专利名称：盾构掘进机本地及远程监控方法
技术领域：
本发明涉及设备的自动控制技术，更具体地说，涉及盾构掘进机本地及远 程监控方法。
背景技术：
随着我国基础设施大规模建设以及西部大开发战略的实施，公路、铁路、 大中型水电站建设以及南水北调等工程都将有大量的隧道需要建设。并且当前 我国城巿建设正处在高速发展时期， 一些城巿正在开展或正准备开展城市地下空间规划，还有许多城巿正在进行地铁等大型城巿基础设施的建设。越来越多 的工程建设将需求盾构掘进机的介入。盾构掘进机归类于大中型重机械，其内 部结构繁复，且工作环境是在地面以下。这些都对该机构的监控管理提出了很 高要求，分析以往的监控功能，画面大多比较简易，对整机的运行状态监控面 较少，且不能满足远程监控管理。发明内容本发明的目的为提供一种盾构掘进机本地及远程监控方法，该方法能实现 本地及远程实时监测盾构掘进机各部分机构运行状态，收集信息并分类整理、 组成各种动画及图表，方便对设备操作及维修，使得管理者在地面上和异地也 可对盾构掘进机进行管理监控和提供技术支持。为实现上述目的，本发明所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，包括建立数据库，实时接受并存储所述盾构掘进机各机构的运行数据； 提供对所述盾构掘进机进行监控的监控画面；所述监控实时显示盾构掘进机各机构的运行数据；并在所述监控画面上对 盾构掘进机各机构进行监控搡作。所述监控画面包括有菜单画面，所述菜单画面提供显示盾构掘进机的当前 搡作模式、搡作位置、控制状态；对电源的工作状态显示和控制；对刀盘机构、 推进机构、螺旋机构和注浆机构进行驱动参数和运行状态显示；实时获得盾构 掘进机的报警信息，以及实现和其它监控画面的切换。
所述其它监控画面包括工班纪录画面，报警画面，PLC画面，电子图纸画 面，维修画面，整机画面，刀盘画面，加泥画面，推进画面，注浆画面，输送 画面，管片拼装画面。所述工班纪录画面对盾构掘进机的工作记录和机构的运行时间进行统计 显示，并提供工班记录的按时段显示。所述报警画面实时显示盾构掘进机运行中出现的报警，并对历史报警进行 记录、査询。所述PLC画面对盾构掘进机的PLC主从站通讯状态以及各具体输入输出 点进行监控显示。所述电子图纸画面动态显示盾构掘进机电气图纸。所述维修画面显示盾构掘进机的重要器件的使用磨损情况，提醒管理者对 器件的维护更换。所述整机画面实时显示盾构掘进机的掘进的速度和总里程。所述刀盘画面用图形动态显示刀盘的运行状态，并用文本形式实时显示刀 盘转矩，俯仰，转角，刀盘速度和刀盘旋转方向运行数据，用显示灯形式对各 刀盘驱动进行状态显示。所述加泥画面显示盾构掘进机的加泥机构中变频器以及被变频器控制的 加泥泵和电机的运行状态，所述推进画面实时显示盾构掘进机的推进机构中各千斤顶的运行状态。所述注浆画面实时显示注浆中变频器运行数据，图形化、动画显示注浆机 构中受PLC控制的泵和电机的运行状态，实时显示注浆液体的变化状况以及 注浆管运行状态。所述输送画面实时显示盾构掘进机输送机构各机构的运行状态和运行数据。所述管片拼装画面实时显示管片拼装的各运作状态。另外，该方法还提供有远程网络，所述监控画面、数据库利用该远程网络 实现远程通信，实现对盾构掘进机进行远程监控管理。所述远程监控管理时，还提供了登陆界面，需向登陆界面内输入登陆口令。采用本发明的技术方案，该盾构掘进机本地及远程监控方法能实时形象、 准确、全面地反映盾构掘进机主要机构的运行状态，并可结合远程网络技术， 实现在地面上和异地进行网络浏览显示和监控，方便了对盾构掘进机的管理和 维护，另外，该方法在普通PC机上就可进行实施操作，大大降低了盾构掘进 机的监控管理成本。
下面结合附图和具体实施方式
对本实用新型进行详细说明图1为本发明所述盾构掘进机本地及远程监控方法的流程图；图2为本发明所述菜单画面；图3为本发明所述工班统计画面；图4为本发明所述工班报表查询画面；图5为本发明所述报警画面；图6为本发明所述报警故障筛选设置界面；图7为本发明所述盾构掘进机监控系统故障帮助界面；图8为本发明所述PLC画面；图9为本发明所述电子图纸画面；图IO为本发明所述维修画面；图ll为本发明所述整机画面；图12为本发明所述刀盘画面；图13为本发明所述加泥画面；图14为本发明所述推进画面；图15为本发明所述注浆画面；图16为本发明所述输送机构画面；图17为本发明所述管片拼装画面；图18为远程网络监控时出现的登陆界面。
具体实施方式
参考图1,本发明所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，包括 101，构建数据库，该数据库实时接受并存储所述盾构掘进机各机构的运 行数据；102，提供对所述盾构掘进机进行监控的监控画面，所述监控画面用于实 时显示盾构掘进机各机构的运行数据并在监控画面上实现对盾构掘进机各机 构进行监控操作。在本发明的实施例中，所述的监控画面有菜单画面，工班纪
录画面，报警画面，PLC画面，电子图纸画面，维修画面，整机画面，刀盘画 面，加泥画面，推进画面，注浆画面，输送画面以及管片拼装画面。103，监控画面实时显示盾构掘进机各机构的运行数据。 104,管理者在监控画面上对盾构掘进机各机构进行监控搡作。 下面具体描述一下各监控界面的显示情况以及管理者是如何在监控界面 对各机构进行监控搡作；管理者在实际运用本方法的过程中可以根据需要进入任一监控界面。 参考图2，图2为本发明的菜单画面。该菜单画面提供显示盾构掘进机的 当前操作模式、搡作位置、控制状态；对电源的工作状态显示和控制；对刀盘 机构、推进机构、螺旋机构和注浆机构进行驱动参数和运行状态显示；实时获 得盾构掘进机的报警信息，以及实现和其它监控画面的切换。具体地，该菜单画面用文本框的形式显示了盾构掘进机的当前操作模式 (具体操作模式分为手动操作、自动搡作、停止)、操作位置(具体操作位置 分为操纵盘、机侧)、控制状态(具体控制状态分为控制合、控制断)。同时在 电源监控方面，分别点击标题按钮"实时状态"、"总体状态"和"电源报警"， 可显示电源的不同状态。(目前图2中显示的为"实时状态"下的各电源状态)。 并对刀盘机构、推进机构、螺旋机构和注浆机构这些主要机构进行驱动参数显 示，并对各机构的运行状态进行显示。当管理者在该菜单画面进行观测时，即 使该盾构掘进机出现报警，也可方便的通过该菜单画面标识报警部分201，实 时获得报警的信息。菜单画面下方的工具栏203主要是对各个监控画面进行 切换，管理者可方便的点选相应的按钮，切换至需要进行监测的监控画面，并 可点选"EXIT"来关闭本画面。参考图3，图3为本发明的工班纪录画面。当管理者进入该工班记录画面 时，该工班纪录的主画面对盾构掘进机的工作记录和机构的运行时间进行统计 显示，并提供工班记录的按时段显示。工作记录包括对盾构掘进机推进速度和 管片拼装数进行按工班、按本周、按本月和总计进行记录显示，并显示此两者 的效率状况。运行时间对电源合时间、闲置时间、工作时间和刀盘、螺旋、皮 带机的运行时间进行总计显示。报表时段提供工班记录的按时段显示，点击该 框内的"选择"按钮，会出现如图4所示输入对话框。该对话框可为管理者提 供查询。按提示输入査询时段，即可查询到在本时段内的工班记录。该画面同 时提供打印功能，点击画面中的"打印"按钮，可将此报表按EXCEL格式通过联网打印机打印出来，方便了管理者的备份查询。参考图5，图5为本发明的报警画面。该报警画面主要是对本机的报警情 况进行反映，画面中的实时报警栏可实时的列出当前机构的故障报警信息，包 括发生时间、发生来源、报警类别和报警信息等。报警记录栏主要是列出历史 报警数据库的数据记录，管理者可通过本栏下方的5个按钮对历史报警进行操 作。其中"自动更新"按钮的作用是对历史报警进行更新，及时刷新报警的显示。"下50个"按钮是方便历史故障报警栏的故障排列，以50个为一屏进行 显示。"筛选设置"按钮是按要求分类别对历史故障进行列举。图6为1为点 选了 "筛选设置"按钮后出现的报警故障筛选设置界面。管理者可根据本身的 要求对此进行设置，如对报警显示类别，对报警发生时间等进行选择，历史报 警数据库将根据这些具体要求在报警记录栏中对此分类别的报警进行显示。"报警帮助"按钮的作用是对具体的报警进行帮助，提出建议的解决方案，具 体操作为首先在报警记录栏中先单击选定某一具体故障，再点击该按钮，此 时，将出现如图7所示的盾构掘进机监控系统故障帮助界面，在本界面中，分 别对选定的具体报警的信息(包括"名称"、"曰期"、"时间"、"类别"、"来源" 等)进行显示，提出建议的解决方案，以供管理者进行参考。管理者还可通过"修改"、"增加"、"删除"3个按钮对解决方案的修改管理。可自己填入本次 的故障解决方案，方便下次查询此故障时观测到上次的解决方案，也可对方案 进行修改。本帮助界面同时还提供交叉查询功能，分别列出该故障在PLC，图 纸和文档中出现的位置。点击"OK"按钮后，将关闭本帮助界面。"报警"画 面同样提供打印功能，点击画面中的"打印"按钮，可将报警历史记录打印出 来。参考图8，图8为本发明的PLC画面。该PLC画面主要是对盾构掘进机 的PLC主从站通讯状态以及各具体输入输出点进行监控显示。在本画面中， 用图形方式显示了主从PLC，根据现时情况，具体到每个模块的型号，包括每 个模块的每个输入输出点。管理者点击相应PLC中的该模块，即可在画面中 显示该模块每个输入输出点具体的运行状态(本实施例的图8中，显示的为盾 构掘进机操作箱内PLC的DI1模块中的16个输入点的具体名称以及实时运行 状态)。在主从站通讯方面，通过模块颜色变化(通讯模块绿色表示通讯正常) 和具体每个输入输出点的颜色变化(正常运行时该点背景颜色变绿)，使管理 者只需要通过该画面即可以对本机的PLC通讯状态和具体的每个输入输出点
有形象详细的了解。参考图9，图9为本发明的电子图纸画面。该电子图纸画面主要是动态显 示盾构掘进机的电气图纸。在电子图纸中，会根据图纸中具体器件的运行状态 (如正常运行、出现故障等)进行颜色变化显示，同时图纸中的器件还提供动态信息连接，如点击具体的器件A,可跳至包含A的另一张图纸中(包含图纸不止一张时，会跳出选择列举框，管理者可根据需要点选该框中需要的某页图纸进行査看)，并将焦点放置此时A所处位置。此功能使得管理者只要处在本监控系统中，即可对电气图纸进行查询，且操作更为简便快捷。本画面中的"放 大"、"缩小"、"前页"和"后页"按钮还可对电子图纸进行放大、缩小以及前 后翻页。参考图10，图10为本发明的维修画面。该维修画面主要对的一些器件进 行运行时间统计显示，当具体的某个器件的运行时间到达维修时间时，维护信 号灯将会进行闪烁报警，提示管理者对该器件进行维护替换。维护完毕后，点 击维护确定选择框，即可对该器件运行时间清O重新计时。同时，每个器件还 提供维护时间修改功能，管理者可根据现场实际情况，相应修改维护时间。本 画面同样也提供了打印功能。参考图11，图11为本发明的整机画面。该整机画面主要对盾构掘进机掘 进的速度和总里程进行了实时显示。画面中的盾构掘进机剖视图动画显示掘进 机主要机构的运行状态(如刀盘运行时，画面中的刀盘图像会相应的进行闪烁 显示)，使得管理者对整机的运行情况有了总体上的了解。参考图12，图12为本发明的刀盘画面。该刀盘画面的主画面中左侧图形 显示了刀盘的正视图。该图形会根据具体刀盘的运行状态进行动画显示(如刀 盘左右旋时，该图形也会相应的进行左旋右旋显示)，右侧用文本形式实时显 示了刀盘转矩，俯仰，转角，刀盘速度和刀盘旋转方向等信息。下部用显示灯 的形式对9个刀盘驱动进行状态显示(具体某个刀盘驱动正常运行时，该对应 显示灯会绿色显示)。参考图13,图13为本发明的加泥画面。该加泥画面的主画面中左侧显示 了加泥机构中各变频器的运行状况。右侧图形化显示受变频驱动的各泵和电 机，当对应泵或电机运行时，画面中相对应的图标会有动画显示效果。下部对 两个加泥泵的实时流量，压力和泥浆累计等进行了文本显示。参考图14,图14为本发明的推进画面。该推进画面的主画面中左侧图形
化显示了推进机构的正面图示。用16个显示灯代替显示16个推进千斤顶。 右侧列出16个千斤顶的具体运行状态。当具体某个千斤顶运行时，主画面中 相应的显示灯会颜色变化显示，对应的文本框也会文字显示出该千斤顶此时的 运行状况。下部对推进上、下、左、右块的压力，推进速度和推进总压力进行 文本显示。参考图15，图15为本发明的注浆画面。该注浆画面的主画面中左侧为注 浆中变频器运行的一些详尽数据显示；右侧图形化显示注浆机构中受PLC控 制的泵和电机实际情况，当对应泵或电机运行时，画面中相对应的图标会有动 画显示效果。下部对注浆液体选择，A、 B液实时压力、实时流量、总计流量 和注入方法进行文本显示。同时也用显示灯显示的方式对1号~4号注浆管运 行状态进行显示。参考图16,图16为本发明的输送画面。该输送画面的主画面中左侧图形 化显示了输送机构的正面图示。当具体部件开始运行时，图示中的对应部分也 会相应的进行动画显示(如皮带机运行时，图示中的皮带机也会闪烁表示运行 状态)。右恻文本显示了螺旋输送器控制方式、运行状态，闸门运行状态和皮 带机运行状态。下部分别对螺旋压力、螺旋旋转速度、闸门开度和1号 3号 土压计的实时数据进行显示。参考图17，图17为本发明的管片拼装画面。该管片拼装画面的主画面中 左侧國形化显示了管片拼装系统的正面图示。当管片拼装机开始运行旋转时， 图示中的管片部也会相应的进行动画显示(如进行对应的左右旋转)。右侧用 指示灯的形式显示了管片拼装的左旋、右旋、低速、高速、平移(坑Ci/刀盘)， 俯仰、转角的正反方向以及红色、白色支撑的伸、缩状况等的实际运作情况。参考图18,图18为本发明在远程网络监控时出现的登陆界面。本发明的 方法还提供了远程网络，所述监控画面、数据库利用该远程网络实现远程通信， 实现对盾构掘进机进行远程监控管理。所述远程监控管理时，还提供了登陆界 面，需向登陆界面内输入登陆口令。这样就使得本发明的方法不在受地域限制， 方便了管理者地面上和异地对盾构掘进机进行监控管理。
权利要求
1、一种盾构掘进机本地及远程监控方法，包括建立数据库，实时接受并存储所述盾构掘进机各机构的运行数据；提供对所述盾构掘进机进行监控的监控画面；所述监控实时显示盾构掘进机各机构的运行数据；并在所述监控画面上对盾构掘进机各机构进行监控操作。
2、 根据权利要求l所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征在于 还提供有远程网络，所述监控画面、数据库利用该远程网络实现远程通信，对 盾构掘进机进行远程监控管理。
3、 根据权利要求2所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征在于 所述远程监控管理时，还提供了登陆界面，需向登陆界面内输入登陆口令。
4、 根据权利要求l或2所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征 在于所述监控画面包括有菜单画面，所述菜单画面提供显示盾构掘进机的当 前操作模式、搡作位置、控制状态；对电源的工作状态显示和控制；对刀盘机 构、推进机构、螺旋机构和注浆机构进行驱动参数和运行状态显示；实时获得 盾构掘进机的报警信息，以及实现和其它监控画面的切换。
5、 根据权利要求4所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征在于 所述其它监控画面包括工班纪录画面，报警画面，PLC画面，电子图纸画面， 维修画面，整机画面，刀盘画面，加泥画面，推进画面，注浆画面，输送画面， 管片拼装画面。
6、 根据权利要求5所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征在于:所述:c班纪录画面对盾构掘进机的工作记录和机构的运行时间进行统计显示，并提供工班记录的按时段显示。
7、 根据权利要求5所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征在于: 所述报警画面实时显示盾构掘进机运行中出现的报警，并对历史报警进行记 录、查询。
8、 根据权利要求5所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征在于所述PLC画面对盾构掘进机的PLC主从站通讯状态以及各具体输入输出点进行监控显示。
9、 根据权利要求5所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征在于 所述电子图纸画面动态显示盾构掘进机电气图纸。
10、 根据权利要求5所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征在 于所述维修画面显示盾构掘进机的重要器件的使用磨损情况，提醒管理者对 器件的维护更换。
11、 根据权利要求5所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征在 于所述整机画面实时显示盾构掘进机的掘进的速度和总里程。
12、 根据权利要求5所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征在 于所述刀盘画面用图形动牵显示刀盘的运行状态，并用文本形式实时显示刀 盘转矩，俯仰，转角，刀盘速度和刀盘旋转方向运行数据，用显示灯形式对各 刀盘驱动进行状态显示。
13、 根据权利要求5所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征在 于所述加泥画面显示盾构掘进机的加泥机构中变频器以及被变频器控制的加 泥泵和电机的运行状态。
14、 根据权利要求5所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征在 于所述推进画面实时显示盾构掘进机的推进机构中各千斤顶的运行状态。
15、 根据权利要求5所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征在 于所述注浆画面实时显示注浆中变频器运行数据，图形化、动画显示注浆机 构中受PLC控制的泵和电机的运行状态，实时显示注浆液体的变化状况以及 注浆管运行状态。
16、 根据权利要求5所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征在于所述输送画面实时显示盾构掘进机输送机构各机构的运行状态和运行数据。
17、 根据权利要求5所述的盾构掘进机本地及远程监控方法，其特征在 于所述管片拼装画面实时显示管片拼装的各运作状态。
全文摘要
本发明公开了一种盾构掘进机本地及远程监控方法，包括建立数据库，实时接受并存储所述盾构掘进机各机构的运行数据；提供对所述盾构掘进机进行监控的监控画面；所述监控画面实时显示盾构掘进机各机构的运行数据；并在所述监控画面上对盾构掘进机各机构进行监控操作。该盾构掘进机本地及远程监控方法能实时形象、准确、全面地反映盾构掘进机主要机构的运行状态，并可结合远程网络技术，实现在地面上和异地进行网络浏览显示和监控，方便了对盾构掘进机的管理和维护，另外，该方法在普通PC机上就可进行实施操作，大大降低了盾构掘进机的监控管理成本。
文档编号E21D9/093GK101148989SQ20071004471
公开日2008年3月26日 申请日期2007年8月9日 优先权日2007年8月9日
发明者严兆基, 吴晓维, 周晓春 申请人:上海港机重工有限公司