[發明專利]一種TBM壓注式混凝土智能控制系統及其控制方法

在審

• 申請號: 202010781032.5
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111963206A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發明（設計）人: 康慶陽;吳海祥;王文汛;楊開全;王舒菲;熊世偉;靳黨鵬;張新;楊廣健;朱祥祥;陳楨鵬
• 申請（專利權）人: 中交天和機械設備制造有限公司
• 主分類號: E21D11/10
• 分類號: E21D11/10
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 吳芳

1.一種TBM壓注式混凝土智能控制系統，其特征在于，包括液壓泵站、本地控制系統、遠程控制系統以及一個或多個輸送泵(3)，所述輸送泵(3)與液壓泵站相連接，所述輸送泵(3)用于泵送混凝土，所述液壓泵站用于向一個或多個輸送泵(3)同時提供泵送動力，所述本地控制系統包括本地控制柜、本地控制器和本地顯示屏，所述本地控制器和所述本地顯示屏均接入同一個CAN總線，所述本地控制器通過所述本地控制柜控制所述輸送泵(3)和所述液壓泵站以及采集所述輸送泵(3)的運行狀態數據，所述本地控制器能夠處理所述運行狀態數據及其處理結果，所述本地顯示屏用于顯示所述運行狀態數據及其處理結果；

所述遠程控制系統連入PROFINET網絡，所述遠程控制系統通過通訊協議轉換器與所述本地控制系統所在的CAN總線雙向通信連接，所述通訊協議轉換器用于CAN轉以太網，所述遠程控制系統能夠采集、處理所述本地控制系統中的數據，并顯示、監控所述數據及其處理結果，所述遠程控制系統能夠通過所述本地控制系統遠程控制所述輸送泵(3)和所述液壓泵站。

2.根據權利要求1所述的TBM壓注式混凝土智能控制系統，其特征在于，每個輸送泵(3)與液壓泵站的連接通道上設有泵站控制閥組(5)和流量壓力比例閥組，每個輸送泵(3)設有相應的壓力流量傳感器，所述本地控制系統通過所述泵站控制閥組(5)和所述流量壓力比例閥組調節相應的輸送泵(3)的壓力和流量，所述本地控制系統通過所述壓力流量傳感器采集相應的輸送泵(3)的壓力和流量數據。

3.根據權利要求1所述的TBM壓注式混凝土智能控制系統，其特征在于，所述遠程控制系統包括PLC控制器、I/O模塊、遠程顯示屏和網絡交換機，所述PLC控制器、所述I/O模塊、所述遠程顯示屏和所述網絡交換機均接入PROFINET網絡；所述I/O模塊用于采集所述本地控制系統中的數據，所述PLC控制器用于處理所述本地控制系統中的數據并向所述本地控制器發出控制指令，所述本地控制器根據所述控制指令利用所述本地控制柜對所述輸送泵(3)和所述液壓泵站進行控制，所述遠程顯示屏用于顯示、監控所述數據及其處理結果。

4.根據權利要求3所述的TBM壓注式混凝土智能控制系統，其特征在于，所述通訊協議轉換器的一端與所述網絡交換機連接，另一端接入CAN總線。

5.根據權利要求1所述的TBM壓注式混凝土智能控制系統，其特征在于，還包括輸送管路，所述輸送管路能接入一個或多個輸送泵(3)，所述輸送管路能將所述輸送泵(3)注入的混凝土輸送至TBM掘進中需澆筑的環形空間。

6.根據權利要求5所述的TBM壓注式混凝土智能控制系統，其特征在于，所述環形空間由TBM的壓注環與TBM的鋼模板構成，TBM的壓注環設有一個或多個可供所述輸送管路連接的注入口。

7.根據權利要求1所述的TBM壓注式混凝土智能控制系統，其特征在于，所述本地控制柜設有在所述本地控制系統操作和所述遠程控制系統操作之間切換的控制鍵。

8.一種TBM壓注式混凝土智能控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、接入一個或多個輸送泵，選擇本地或遠程操作模式；

S2、若選擇本地操作則依次執行S3和S5，若選擇遠程操作則依次執行S4和S5；

S3、啟動液壓泵站，本地調節輸送泵的運行狀態；

S4、啟動液壓泵站，通過通訊協議轉換器從遠端接入本地CAN總線以控制本地控制柜，進行遠程調節輸送泵的運行狀態；

S5、對環形空間單點注入混凝土或多點注入混凝土。

9.根據權利要求8所述的TBM壓注式混凝土智能控制方法，其特征在于，調節輸送泵的運行狀態的操作包括正/反泵切換、左/右主缸切換、左/右擺缸切換、增/減排量切換、正/反攪拌切換。

10.根據權利要求8所述的TBM壓注式混凝土智能控制方法，其特征在于，在步驟S5后，還包括步驟S6，

S6、調節輸送泵至反泵運行，對輸送泵和輸送管路進行清洗。