[發明專利]用于長距離曲線頂管施工的智能化通訊系統及方法

在審

• 申請號: 201911117751.0
• 申請日: 2019-11-15
• 公開（公告）號: CN111225022A
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 王輝;王開強;孫慶;馮文強;王志云;朱曉冬;邢朋飛;伍勇軍;崔健;崔立山;吳劍波;王暢
• 申請（專利權）人: 中建三局集團有限公司
• 主分類號: H04L29/08
• 分類號: H04L29/08;E21F17/18
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

本發明提供一種用于長距離曲線頂管施工的智能化通訊系統及方法，控制室設備通過工業網線與工業以太網交換機連接；隧道中設有頂管機主機和若干中繼間，位于最前端的頂管機主機上設有刀盤以及機內交換機和機內設備；隧道內的中繼間內設有中繼交換機和中繼間設備；機內交換機與中繼交換機順次通過通信光纜連接；無線網橋包括第一橋接器和第二橋接器，第二橋接器設置在隧道洞口，與機內交換機通過通信光纜連接；第一橋接器位于隧道井口，與工業以太網交換機通過工業網線連接。本發明能保證隧道內的通訊暢通，又能夠保證洞口無通訊數據電纜，增加更換管節的工作效率，并降低故障率。

技術領域

本發明屬于長距離曲線頂管機的電氣控制領域，具體涉及一種用于長距離曲線頂管施工的智能化通訊系統及方法。

背景技術

隨著頂管施工方法在國內的普及與發展，對頂管機的電氣控制系統的自動化程度、操作性、可靠性、智能化的要求越來越高。

尤其是對于長距離曲線頂管機，長距離會造成通訊信號、視頻信號的衰減、干擾，造成控制信號不穩定及視頻畫面的清晰度的降低，同時頂進距離過長時維修人員進洞排查通訊故障的難度加大，嚴重影響長距離頂管施工功效，而且一旦干擾和數據傳輸錯誤，就會產生難以預估的損失，為施工安全帶來隱患。再有長距離頂管需要隔一段距離安裝中繼間、中繼泵，傳統的中繼間、中繼泵控制一般為本地控制，當需要使用多個中繼間聯動控制時，施工效率非常低，而且中繼間控制時需要及時與地面操作人員通話溝通，傳統的通訊形式無法做到長距離的穩定的集中控制及語音通話。

再有，頂管機更換管節時需要斷開洞內的所有連接線以及連接管，當洞內監控內容增加時，相應的洞口通訊線也會增加，更換管節時增加井下工作人員的工作量，而且頻繁的拆裝通訊電纜還會造成通訊接頭的損壞，增加故障率。

井口及地面的進水泵、排泥泵一般為變頻控制，頂進過程中需要關注進水泵、排泥泵的電流、轉速、進泥量、排泥量等參數，傳統的變頻控制一般都是旋鈕直接控制，以上參數的獲得一般通過傳感器獲取，增加設備成本。

隨著現代科學技術的發展，對設備信息化的技術要求越來越高，需要對頂管設備進行遠程監控，以便及時了解設備狀態。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種用于長距離曲線頂管施工的智能化通訊系統及方法，實現頂管機主機、主頂系統、中繼間、泥漿系統的集中遠程控制。

本發明為解決上述技術問題所采取的技術方案為：一種用于長距離曲線頂管施工的智能化通訊系統，其特征在于：本通訊系統包括控制室設備、工業以太網交換機、無線網橋、機內交換機、機內設備、中繼交換機和中繼間設備；其中，

控制室設備和工業以太網交換機均設置在控制室內，控制室設備通過工業網線與工業以太網交換機連接；

隧道中設有頂管機主機和若干中繼間，位于最前端的頂管機主機上設有刀盤以及所述的機內交換機和機內設備，機內設備通過工業網線與機內交換機連接；隧道內的中繼間內設有中繼交換機和中繼間設備，中繼間設備通過工業網線與中繼交換機連接；機內交換機與中繼交換機順次通過通信光纜連接；

無線網橋包括成對的第一橋接器和第二橋接器，用于工業以太網交換機與位于隧道中的頂管機機內交換機之間在隧道洞口的無線連接；其中，第二橋接器設置在隧道洞口，與機內交換機通過通信光纜連接；第一橋接器位于隧道井口，與工業以太網交換機通過工業網線連接。

按上述方案，所述的控制室設備包括主站控制系統、顯示設備、控制室網絡電話和物聯網關。

按上述方案，所述的主站控制系統包括主站PLC和工控機，其中，主站PLC分別與進水泵變頻器和排泥泵變頻器連接，工控機連有人機交互界面。

按上述方案，所述的隧道洞口還設有無線通訊箱交換機，設置在機內交換機與第二橋接器之間。