一种采集存储隧道掘进机掘进状态数据装置制造方法及图纸

一种采集存储隧道掘进机掘进状态数据装置，包括传感器、I/O模块、PLC，电容C12与电源正极VCC及电源负极GND连接，电容C12与可变电阻R连接，可变电阻R与电阻R47及电阻R49连接，电源正极VCC与电阻R48连接，电源正极VCC、负极GND、电阻R47、R48及R49与反相放大器IC相连，反相放大器IC输出端与电阻R50及电阻R1连接，电阻R1与电容C及电阻R2连接，24V电源DC与指示灯LED连接，指示灯LED与光耦合器OC连接，光耦合器OC与通讯模块com module连接。该实用新型专利技术能够在施工现场采集存储掘进机工作状态数据的技术方案，以此来提高对设备状态及施工工况的分析效率及效果，同时达到降低采购成本的目的，应用于隧道掘进机工程技术领域中。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于隧道掘进机工程
中的一种采集存储隧道掘进机掘进状态数据装置，特别是在施工过程中对实时及历史掘进参数的调取及查看。
技术介绍
目前，每台隧道掘进机有数十个传感器和上百个运行参数，隧道掘进机在掘进过程中，只有部分主要参数在操作界面上可以进行实时显示，大部分参数只进行中间运算或提供结果信息。而在施工现场，在某些地质复杂或地质突然出现异常的时候，往往需要对特定环数的历史数据进行调取查看，以此来分析设备的运行状态和地质变化的情况。在目前所应用的系统中，所有历史数据的调取需要用专业的软件来操作，使用极为不方便，在现场往往会因此影响施工的效率。而且软件采购成本较高。因此研发一种采集存储隧道掘进机掘进状态数据装置一直是急待解决的新课题。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种采集存储隧道掘进机掘进状态数据装置，本技术主要解决的技术问题是设计一套能够在施工现场采集存储掘进机工作状态数据的技术方案，以此来提高对设备状态及施工工况的分析效率及效果，同时达到降低采购成本的目的。本技术的目的是这样实现的：一种采集存储隧道掘进机掘进状态数据装置，包括传感器、I/O模块、PLC，电容C12与电源正极VCC及电源负极GND连接，电容C12与可变电阻R连接，可变电阻R与电阻R47及电阻R49连接，电源正极VCC与电阻R48连接，电源正极VCC、负极GND、电阻R47、R48及R49与反相放大器IC相连，反相放大器IC输出端与电阻R50及电阻R1连接，电阻R1与电容C及电阻R2连接，24V电源DC与指示灯LED连接，指示灯LED与光耦合器OC连接，光耦合器OC与通讯模块commodule连接，通讯模块commodule有4根信号输出线，分别为RX+、RX-、TX+及TX-。本技术的要点在于它的结构。其工作原理是，数据采集和处理通过传感器、I/O模块及PLC；传感器安装在设备测量点上，用于采集设备运行参数,由压力应变电阻桥式电路将压力信号转换成电信号，通过可变电阻R,电阻R47,电阻R48阻抗匹配和放大,电容C12过滤干扰，最后通过反相放大器IC，电阻R49和R50放大调零，得到4-20mA信号传送至I/O模块；I/O模块安装在传感器附近的电气控制箱中，经过电容C过滤干扰，R1和R2的电阻电路将电流信号转为电压信号，光耦合器OC的信号隔离，通讯模块commodule将模拟电信号转为通讯信号发送到PLC；PLC安装在主控室中，用于对传感器信号分析计算，得到可以反应掘进状态及工作环境的参数。数据存储和读取，包括工控机、存储程序；工控机安装在主控室内，运行监控界面和存储程序；存储程序分为自动保存和手动保存两种模式，由两段相互独立的程序将数据保存在两个表格之中。一种采集存储隧道掘进机掘进状态数据装置与现有技术相比，具有能够在施工现场采集存储掘进机工作状态数据的技术方案，以此来提高对设备状态及施工工况的分析效率及效果，同时达到降低采购成本的目的等优点，将广泛地应用于隧道掘进机工程
中。附图说明下面结合附图及实施例对本专利技术进行详细说明。图1是本技术的电路原理结构示意图。图2是本系统工作流程图。具体实施方式参照附图，一种采集存储隧道掘进机掘进状态数据装置，包括传感器、I/O模块、PLC，电容C12与电源正极VCC及电源负极GND连接，电容C12与可变电阻R连接，可变电阻R与电阻R47及电阻R49连接，电源正极VCC与电阻R48连接，电源正极VCC、负极GND、电阻R47、R48及R49与反相放大器IC相连，反相放大器IC输出端与电阻R50及电阻R1连接，电阻R1与电容C及电阻R2连接，24V电源DC与指示灯LED连接，指示灯LED与光耦合器OC连接，光耦合器OC与通讯模块commodule连接，通讯模块commodule有4根信号输出线，分别为RX+、RX-、TX+及TX-。下面结合实施例进一步叙述本技术：一种采集存储隧道掘进机掘进状态数据装置，包括传感器、I/O模块、PLC，其特征在于：数据采集和处理，包括传感器、I/O模块及PLC；传感器安装在设备测量点上，用于采集设备运行参数,由压力应变电阻桥式电路将压力信号转换成电信号，通过可变电阻R,电阻R47,电阻R48阻抗匹配和放大,电容C12过滤干扰，最后通过反相放大器IC，电阻R49和R50放大调零，得到4-20mA信号传送至I/O模块；I/O模块安装在传感器附近的电气控制箱中，经过电容C过滤干扰，R1和R2的电阻电路将电流信号转为电压信号，光耦合器OC的信号隔离，通讯模块commodule将模拟电信号转为通讯信号发送到PLC；PLC安装在主控室中，用于对传感器信号分析计算，得到可以反应掘进状态及工作环境的参数。数据存储和读取，包括工控机、存储程序；工控机安装在主控室内，运行监控界面和存储程序；存储程序分为自动保存和手动保存两种模式，由两段相互独立的程序将数据保存在两个表格之中。由图2可以看到本系统的工作流程。首先由传感器采集设备运行参数。因为设备上采用的传感器信号都是4-20mA的，所以需要用I/O模块将传感器信号进行模数转换，通过Modbus-TCP协议通讯传输至PLC内。数据需要经过PLC专门编写的程序块处理。该程序块使用简单，支持INT（input_int）和REAL（input_real）两种数据格式输入，可以修改采样周期（time_s），valid是启动命令，reset是每环结束数据清零命令。最大值是通过和前一个采样周期的数据做比较，如果大于前一个数则保存，小于或等于则放弃，最小值同理；平均值是把每个采样周期得到的数累加最后除以采样次数。这么做的好处是所需储存空间小，节约系统资源。计算结果在块内完成数据格式转换，输出结果有6个，分别是最小值（min）、最大值（max）和平均值（average）的INT和REAL格式。每个需要处理的参数（如刀盘、推进、土压和砂浆等）都可以由该块计算，以供数据存储系统调用。PLC计算得到的参数经由工控机内的OPC服务器传输至HMI界面实时显示，供操作手浏览分析，根据掘进状态随时做出调整。界面分为掘进的时间与进度、刀盘、推进、砂浆和土压5个部分，涵盖了与掘进密切相关的全部参数。掘进过程中，操作者在需要时可以随时点击手动归档按钮，保存当前数据。每环掘进完成，所有数据会自动保存。两个程序独立运行互不干涉，数据分别保存在两个excel表格中。两个程序保存功能的程序段相同，只是触发条件有区别。自动模式的触发条件是掘进完成，而手动模式的触发条件是点击手动归档按钮。参数保存完毕均弹出对话框“已写入数据”，方便操作者确认。该程序自动运行、自动保存，减少了错误和遗漏的几率，同时保留手动保存功能，可以按操作者需求保存特定参数。选用excel作为数据库，不像SQLServer或Oracle需要收费，节约采购成本，同时数据占用空间小，而且用户不需要培训也可轻松使用，极大地提高对历史数据调用及分析设备运行状态的效率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种采集存储隧道掘进机掘进状态数据装置，包括传感器、I/O模块、PLC，其特征在于：电容C12与电源正极VCC及电源负极GND连接，电容C12与可变电阻R连接，可变电阻R与电阻R47及电阻R49连接，电源正极VCC与电阻R48连接，电源正极VCC、负极GND、电阻R47、R48及R49与反相放大器IC相连，反相放大器IC输出端与电阻R50及电阻R1连接，电阻R1与电容C及电阻R2连接，24V电源DC与指示灯LED连接，指示灯LED与光耦合器OC连接，光耦合器OC与通讯模块com module连接，通讯模块com module有4根信号输出线，分别为RX+、RX‑、TX+及TX‑。

【技术特征摘要】
1.一种采集存储隧道掘进机掘进状态数据装置，包括传感器、I/O模块、PLC，其特征在于：电容C12与电源正极VCC及电源负极GND连接，电容C12与可变电阻R连接，可变电阻R与电阻R47及电阻R49连接，电源正极VCC与电阻R48连接，电源正极VCC、负极GND、电阻R47、R48及R49与...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲丙寅，郇利民，刘书兵，冯文强，王帅，张家有，战传勃，
申请(专利权)人：北方重工集团有限公司，
类型：新型
国别省市：辽宁;21