[發明專利]一種隧道掘進機刀具在線監測裝置及其方法

有效

• 申請號: 201710410562.7
• 申請日: 2017-06-03
• 公開（公告）號: CN107345884B
• 公開（公告）日: 2019-07-12
• 發明（設計）人: 李貽濤;邢曉敏;王丹
• 申請（專利權）人: 東北電力大學
• 主分類號: G01N3/56
• 分類號: G01N3/56;H04L29/08;H04W84/18
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

1.一種隧道掘進機刀具在線監測方法，它涉及隧道掘進機刀具在線監測裝置，所述的隧道掘進機刀具在線監測裝置包括:后臺控制器和云端服務器、6LoWPAN協議邊緣路由器和若干個粘附在刀具刀圈上的刀具監測控制器，所述的后臺控制器是一個大屏幕的微機或者平板電腦，所述的6LoWPAN協議邊緣路由器通過IPv4協議連接所述的后臺控制器和云端服務器；所述的刀具監測控制器包括6LoWPAN協議控制器, 所述的6LoWPAN協議控制器分別與測量刀具磨損量電路、測量溫度電路、測量振動旋轉電路相連接，其特征是，還包括以下操控步驟：

1）初始化系統的S1階段：施工人員打開后臺控制器的電源，運行隧道掘進機刀具在線監測軟件，選擇【系統初始化】功能，確保邊緣路由器正常工作，然后在刀盤上安裝刀具，在監測中根據上傳的報文數據，判斷出活動的刀具監測控制器所對應的IP地址，進行手動注冊并錄入其在刀盤上的物理地址，全部刀具就位后，將所有上傳數據歷史記錄清空，進入S2階段；

2）啟動系統的S2階段：施工人員將TBM開進到工作面處開始施工，然后在隧道掘進機刀具在線監測軟件界面上選擇【進入工作狀態】功能，進入S3階段；

3）接收各終端報文的S3階段：隧道掘進機刀具在線監測軟件開始接收并存儲各刀具監測控制器上傳的刀具數據到數據庫，并階段性打包形成Excel數據表格文件上傳到指定的云端服務器中，供施工企業管理人員和刀具生產企業調看生成的曲線圖表，每個終端的數據報文間隔為10秒鐘，超時未收到某終端報文會形成警告信息，進入S4階段；

4）是否有終端磨損量警告報文的S4階段：隧道掘進機刀具在線監測軟件依據終端上傳數據修改界面上模擬刀盤圖中相應刀具的顏色，如果報告磨損量在正常范圍，小于10mm，則該刀具顯示為綠色；如果報告磨損量在預警范圍，大于10mm而小于15mm，則該刀具顯示為黃色；如果報告磨損量在警告范圍，大于15mm而小于25mm，則該刀具顯示為橙色并閃爍，同時播放磨損量大警告聲，此時是否停機更換刀具，要看施工人員的綜合考量，以同時更換刀具數目最多為最優時刻；如果報告磨損量在嚴重警告范圍，大于25mm，則該刀具顯示為紅色并閃爍，同時播放立即停機警報聲，此時施工人員應該立即停機更換刀具，進入S5階段；

5）是否有終端溫度警告報文的S5階段：隧道掘進機刀具在線監測軟件依據終端上傳數據修改界面上模擬刀盤圖中相應刀具的顏色，如果報告溫度在正常范圍，85℃～100℃，則該刀具顯示為綠色；如果報告溫度在警告范圍，101℃～115℃，則該刀具顯示為橙色并閃爍，同時播放溫度高警告聲，提示操作人員加大刀盤噴水座的噴水量，降低刀具溫度；如果報告溫度在嚴重警告范圍，大于115℃，則該刀具顯示為紅色并閃爍，同時播放立即停機警報聲，此時施工人員應該立即停機檢查，避免由高溫引起刀具軸承磨損及密封性損壞，進入S6階段；

6）是否TBM停機換刀的S6階段：如果當前要更換刀具，則需要施工人員操作隧道掘進機刀具在線監測軟件，刪除被替換刀具的IP及注冊信息，錄入新加入的刀具IP并對應好在刀盤上的物理地址，然后進入S7階段；

7）是否系統停工的S7階段：如果施工人員沒有關閉隧道掘進機刀具在線監測軟件，并且各終端上傳的轉速數據正常，則進入S3階段，否則結束整個流程。