专利名称：地铁隧道断面形变检测电器柜控制装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种隧道工程监测技术领域的控制装置，具体为一种地铁隧道断 面形变检测电器柜控制装置。
背景技术：
对于隧道的收敛变形的检测，传统监测多采用人工定期监测的方式进行，由于其 观测时间长，观测时段和频率受限，故在隧道运营状态下这种方式不适合。同时，随着分析 要求的提高，隧道运营期健康监测系统需具备长期使用、快速、自动监测等功能，由于监测 项目多、线路长、测点多、数据量大，现有的监测方式和手段已不能满足工程需要。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服现有技术不足，将由测距传感器、倾角传感器、高精度 旋转台组成的断面扫描装置、里程控制系统、上位机通过本实用新型电器柜控制装置完成 对地铁隧道断面形变检测的控制和通信。本实用新型是通过以下技术方案实现的，本电器柜控制装置主要包括集成于箱式 柜体内的PLC控制器、电源转换器、无线通讯器、两个RS232/485转换器、步进电机驱动器， 以及柜面上的控制开关、状态指示灯，其中PLC控制器的输入IO接口分别与控制开关、电 器柜外里程控制系统中的旋转编码器信号输出端连接；PLC控制器的输出IO接口分别与状 态指示灯和旋转台的步进电机驱动器连接；PLC串口模块的类型是RS485，PLC控制器的串 口模块分别与测距传感器、测角传感器、无线通讯器的通信接口连接，而无线通讯器以及激 光测距仪的接口是RS232，PLC控制器的串口模块与无线通讯器以及激光测距仪之间都需 要通过RS232/485转换器进行转换。通过PLC控制器的串口模块发送断面扫描装置采集数据至无线通讯器，再由站级 处理系统的无线通讯器接收数据，传至上位机。所述电源转换器与柜外蓄电池连接，用以稳压及变压，从而提供了稳定的24V和 5V电压。所述站级数据处理系统包括相互连接的无线通讯器和上位机。该电器柜控制装置为地铁隧道断面形变检测系统的重要组成部分，为检测系统其 他各部件进行供电，控制柜外执行机构，采集柜外传感器设备，完成通信等，并且通过一个 箱式柜体进行集成，密封保护，美化外观。该电器柜控制装置对测距传感器24V供电和串口 RS485指令控制采集数据，对倾角传感器5V供电和串口 RS485指令控制采集数据，对无线通 讯器24V供电和串口 RS232通信，同时对高精度旋转台的步进电机供电和脉冲驱动控制，对 里程定位系统的旋转编码器供电和脉冲信号采集。本实用新型电器柜控制装置对各设备建立了模块化接口设计，考虑以后对设备的 更换；对柜内设备的接口及线路进行了合理布置，以使通信线路的稳定运行；控制柜面板 上具有人性化的控制按钮及状态显示信息。通过本实用新型电器柜控制装置建立起来的整个检测系统便携集成程度高，运行过程自动化，操作方便。
图1本实用新型在地铁隧道断面形变检测系统中实现的控制原理图图2本实用新型布置图图3电器柜外壳布置图
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型作进一步说明。如图2、图3所示，本电器柜控制装置主要包括集成于箱式柜体内的PLC控制器、电 源转换器、无线通讯器、两个RS232/485转换器、步进电机驱动器，以及柜面上的控制开关、 状态指示灯，其中PLC控制器的输入IO接口分别与控制开关、电器柜外里程控制系统中的 旋转编码器信号输出端连接；PLC控制器的输出IO接口分别与状态指示灯和旋转台的步进 电机驱动器连接；PLC串口模块的类型是RS485，PLC控制器的串口模块分别与测距传感器、 测角传感器、无线通讯器的通信接口连接，而无线通讯器以及激光测距仪的接口是RS232， PLC控制器的串口模块与无线通讯器以及激光测距仪之间都需要通过RS232/485转换器进 行转换。通过PLC控制器的串口模块发送断面扫描装置采集数据至无线通讯器，再由站级 处理系统的无线通讯器接收数据，传至上位机。如图1所示。所述电源转换器与柜外蓄电池连接，用以稳压及变压，从而提供了稳定的24V和 5V电压。断面扫描装置中各个设备安装集成于一轨道检测车，该轨道检测车沿着地铁隧道 的轨道渐进行驶，并由车载电源经由电源转化器稳压变压后对各检测设备及本实用新型控 制装置供电；里程定位装置完成将轨道检测车在检测断面时的相对位置返回给电器控制装 置中的PLC进行记录，可供下次在同一记录值位置时进行断面检测作参考；电器控制装置 中的PLC控制断面扫描装置完成对隧道断面进行连续的测距，所测得的数据先存入PLC中， 待轨道检测车在检测区段行驶完后，PLC中的数据通过无线通信的方式传输至站级数据处 理系统。根据隧道断面上有限点的位置坐标，站级数据处理系统便能通过椭圆曲线拟合得 到隧道截面的轮廓及几何参数，经过与原始设计轮廓或前期同一截面轮廓的比较，得到隧 道断面的形变情况，进而对其进行判断预警。如图3所示电器柜布置图中的外壳正面，该面板设计为人性化的控制界面，对不 同的工作状态都有不同的表现方法。主要由四个开关(一个拨动开关，“启动”、“通信”、“暂 停”三个点触控制开关)和四个状态指示灯(一个红色，三个绿色)及其它相关说明组成。通电(220V)并打开电源开关后，“电源指示灯”亮(绿)，设备将等待运行。当启动按钮后，“启动”指示灯亮(绿)，断面扫描程序将自动运行。同时，“启动” 指示灯会闪烁表明传感器设备的当前工作状态(灯亮旋转台在旋转运作，灯灭测距传感 器在运作)。单次结束时，灯常亮。当断面扫描结束后，长按“通信”按钮至“启动”指示灯灭，传感器设备返回初始位 置，且通信程序准备好，“通信”指示灯亮(亮)。当上位机与PLC数据主从通信时，“通信” 灯闪烁。数据传递完成时，“通信”灯灭。[0021]“暂停”按钮应用于设备相对静止阶段，暂停里程定位系统触发程序，此时，“暂停” 灯亮(绿)。同时可激活通信程序。通过上述对不同状态严格的区分，可了解程序运行的各个状态，并可通过现象分 析程序出错或机械错误的位置及原因。
权利要求一种地铁隧道断面形变检测电器柜控制装置，其特征在于，包括集成于箱式柜体内的PLC控制器、电源转换器、无线通讯器、两个RS232/485转换器、步进电机驱动器，以及柜面上的控制开关、状态指示灯，其中PLC控制器的输入IO接口分别与控制开关、电器柜外里程控制系统中的旋转编码器信号输出端连接；PLC控制器的输出IO接口分别与状态指示灯和旋转台的步进电机驱动器连接；PLC串口模块的类型是RS485，PLC控制器的串口模块分别与测距传感器、测角传感器、无线通讯器的通信接口连接，而无线通讯器以及激光测距仪的接口是RS232，PLC控制器的串口模块与无线通讯器以及激光测距仪之间都需要通过RS232/485转换器进行转换。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，通过PLC控制器的串口模块发送断面扫描装 置采集数据至无线通讯器，再由站级处理系统的无线通讯器接收数据，传至上位机。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述电源转换器与柜外蓄电池连接。
4.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述站级数据处理系统包括相互连接的无 线通讯器和上位机。
专利摘要一种地铁隧道断面形变检测电器柜控制装置，属于隧道工程监测技术领域。该装置包括集成于箱式柜体内的PLC控制器、电源转换器、无线通讯器、两个RS232/485转换器、步进电机驱动器，以及柜面上的控制开关、状态指示灯，其中PLC控制器的输入IO接口分别与控制开关、电器柜外里程控制系统中的旋转编码器信号输出端连接；PLC控制器的输出IO接口分别与状态指示灯和旋转台的步进电机驱动器连接；PLC控制器的串口模块分别与测距传感器、测角传感器、无线通讯器的通信接口连接，等等。本实用新型电器柜控制装置对各设备建立了模块化接口设计，控制柜面板上具有人性化的控制按钮及状态显示信息。通过本实用新型电器柜控制装置建立起来的整个检测系统运行过程自动化，操作方便。
文档编号G05B19/418GK201732290SQ20102029274
公开日2011年2月2日 申请日期2010年8月16日 优先权日2010年8月16日
发明者何自强, 吕强, 毕湘利, 陈传林 申请人:上海地铁盾构设备工程有限公司;上海申通轨道交通研究咨询有限公司