模块与远程服务中心连接，另一个GPRS通信模块与泵车控制处理模块连接；4G通信模块与移动终端连接。5.根据权利要求1所述的一种CFG桩机施工参数监控系统，其特征在于，第一人机模块和第二人机模块均包括触摸屏控制器和触...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海英，佘辉，杜岳涛，李宗华，赵亮，皇甫磊磊，董鑫，赵晓晓，付杰，思圆圆，高巍，姚金艳，
申请(专利权)人：长安大学，陕西省铁路集团有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61