一种盾构机多模式协调冷却控制系统和方法技术方案

本发明专利技术提出了一种盾构机多模式协调冷却控制系统和方法，该系统包括控制模块、温度采集模块、变频器、第一冷却单元和第二冷却单元；控制模块与温度采集模块、第二冷却单元中的制冷设备和变频器分别通信连接；变频器与第一冷却单元通信连接；温度采集模块设置在待冷却油箱内，用于采集油箱内的温度；控制模块获取温度采集模块采集的温度；并将温度值与预设温度初始值对比，根据比较的结果控制变频器工作模式；基于一种盾构机多模式协调冷却控制系统，还提出了一种盾构机多模式协调冷却控制方法。本发明专利技术利用温度传感器采取温度信号，根据温度实际值与设定值的差值选择冷却系统相应的的工作模式，以起到最佳的降温效果。以起到最佳的降温效果。以起到最佳的降温效果。

【技术实现步骤摘要】
一种盾构机多模式协调冷却控制系统和方法


[0001]本专利技术属于隧道施工温度控制
，特别涉及一种盾构机多模式协调冷却控制系统和方法。

技术介绍

[0002]盾构机是集机械、液压、光电于一体的大型隧道施工设备。盾构法在隧道施工中具有安全可靠、机械化程度高、环境好、工作效率高等优点，然而盾构机在正常的工作过程中，其液压和润滑系统在压力转化为机械能的过程中会产生大量的热能，会使油温及周围的环境温度升高。过高的温度不但会影响机器的正常运行，还会减少元件的使用寿命，所以，必须采用有效的措施使其及时冷却。
[0003]由于影响温度升高的因素有很多种，传统的冷却系统控制方式单一，很难达到理想的降温效果。

技术实现思路

[0004]为了解决上述技术问题，本专利技术提出了一种盾构机多模式协调冷却控制系统和方法，根据温度实际值与设定值的差值选择冷却系统相应的的工作模式，以起到最佳的降温效果。
[0005]为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]一种盾构机多模式协调冷却控制系统，包括控制模块、温度采集模块、变频器、第一冷却单元和第二冷却单元；
[0007]所述控制模块与温度采集模块、第二冷却单元中的制冷设备和变频器分别通信连接；所述变频器与第一冷却单元通信连接；
[0008]所述温度采集模块设置在待冷却油箱内，用于采集油箱内的温度；所述控制模块获取所述温度采集模块采集的温度；并将温度值与预设温度初始值对比，根据比较的结果控制变频器工作模式；所述变频器的工作模式包括按照当前转速工作、升高变频器转速以启动第一冷却单元进行水循环降温和第二冷却单元进行水循环制冷。
[0009]进一步的，所述第一冷却单元包括若干降温循环管道和制冷水箱；其中每条降温循环管道均与制冷水箱串联，使高温水经过制冷水箱后降低温度。
[0010]进一步的，所述降温循环管道包括串联的水泵、单向阀、球阀和压力表；
[0011]所述水泵用于输送制冷水箱中的制冷液体；
[0012]所述单向阀用于控制降温循环管道中液体的流动方向；
[0013]所述球阀用于切断、分配或者改变降温循环管道中液体的流动方向；
[0014]所述压力表用于测量降温循环管道内部的压力。
[0015]进一步的，所述第二冷却单元包括制冷设备、截止阀和制冷循环管道；
[0016]所述制冷设备通过制冷循环管道与制冷水箱串联，通过制冷水箱降低制冷循环管道中液体的温度；所述制冷水箱上还设置截止阀，用于为制冷水箱提供补水管路。
[0017]进一步的，所述制冷循环管道包括串联的水泵、单向阀、球阀和压力表；
[0018]所述水泵用于输送制冷水箱中的制冷液体；
[0019]所述单向阀用于控制制冷循环管道中液体的流动方向；
[0020]所述球阀用于切断、分配或者改变制冷循环管道中液体的流动方向；
[0021]所述压力表用于测量制冷循环管道内部的压力。
[0022]进一步的，所述制冷设备包括主制冷设备和备制冷设备，且主制冷设备和备制冷设备均此采用风冷螺杆式冷水机组。
[0023]进一步的，所述制冷设备包括蒸发器31、节流阀32、干燥过滤器33、冷凝器34、螺杆压缩机311、冷却风扇312、压力测量控制装置、载冷剂出入口装置；其中压力测量控制装置包括高压测量控制装置和低压测量控制装置；
[0024]所述蒸发器31、干燥过滤器33、冷凝器34和螺杆压缩机311串联；所述蒸发器31上设置载冷剂出入口装置；所述螺杆压缩机311的内部设置高压测量控制装置，所述螺杆压缩机311的外部设置低压测量控制装置；所述冷凝器34上设置冷却风扇312；所述蒸发器31和干燥过滤器33之间设置节流阀32。
[0025]进一步的，所述制冷设备的工作流程为：从蒸发器31出来后的状态为气体冷媒，然后经过螺杆压缩机311绝热压缩变成高温高压状态，然后在冷凝器34中冷却之后变化成液态冷媒，再经过节流阀32膨胀到低压，变成气液混合物，其中低压状态的液体冷媒在蒸发器31中重新变成气态冷媒；气态冷媒重新进入螺杆压缩机311形成循环过程。
[0026]一种盾构机多模式协调冷却控制方法，是基于一种盾构机多模式协调冷却控制系统实现的，所述方法包括以下步骤：
[0027]设置液压系统中油箱内预设温度初始值T
预设值
；
[0028]通过温度传感器采集所述油箱内的当前温度值T(t)；判断所述当前温度值T(t)与预设温度初始值T
预设值
之间的大小关系；如果T(t)＜T
预设值
，则液压系统水路循环冷却过程按当前工作模式进行；如果T(t)＞T
预设值
，则控制变频器加速，加快水路循环。
[0029]进一步的，所述方法还包括：
[0030]判断T(t+1)时刻的温度值与T(t)时刻温度值的大小，如果T(t+1)＜T(t)，则液压系统水路循环冷却过程按当前工作模式进行；如果T(t+1)＞T(t)，则启动主制冷设备，对循环水快速降温，从而实现降低油温的目的；
[0031]判断T(t+2)时刻的温度值与T(t+1)时刻温度值的大小，如果T(t+2)＜T(t+1)，则液压系统水路循环冷却过程按当前工作模式进行；如果T(t+2)＞T(t+1)，则启动备制冷设备，并且发出油温过高预警，进行异常检查。
[0032]
技术实现思路
中提供的效果仅仅是实施例的效果，而不是专利技术所有的全部效果，上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：
[0033]本专利技术提出了一种盾构机多模式协调冷却控制系统和方法，该系统包括控制模块、温度采集模块、变频器、第一冷却单元和第二冷却单元；控制模块与温度采集模块、第二冷却单元中的制冷设备和变频器分别通信连接；变频器与第一冷却单元通信连接；温度采集模块设置在待冷却油箱内，用于采集油箱内的温度；控制模块获取所述温度采集模块采集的温度；并将温度值与预设温度初始值对比，根据比较的结果控制变频器工作模式；变频器的工作模式包括按照当前转速工作、升高变频器转速以启动第一冷却单元进行水循环降
温和第二冷却单元进行水循环制冷。基于一种盾构机多模式协调冷却控制系统，还提出了一种盾构机多模式协调冷却控制方法。本专利技术利用温度传感器采取温度信号，根据温度实际值与设定值的差值选择冷却系统相应的的工作模式，以起到最佳的降温效果。
[0034]本专利技术中制冷设备包括主制冷设备和从制冷设备，当其中一台主制冷机工作过程中发生故障或难以达到所要求的冷却效果时，启用另一台从制冷机开始工作。首先，各个系统内的温度传感器获取内部的温度值，与温度设定值作比较，根据比较的结果去控制变频器，若温度在允许范围内，变频器按当前模式继续工作；若温度高出了预设值，则控制变频器自动升速，加快水路循环，提升系统的热交换效率；若系统温度继续升高，则启动制冷机，有效缓解自然冷却慢，效果较差的特点，以满足对循环水快速降温，从而实现对设备降温本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种盾构机多模式协调冷却控制系统，其特征在于，包括控制模块、温度采集模块、变频器、第一冷却单元和第二冷却单元；所述控制模块与温度采集模块、第二冷却单元中的制冷设备和变频器分别通信连接；所述变频器与第一冷却单元通信连接；所述温度采集模块设置在待冷却油箱内，用于采集油箱内的温度；所述控制模块获取所述温度采集模块采集的温度；并将温度值与预设温度初始值对比，根据比较的结果控制变频器工作模式；所述变频器的工作模式包括按照当前转速工作、升高变频器转速以启动第一冷却单元进行水循环降温和第二冷却单元进行水循环制冷。2.根据权利要求1所述的一种盾构机多模式协调冷却控制系统，其特征在于，所述第一冷却单元包括若干降温循环管道和制冷水箱；其中每条降温循环管道均与制冷水箱串联，使高温水经过制冷水箱后降低温度。3.根据权利要求2所述的一种盾构机多模式协调冷却控制系统，其特征在于，所述降温循环管道包括串联的水泵、单向阀、球阀和压力表；所述水泵用于输送制冷水箱中的制冷液体；所述单向阀用于控制降温循环管道中液体的流动方向；所述球阀用于切断、分配或者改变降温循环管道中液体的流动方向；所述压力表用于测量降温循环管道内部的压力。4.根据权利要求3所述的一种盾构机多模式协调冷却控制系统，其特征在于，所述第二冷却单元包括制冷设备、截止阀和制冷循环管道；所述制冷设备通过制冷循环管道与制冷水箱串联，通过制冷水箱降低制冷循环管道中液体的温度；所述制冷水箱上还设置截止阀，用于为制冷水箱提供补水管路。5.根据权利要求4所述的一种盾构机多模式协调冷却控制系统，其特征在于，所述制冷循环管道包括串联的水泵、单向阀、球阀和压力表；所述水泵用于输送制冷水箱中的制冷液体；所述单向阀用于控制制冷循环管道中液体的流动方向；所述球阀用于切断、分配或者改变制冷循环管道中液体的流动方向；所述压力表用于测量制冷循环管道内部的压力。6.根据权利要求4所述的一种盾构机多模式协调冷却控制系统，其特征在于，所述制冷设备包括主制冷设备和备制冷设备，且主制冷设备和备制冷设备均此采用风冷螺杆式冷水机组。7.根据权利要求6所述的一种盾构机多模式协调冷却控制系统，其特征在于，所述制冷设备包括蒸发器(31)、节流阀(32)、干燥过滤器(33)、冷凝器(34)、螺杆压缩机(311)、冷却风扇(...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡永夺，冯聪聪，
申请(专利权)人：济南重工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：