一种用于TBM的刀盘扭矩异常监测方法技术

一种用于TBM的刀盘扭矩异常监测方法，其包括：步骤一、获取TBM的刀盘驱动系统所提供的刀盘扭矩数据；步骤二、根据刀盘扭矩数据计算当前时刻所对应的刀盘扭矩均值，得到第一刀盘扭矩均值；步骤三、根据第一刀盘扭矩均值与预设刀盘扭矩参考值判断刀盘扭矩数据是否存在异常。该方法能够实现对TBM刀盘驱动系统的扭矩异常监测，根据扭矩监测结果，该系统还可以实现对扭矩异常状态的自动处理，从而实现了对刀盘驱动系统以及刀盘的保护，满足了隧道快速施工的需要。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道工程施工设备
，具体地说，涉及一种用于TBM的刀盘扭矩异常监测方法。
技术介绍
TBM是一种用于硬岩隧道施工的掘进机，其包括：推进系统、刀盘系统以及皮带出渣系统等系统，通过这些系统可以实现隧道的开挖。其中，刀盘系统是TBM实现切削围岩的核心系统，包括刀盘和刀盘驱动，刀盘系统要求安全、可靠、能够满足长距离掘进。刀盘扭矩是刀盘系统的关键参数，其反映了TBM操作人员的操作情况、围岩情况以及刀盘情况，这就要求实现刀盘扭矩的实时监测。通过对刀盘扭矩的监测，能够帮助解决操作人员的不合理操作，还能够向操作人员提供前方的围岩情况(例如前方是否塌方、岩石围岩种类、岩石硬度等)，同时也能反映出刀盘驱动系统是否存在异常、刀盘滚刀是否损坏等问题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种用于TBM的刀盘扭矩异常监测方法，所述方法包括：步骤一、获取TBM的刀盘驱动系统所提供的刀盘扭矩数据；步骤二、根据所述刀盘扭矩数据计算当前时刻所对应的刀盘扭矩均值，得到第一刀盘扭矩均值；步骤三、根据所述第一刀盘扭矩均值与预设刀盘扭矩参考值判断所述刀盘扭矩数据是否存在异常。根据本专利技术的一个实施例，所述刀盘扭矩数据包括当前时刻之前预设时长内的刀盘扭矩值，在所述步骤二中，计算所述当前时刻之前的预设时长内的刀盘扭矩值的均值，得到所述第一刀盘扭矩均值。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤三中，判断所述第一刀盘扭矩均值与第一预设刀盘扭矩参考值之间的差值是否超过第一预设差值范围，如果超过，则判定所述刀盘扭矩数据存在异常。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤三中，如果所述第一刀盘扭矩均值与第一预设刀盘扭矩参考值之间的差值超过第一预设差值范围但未超过第二预设差值范围，则生成第一扭矩异常信号；如果所述第一刀盘扭矩均值与第一预设刀盘扭矩参考值之间的差值超过所述第二预设差值范围，则生成第二扭矩异常信号。根据本专利技术的一个实施例，所述刀盘扭矩数据还包括当前时刻的刀盘扭矩值，在所述步骤三中，还计算所述当前时刻的刀盘扭矩值与所述第一刀盘扭矩均值之间的差值，得到当前扭矩增量值，判断所述当前扭矩增量值与第二预设刀盘扭矩参考值之间的差值是否超过第三预设差值范围，如果超过，则判定所述刀盘扭矩数据存在异常。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤三中，如果所述当前扭矩增量值与第二预设刀盘扭矩参考值之间的差值超过第三预设差值范围但未超过第四预设差值范围，则生成第三扭矩异常信号；如果所述当前扭矩增量值与第二预设刀盘扭矩参考值之间的差值超过所述第四预设差值范围，所述异常判断装置则生成第二扭矩异常信号。根据本专利技术的一个实施例，所述方法还包括：步骤四、当所述刀盘扭矩数据存在异常时，根据扭矩异常信号进行相应的异常控制。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤四中，根据第一扭矩异常信号和/或第三扭矩异常信号生成告警信息。根据本专利技术的一个实施例，在所述步骤四中，根据第二扭矩异常信号调整所述刀盘驱动系统的运行状态。本专利技术所提供的用于TBM的刀盘扭矩数据监测方法能够实现对TBM刀盘驱动系统的扭矩异常监测，根据扭矩监测结果，该系统还可以实现对扭矩异常状态的自动处理，从而实现了对刀盘驱动系统以及刀盘的保护，满足了隧道快速施工的需要。本专利技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要的附图做简单的介绍：图1是根据本专利技术一个实施例的用于TBM的刀盘扭矩异常监测系统的结构示意图；图2是根据本专利技术一个实施例的用于TBM的刀盘扭矩异常监测方法的实现流程图；图3是根据本专利技术一个实施例的判断刀盘扭矩数据是否存在异常的具体实现流程图；图4是根据本专利技术另一个实施例的判断刀盘扭矩数据是否存在异常的具体实现流程图；图5是根据本专利技术另一个实施例的判断刀盘扭矩数据是否存在异常的具体实现流程图。具体实施方式以下将结合附图及实施例来详细说明本专利技术的实施方式，借此对本专利技术如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本专利技术中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本专利技术的保护范围之内。同时，在以下说明中，出于解释的目的而阐述了许多具体细节，以提供对本专利技术实施例的彻底理解。然而，对本领域的技术人员来说显而易见的是，本专利技术可以不用这里的具体细节或者所描述的特定方式来实施。另外，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。目前，用于TBM的刀盘驱动系统并不具有扭矩监控功能，对于刀盘扭矩异常的监测仅依靠有经验的司机判断，无法满足隧道快速施工和对刀盘系统进行保护和智能控制的需求。针对现有技术中所存在的上述问题，本实施例提供了一种新的用于TBM的刀盘扭矩异常监测系统，图1示出了本实施例中该系统的结构示意图。如图1所示，本实施例所提供的用于TBM的刀盘扭矩异常监测系统100与TBM的刀盘驱动系统101连接，其通过采集刀盘驱动系统101所输出的刀盘扭矩来实现对刀盘扭矩异常的监测。具体地，该系统100优选地包括：刀盘扭矩采集装置102、刀盘扭矩数据滤波装置103、异常判断装置104以及异常控制器105。为了更加清楚地表明本实施例所提供的刀盘扭矩异常监测系统100的目的、原理以及优点，以下结合图2所示出的用于TBM的刀盘扭矩异常监测方法来对该系统100的具体工作原理以及工作过程进行说明。刀盘扭矩采集装置102与刀盘驱动系统101连接，在进行刀盘扭矩异常监测时，首先由刀盘扭矩采集装置102在步骤S201采集刀盘扭矩系统101向刀盘所提供的刀盘扭矩数据。由于刀盘是由刀盘驱动系统101所提供的扭矩来驱动的，因此通过监测刀盘驱动系统101的输出扭矩也就可以得到刀盘所收到的驱动力数据。如果数据采样频率较高，那么最终得到的刀盘扭矩异常的监测结果将更为准确，但此时中间过程需要处理的数据量将较大；而如果数据采样频率较低，那么最终得到的刀盘扭矩异常的监测结果的准确性将收到影响，但此时中间过程所需要处理的数据量将较小。因此，需要指出的是，在本专利技术的不同实施例中，刀盘扭矩采集装置102所配置的数据采样频率可以根据实际需要配置为不同的合理值，本专利技术不限于此。为了保证最终得到的异常监测结果的准确性，本实施例中，刀盘扭矩采集装置102优选地在满足特定启动条件的情况下来启动对刀盘扭矩数据的采集。具体地，上述特定启动条件优选地可以指代特定的刀盘转速和/或刀盘推力，此时刀盘驱动系统101将稳定运行在特定状态，因此此时所采集到的刀盘扭矩数据将能够更加准确地反应刀盘驱动系统101以及刀盘的运行状态。需要指出的是，由于对于不同的TBM以及同一TBM在不同工况下的运行状态，上述刀盘转速和/或刀盘推力很可能会采用不同的取值，因此本专利技术并不对上述刀盘转速和刀盘推力的具体取值进行限定。刀盘扭矩采集装置102在采集得到刀盘扭本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于TBM的刀盘扭矩异常监测方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一、获取TBM的刀盘驱动系统所提供的刀盘扭矩数据；步骤二、根据所述刀盘扭矩数据计算当前时刻所对应的刀盘扭矩均值，得到第一刀盘扭矩均值；步骤三、根据所述第一刀盘扭矩均值与预设刀盘扭矩参考值判断所述刀盘扭矩数据是否存在异常。

【技术特征摘要】
1.一种用于TBM的刀盘扭矩异常监测方法，其特征在于，所述方法包括：步骤一、获取TBM的刀盘驱动系统所提供的刀盘扭矩数据；步骤二、根据所述刀盘扭矩数据计算当前时刻所对应的刀盘扭矩均值，得到第一刀盘扭矩均值；步骤三、根据所述第一刀盘扭矩均值与预设刀盘扭矩参考值判断所述刀盘扭矩数据是否存在异常。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述刀盘扭矩数据包括当前时刻之前预设时长内的刀盘扭矩值，在所述步骤二中，计算所述当前时刻之前的预设时长内的刀盘扭矩值的均值，得到所述第一刀盘扭矩均值。3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述步骤三中，判断所述第一刀盘扭矩均值与第一预设刀盘扭矩参考值之间的差值是否超过第一预设差值范围，如果超过，则判定所述刀盘扭矩数据存在异常。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述步骤三中，如果所述第一刀盘扭矩均值与第一预设刀盘扭矩参考值之间的差值超过第一预设差值范围但未超过第二预设差值范围，则生成第一扭矩异常信号；如果所述第一刀盘扭矩均值与第一预设刀盘扭矩参考值之间的差值超过所述第二预设差值范围，则生成第二扭矩异常信号。5.如权利要求1～...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘飞香，程永亮，郑大桥，何其平，邹今检，罗建利，龙斌，侯昆洲，
申请(专利权)人：中国铁建重工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43