[發明專利]土壓平衡盾構掘進過程中皮帶輸送機智能控制數據采集處理方法

有效

• 申請號: 201610678231.7
• 申請日: 2016-08-17
• 公開（公告）號: CN106325149B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 陳饋;張合沛;韓偉鋒;李宏波
• 申請（專利權）人: 中鐵隧道集團有限公司
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 周艷巧

本發明涉及一種土壓平衡盾構掘進過程中皮帶輸送機智能控制數據采集處理方法，基于采集處理系統實現，該系統包含信號處理單元、電源模塊、顯示單元及接口單元、A/D轉換模塊、及CPU控制模塊；CPU控制模塊包含負載模式判斷單元、數據優化單元及數據修正單元，負載模式判斷單元，初始化皮帶輸送機空載狀態下的張力數據C，并根據負載噸位判斷其工作模式；數據優化單元，根據傳感器數據獲取張力最優值D；數據修正單元，對張力數據C與張力最優值D進行比較并進行PID調節處理。本發明通過張力傳感器分組同步數據采集，利用模糊控制算法及PID調節進行數據處理，根據皮帶輸送機實時工作載荷調整其轉速，控制精準，便于施工現場進行操作，達到節能降耗的目的。

技術領域

本發明屬于盾構信號檢測及智能控制技術領域，特別涉及一種土壓平衡盾構掘進過程中皮帶輸送機智能控制數據采集處理方法。

背景技術

隨著現代社會的不斷發展與進步，特別是現代交通運輸業的快速發展，給人們的出行帶來了很大的便利。談到現代交通運輸業的快速發展，就不得不提到在地下隧道施工建設過程中起著關鍵作用的盾構，利用盾構技術，極大地提高了施工安全性和施工效率，尤其對于一些地質比較復雜的地區，盾構在施工過程中發揮著巨大的作用。由于現有土壓平衡盾構的皮帶輸送機均采用傳統的主控室和現場兩種控制模式，主控室和現場主要是控制啟動、停止及人為轉速調節等；但，在現場實際掘進過程中存在皮帶輸送機經常性高速運轉，主控室和現場人為控制精度不到位的情況經常發生，且有較嚴重的能耗損失，在全球節能減排的大背景下尤其不合時宜。

因此，提供一種能夠在地下復雜工況環境下，提高土壓平衡盾構皮帶輸送機的智能控制水平，便于施工現場進行操作，同時達到節能降耗的目的控制系統，已經是一個值得研究的問題。

發明內容

為克服現有技術中的不足，本發明提供一種土壓平衡盾構掘進過程中皮帶輸送機智能控制數據采集處理方法，能夠有效地對土壓平衡盾構掘進過程中皮帶輸送機的張力、工作狀態信息進行采集處理，剔除雜波信號，得到真實反應皮帶輸送機狀態的信號，從而能夠進行分析評定，并利用PID調節、模糊控制算法進行數據處理，通過現場總線與土壓平衡盾構主控室PLC數據通訊，根據皮帶輸送機實時工作載荷調整其轉速，控制精準，減少現場人為控制精度不到位的情況，便于施工現場進行操作，達到節能降耗的目的。

按照本發明所提供的設計方案， 一種土壓平衡盾構皮帶輸送機數據采集處理系統，包含信號采集單元、信號處理單元、電源模塊、顯示單元及接口單元，信號處理單元包含A/D轉換模塊、及與盾構主控制室PLC相信號連接的CPU控制模塊；接口單元包含分別與CPU控制模塊相連接的通訊接口模塊、操作按鈕控制模塊、數據存儲模塊；CPU控制模塊包含負載模式判斷單元、數據優化單元及數據修正單元，其中，負載模式判斷單元，初始化皮帶輸送機空載狀態下的張力數據C，并根據皮帶輸送機負載噸位判斷其工作模式為負載模式或空載模式；數據優化單元，根據接收到的傳感器數據獲取張力最優值D；數據修正單元，對張力數據C與張力最優值D進行比較并進行PID調節處理。

上述的，信號采集單元為設置在皮帶輸送機被測構件上的N個張力傳感器，其中，N為大于1的整數；顯示單元為與CPU控制模塊相信號連接的液晶顯示屏。

優選的，數據優化單元，分別對間隔n秒接收到的傳感器分組數據求解平均值，并與實際張力值進行比對獲取張力最優值D，其中，傳感器分組數據中每組傳感器數據為同一時間接收到的N個張力傳感器數據，n為正數。

上述的，所述數據修正單元中進行比較并進行PID調節處理鋸具體包含內容如下：根據張力數據C與張力最優值D，若D小于C，則根據模糊控制算法對歷史參數或張力數據C進行PID調節處理并存儲，否則，對張力最優值D按照模糊控制算法進行PID調節處理并存儲。

一種土壓平衡盾構掘進過程中皮帶輸送機智能控制數據采集處理方法，基于上述的土壓平衡盾構皮帶輸送機數據采集處理系統，具體包含如下步驟：