盾構掘進機本地及遠程監控方法

專利名稱：盾構掘進機本地及遠程監控方法
技術領域：
本發明涉及設備的自動控制技術，更具體地說，涉及盾構掘進機本地及遠 程監控方法。
背景技術：
隨著我國基礎設施大規模建設以及西部大開發戰略的實施，公路、鐵路、 大中型水電站建設以及南水北調等工程都將有大量的隧道需要建設。并且當前 我國城巿建設正處在高速發展時期， 一些城巿正在開展或正準備開展城市地下空間規劃，還有許多城巿正在進行地鐵等大型城巿基礎設施的建設。越來越多 的工程建設將需求盾構掘進機的介入。盾構掘進機歸類于大中型重機械，其內 部結構繁復，且工作環境是在地面以下。這些都對該機構的監控管理提出了很 高要求，分析以往的監控功能，畫面大多比較簡易，對整機的運行狀態監控面 較少，且不能滿足遠程監控管理。發明內容本發明的目的為提供一種盾構掘進機本地及遠程監控方法，該方法能實現 本地及遠程實時監測盾構掘進機各部分機構運行狀態，收集信息并分類整理、 組成各種動畫及圖表，方便對設備操作及維修，使得管理者在地面上和異地也 可對盾構掘進機進行管理監控和提供技術支持。為實現上述目的，本發明所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，包括建立數據庫，實時接受并存儲所述盾構掘進機各機構的運行數據； 提供對所述盾構掘進機進行監控的監控畫面；所述監控實時顯示盾構掘進機各機構的運行數據；并在所述監控畫面上對 盾構掘進機各機構進行監控搡作。所述監控畫面包括有菜單畫面，所述菜單畫面提供顯示盾構掘進機的當前 搡作模式、搡作位置、控制狀態；對電源的工作狀態顯示和控制；對刀盤機構、 推進機構、螺旋機構和注漿機構進行驅動參數和運行狀態顯示；實時獲得盾構 掘進機的報警信息，以及實現和其它監控畫面的切換。
所述其它監控畫面包括工班紀錄畫面，報警畫面，PLC畫面，電子圖紙畫 面，維修畫面，整機畫面，刀盤畫面，加泥畫面，推進畫面，注漿畫面，輸送 畫面，管片拼裝畫面。所述工班紀錄畫面對盾構掘進機的工作記錄和機構的運行時間進行統計 顯示，并提供工班記錄的按時段顯示。所述報警畫面實時顯示盾構掘進機運行中出現的報警，并對歷史報警進行 記錄、査詢。所述PLC畫面對盾構掘進機的PLC主從站通訊狀態以及各具體輸入輸出 點進行監控顯示。所述電子圖紙畫面動態顯示盾構掘進機電氣圖紙。所述維修畫面顯示盾構掘進機的重要器件的使用磨損情況，提醒管理者對 器件的維護更換。所述整機畫面實時顯示盾構掘進機的掘進的速度和總里程。所述刀盤畫面用圖形動態顯示刀盤的運行狀態，并用文本形式實時顯示刀 盤轉矩，俯仰，轉角，刀盤速度和刀盤旋轉方向運行數據，用顯示燈形式對各 刀盤驅動進行狀態顯示。所述加泥畫面顯示盾構掘進機的加泥機構中變頻器以及被變頻器控制的 加泥泵和電機的運行狀態，所述推進畫面實時顯示盾構掘進機的推進機構中各千斤頂的運行狀態。所述注漿畫面實時顯示注漿中變頻器運行數據，圖形化、動畫顯示注漿機 構中受PLC控制的泵和電機的運行狀態，實時顯示注漿液體的變化狀況以及 注漿管運行狀態。所述輸送畫面實時顯示盾構掘進機輸送機構各機構的運行狀態和運行數據。所述管片拼裝畫面實時顯示管片拼裝的各運作狀態。另外，該方法還提供有遠程網絡，所述監控畫面、數據庫利用該遠程網絡 實現遠程通信，實現對盾構掘進機進行遠程監控管理。所述遠程監控管理時，還提供了登陸界面，需向登陸界面內輸入登陸口令。采用本發明的技術方案，該盾構掘進機本地及遠程監控方法能實時形象、 準確、全面地反映盾構掘進機主要機構的運行狀態，并可結合遠程網絡技術， 實現在地面上和異地進行網絡瀏覽顯示和監控，方便了對盾構掘進機的管理和 維護，另外，該方法在普通PC機上就可進行實施操作，大大降低了盾構掘進 機的監控管理成本。


下面結合附圖和具體實施方式
對本實用新型進行詳細說明圖1為本發明所述盾構掘進機本地及遠程監控方法的流程圖；圖2為本發明所述菜單畫面；圖3為本發明所述工班統計畫面；圖4為本發明所述工班報表查詢畫面；圖5為本發明所述報警畫面；圖6為本發明所述報警故障篩選設置界面；圖7為本發明所述盾構掘進機監控系統故障幫助界面；圖8為本發明所述PLC畫面；圖9為本發明所述電子圖紙畫面；圖IO為本發明所述維修畫面；圖ll為本發明所述整機畫面；圖12為本發明所述刀盤畫面；圖13為本發明所述加泥畫面；圖14為本發明所述推進畫面；圖15為本發明所述注漿畫面；圖16為本發明所述輸送機構畫面；圖17為本發明所述管片拼裝畫面；圖18為遠程網絡監控時出現的登陸界面。
具體實施方式
參考圖1,本發明所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，包括 101，構建數據庫，該數據庫實時接受并存儲所述盾構掘進機各機構的運 行數據；102，提供對所述盾構掘進機進行監控的監控畫面，所述監控畫面用于實 時顯示盾構掘進機各機構的運行數據并在監控畫面上實現對盾構掘進機各機 構進行監控操作。在本發明的實施例中，所述的監控畫面有菜單畫面，工班紀
錄畫面，報警畫面，PLC畫面，電子圖紙畫面，維修畫面，整機畫面，刀盤畫 面，加泥畫面，推進畫面，注漿畫面，輸送畫面以及管片拼裝畫面。103，監控畫面實時顯示盾構掘進機各機構的運行數據。 104,管理者在監控畫面上對盾構掘進機各機構進行監控搡作。 下面具體描述一下各監控界面的顯示情況以及管理者是如何在監控界面 對各機構進行監控搡作；管理者在實際運用本方法的過程中可以根據需要進入任一監控界面。 參考圖2，圖2為本發明的菜單畫面。該菜單畫面提供顯示盾構掘進機的 當前操作模式、搡作位置、控制狀態；對電源的工作狀態顯示和控制；對刀盤 機構、推進機構、螺旋機構和注漿機構進行驅動參數和運行狀態顯示；實時獲 得盾構掘進機的報警信息，以及實現和其它監控畫面的切換。具體地，該菜單畫面用文本框的形式顯示了盾構掘進機的當前操作模式 (具體操作模式分為手動操作、自動搡作、停止)、操作位置(具體操作位置 分為操縱盤、機側)、控制狀態(具體控制狀態分為控制合、控制斷)。同時在 電源監控方面，分別點擊標題按鈕"實時狀態"、"總體狀態"和"電源報警"， 可顯示電源的不同狀態。(目前圖2中顯示的為"實時狀態"下的各電源狀態)。 并對刀盤機構、推進機構、螺旋機構和注漿機構這些主要機構進行驅動參數顯 示，并對各機構的運行狀態進行顯示。當管理者在該菜單畫面進行觀測時，即 使該盾構掘進機出現報警，也可方便的通過該菜單畫面標識報警部分201，實 時獲得報警的信息。菜單畫面下方的工具欄203主要是對各個監控畫面進行 切換，管理者可方便的點選相應的按鈕，切換至需要進行監測的監控畫面，并 可點選"EXIT"來關閉本畫面。參考圖3，圖3為本發明的工班紀錄畫面。當管理者進入該工班記錄畫面 時，該工班紀錄的主畫面對盾構掘進機的工作記錄和機構的運行時間進行統計 顯示，并提供工班記錄的按時段顯示。工作記錄包括對盾構掘進機推進速度和 管片拼裝數進行按工班、按本周、按本月和總計進行記錄顯示，并顯示此兩者 的效率狀況。運行時間對電源合時間、閑置時間、工作時間和刀盤、螺旋、皮 帶機的運行時間進行總計顯示。報表時段提供工班記錄的按時段顯示，點擊該 框內的"選擇"按鈕，會出現如圖4所示輸入對話框。該對話框可為管理者提 供查詢。按提示輸入査詢時段，即可查詢到在本時段內的工班記錄。該畫面同 時提供打印功能，點擊畫面中的"打印"按鈕，可將此報表按EXCEL格式通過聯網打印機打印出來，方便了管理者的備份查詢。參考圖5，圖5為本發明的報警畫面。該報警畫面主要是對本機的報警情 況進行反映，畫面中的實時報警欄可實時的列出當前機構的故障報警信息，包 括發生時間、發生來源、報警類別和報警信息等。報警記錄欄主要是列出歷史 報警數據庫的數據記錄，管理者可通過本欄下方的5個按鈕對歷史報警進行操 作。其中"自動更新"按鈕的作用是對歷史報警進行更新，及時刷新報警的顯示。"下50個"按鈕是方便歷史故障報警欄的故障排列，以50個為一屏進行 顯示。"篩選設置"按鈕是按要求分類別對歷史故障進行列舉。圖6為1為點 選了 "篩選設置"按鈕后出現的報警故障篩選設置界面。管理者可根據本身的 要求對此進行設置，如對報警顯示類別，對報警發生時間等進行選擇，歷史報 警數據庫將根據這些具體要求在報警記錄欄中對此分類別的報警進行顯示。"報警幫助"按鈕的作用是對具體的報警進行幫助，提出建議的解決方案，具 體操作為首先在報警記錄欄中先單擊選定某一具體故障，再點擊該按鈕，此 時，將出現如圖7所示的盾構掘進機監控系統故障幫助界面，在本界面中，分 別對選定的具體報警的信息(包括"名稱"、"曰期"、"時間"、"類別"、"來源" 等)進行顯示，提出建議的解決方案，以供管理者進行參考。管理者還可通過"修改"、"增加"、"刪除"3個按鈕對解決方案的修改管理。可自己填入本次 的故障解決方案，方便下次查詢此故障時觀測到上次的解決方案，也可對方案 進行修改。本幫助界面同時還提供交叉查詢功能，分別列出該故障在PLC，圖 紙和文檔中出現的位置。點擊"OK"按鈕后，將關閉本幫助界面。"報警"畫 面同樣提供打印功能，點擊畫面中的"打印"按鈕，可將報警歷史記錄打印出 來。參考圖8，圖8為本發明的PLC畫面。該PLC畫面主要是對盾構掘進機 的PLC主從站通訊狀態以及各具體輸入輸出點進行監控顯示。在本畫面中， 用圖形方式顯示了主從PLC，根據現時情況，具體到每個模塊的型號，包括每 個模塊的每個輸入輸出點。管理者點擊相應PLC中的該模塊，即可在畫面中 顯示該模塊每個輸入輸出點具體的運行狀態(本實施例的圖8中，顯示的為盾 構掘進機操作箱內PLC的DI1模塊中的16個輸入點的具體名稱以及實時運行 狀態)。在主從站通訊方面，通過模塊顏色變化(通訊模塊綠色表示通訊正常) 和具體每個輸入輸出點的顏色變化(正常運行時該點背景顏色變綠)，使管理 者只需要通過該畫面即可以對本機的PLC通訊狀態和具體的每個輸入輸出點
有形象詳細的了解。參考圖9，圖9為本發明的電子圖紙畫面。該電子圖紙畫面主要是動態顯 示盾構掘進機的電氣圖紙。在電子圖紙中，會根據圖紙中具體器件的運行狀態 (如正常運行、出現故障等)進行顏色變化顯示，同時圖紙中的器件還提供動態信息連接，如點擊具體的器件A,可跳至包含A的另一張圖紙中(包含圖紙不止一張時，會跳出選擇列舉框，管理者可根據需要點選該框中需要的某頁圖紙進行査看)，并將焦點放置此時A所處位置。此功能使得管理者只要處在本監控系統中，即可對電氣圖紙進行查詢，且操作更為簡便快捷。本畫面中的"放 大"、"縮小"、"前頁"和"后頁"按鈕還可對電子圖紙進行放大、縮小以及前 后翻頁。參考圖10，圖10為本發明的維修畫面。該維修畫面主要對的一些器件進 行運行時間統計顯示，當具體的某個器件的運行時間到達維修時間時，維護信 號燈將會進行閃爍報警，提示管理者對該器件進行維護替換。維護完畢后，點 擊維護確定選擇框，即可對該器件運行時間清O重新計時。同時，每個器件還 提供維護時間修改功能，管理者可根據現場實際情況，相應修改維護時間。本 畫面同樣也提供了打印功能。參考圖11，圖11為本發明的整機畫面。該整機畫面主要對盾構掘進機掘 進的速度和總里程進行了實時顯示。畫面中的盾構掘進機剖視圖動畫顯示掘進 機主要機構的運行狀態(如刀盤運行時，畫面中的刀盤圖像會相應的進行閃爍 顯示)，使得管理者對整機的運行情況有了總體上的了解。參考圖12，圖12為本發明的刀盤畫面。該刀盤畫面的主畫面中左側圖形 顯示了刀盤的正視圖。該圖形會根據具體刀盤的運行狀態進行動畫顯示(如刀 盤左右旋時，該圖形也會相應的進行左旋右旋顯示)，右側用文本形式實時顯 示了刀盤轉矩，俯仰，轉角，刀盤速度和刀盤旋轉方向等信息。下部用顯示燈 的形式對9個刀盤驅動進行狀態顯示(具體某個刀盤驅動正常運行時，該對應 顯示燈會綠色顯示)。參考圖13,圖13為本發明的加泥畫面。該加泥畫面的主畫面中左側顯示 了加泥機構中各變頻器的運行狀況。右側圖形化顯示受變頻驅動的各泵和電 機，當對應泵或電機運行時，畫面中相對應的圖標會有動畫顯示效果。下部對 兩個加泥泵的實時流量，壓力和泥漿累計等進行了文本顯示。參考圖14,圖14為本發明的推進畫面。該推進畫面的主畫面中左側圖形
化顯示了推進機構的正面圖示。用16個顯示燈代替顯示16個推進千斤頂。 右側列出16個千斤頂的具體運行狀態。當具體某個千斤頂運行時，主畫面中 相應的顯示燈會顏色變化顯示，對應的文本框也會文字顯示出該千斤頂此時的 運行狀況。下部對推進上、下、左、右塊的壓力，推進速度和推進總壓力進行 文本顯示。參考圖15，圖15為本發明的注漿畫面。該注漿畫面的主畫面中左側為注 漿中變頻器運行的一些詳盡數據顯示；右側圖形化顯示注漿機構中受PLC控 制的泵和電機實際情況，當對應泵或電機運行時，畫面中相對應的圖標會有動 畫顯示效果。下部對注漿液體選擇，A、 B液實時壓力、實時流量、總計流量 和注入方法進行文本顯示。同時也用顯示燈顯示的方式對1號~4號注漿管運 行狀態進行顯示。參考圖16,圖16為本發明的輸送畫面。該輸送畫面的主畫面中左側圖形 化顯示了輸送機構的正面圖示。當具體部件開始運行時，圖示中的對應部分也 會相應的進行動畫顯示(如皮帶機運行時，圖示中的皮帶機也會閃爍表示運行 狀態)。右惻文本顯示了螺旋輸送器控制方式、運行狀態，閘門運行狀態和皮 帶機運行狀態。下部分別對螺旋壓力、螺旋旋轉速度、閘門開度和1號 3號 土壓計的實時數據進行顯示。參考圖17，圖17為本發明的管片拼裝畫面。該管片拼裝畫面的主畫面中 左側國形化顯示了管片拼裝系統的正面圖示。當管片拼裝機開始運行旋轉時， 圖示中的管片部也會相應的進行動畫顯示(如進行對應的左右旋轉)。右側用 指示燈的形式顯示了管片拼裝的左旋、右旋、低速、高速、平移(坑Ci/刀盤)， 俯仰、轉角的正反方向以及紅色、白色支撐的伸、縮狀況等的實際運作情況。參考圖18,圖18為本發明在遠程網絡監控時出現的登陸界面。本發明的 方法還提供了遠程網絡，所述監控畫面、數據庫利用該遠程網絡實現遠程通信， 實現對盾構掘進機進行遠程監控管理。所述遠程監控管理時，還提供了登陸界 面，需向登陸界面內輸入登陸口令。這樣就使得本發明的方法不在受地域限制， 方便了管理者地面上和異地對盾構掘進機進行監控管理。
權利要求
1、一種盾構掘進機本地及遠程監控方法，包括建立數據庫，實時接受并存儲所述盾構掘進機各機構的運行數據；提供對所述盾構掘進機進行監控的監控畫面；所述監控實時顯示盾構掘進機各機構的運行數據；并在所述監控畫面上對盾構掘進機各機構進行監控操作。
2、 根據權利要求l所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征在于 還提供有遠程網絡，所述監控畫面、數據庫利用該遠程網絡實現遠程通信，對 盾構掘進機進行遠程監控管理。
3、 根據權利要求2所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征在于 所述遠程監控管理時，還提供了登陸界面，需向登陸界面內輸入登陸口令。
4、 根據權利要求l或2所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征 在于所述監控畫面包括有菜單畫面，所述菜單畫面提供顯示盾構掘進機的當 前操作模式、搡作位置、控制狀態；對電源的工作狀態顯示和控制；對刀盤機 構、推進機構、螺旋機構和注漿機構進行驅動參數和運行狀態顯示；實時獲得 盾構掘進機的報警信息，以及實現和其它監控畫面的切換。
5、 根據權利要求4所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征在于 所述其它監控畫面包括工班紀錄畫面，報警畫面，PLC畫面，電子圖紙畫面， 維修畫面，整機畫面，刀盤畫面，加泥畫面，推進畫面，注漿畫面，輸送畫面， 管片拼裝畫面。
6、 根據權利要求5所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征在于:所述:c班紀錄畫面對盾構掘進機的工作記錄和機構的運行時間進行統計顯示，并提供工班記錄的按時段顯示。
7、 根據權利要求5所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征在于: 所述報警畫面實時顯示盾構掘進機運行中出現的報警，并對歷史報警進行記 錄、查詢。
8、 根據權利要求5所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征在于所述PLC畫面對盾構掘進機的PLC主從站通訊狀態以及各具體輸入輸出點進行監控顯示。
9、 根據權利要求5所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征在于 所述電子圖紙畫面動態顯示盾構掘進機電氣圖紙。
10、 根據權利要求5所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征在 于所述維修畫面顯示盾構掘進機的重要器件的使用磨損情況，提醒管理者對 器件的維護更換。
11、 根據權利要求5所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征在 于所述整機畫面實時顯示盾構掘進機的掘進的速度和總里程。
12、 根據權利要求5所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征在 于所述刀盤畫面用圖形動牽顯示刀盤的運行狀態，并用文本形式實時顯示刀 盤轉矩，俯仰，轉角，刀盤速度和刀盤旋轉方向運行數據，用顯示燈形式對各 刀盤驅動進行狀態顯示。
13、 根據權利要求5所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征在 于所述加泥畫面顯示盾構掘進機的加泥機構中變頻器以及被變頻器控制的加 泥泵和電機的運行狀態。
14、 根據權利要求5所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征在 于所述推進畫面實時顯示盾構掘進機的推進機構中各千斤頂的運行狀態。
15、 根據權利要求5所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征在 于所述注漿畫面實時顯示注漿中變頻器運行數據，圖形化、動畫顯示注漿機 構中受PLC控制的泵和電機的運行狀態，實時顯示注漿液體的變化狀況以及 注漿管運行狀態。
16、 根據權利要求5所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征在于所述輸送畫面實時顯示盾構掘進機輸送機構各機構的運行狀態和運行數據。
17、 根據權利要求5所述的盾構掘進機本地及遠程監控方法，其特征在 于所述管片拼裝畫面實時顯示管片拼裝的各運作狀態。
全文摘要
本發明公開了一種盾構掘進機本地及遠程監控方法，包括建立數據庫，實時接受并存儲所述盾構掘進機各機構的運行數據；提供對所述盾構掘進機進行監控的監控畫面；所述監控畫面實時顯示盾構掘進機各機構的運行數據；并在所述監控畫面上對盾構掘進機各機構進行監控操作。該盾構掘進機本地及遠程監控方法能實時形象、準確、全面地反映盾構掘進機主要機構的運行狀態，并可結合遠程網絡技術，實現在地面上和異地進行網絡瀏覽顯示和監控，方便了對盾構掘進機的管理和維護，另外，該方法在普通PC機上就可進行實施操作，大大降低了盾構掘進機的監控管理成本。
文檔編號E21D9/093GK101148989SQ20071004471
公開日2008年3月26日 申請日期2007年8月9日 優先權日2007年8月9日
發明者嚴兆基, 吳曉維, 周曉春 申請人:上海港機重工有限公司