本項(xiàng)技術(shù)屬于隧道工程施工技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本技術(shù)涉及一種基于plc控制的盾構(gòu)機(jī)同步注漿攪拌站控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著盾構(gòu)施工市場的擴(kuò)大，目前國內(nèi)已有的盾構(gòu)用攪拌站成套設(shè)備已開始把plc控制設(shè)備應(yīng)用于攪拌站控制系統(tǒng)，但仍未實(shí)現(xiàn)攪拌站的自動控制，且攪拌設(shè)備布置及管路系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在較多缺陷，施工中易出現(xiàn)攪拌罐或輸送管路堵塞問題，造成盾構(gòu)停工?，F(xiàn)有盾構(gòu)用水泥攪拌站普遍存在以下幾方面問題：⑴自動化程度低：目前各施工單位使用的攪拌站均不具備自動控制功能，上料、稱重、下料、攪拌等所有操作都由攪拌站操作人員手動完成；⑵不具備防誤操作功能：攪拌站控制系統(tǒng)中的各按鈕之間不具備互鎖功能，當(dāng)操作人員操作不熟練、責(zé)任心不強(qiáng)或者注意力不集中時(shí)，極易按錯(cuò)按鈕，造成上料量不準(zhǔn)確或下料順序錯(cuò)誤導(dǎo)致攪拌罐內(nèi)水泥結(jié)塊無法攪拌，造成材料浪費(fèi)；⑶無故障報(bào)警功能：當(dāng)控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障，攪拌站無法運(yùn)行時(shí)，維修人員不能馬上判斷出故障原因，需逐一排查，維修時(shí)間較長；⑷無遠(yuǎn)程控制功能：當(dāng)?shù)刭|(zhì)情況多變時(shí)，需要頻繁調(diào)整漿液配比，由于不具備遠(yuǎn)程控制功能，調(diào)整工作無法由盾構(gòu)機(jī)操作手完成，只能電話通知攪拌站工作人員更改漿液配比；⑸無用料統(tǒng)計(jì)功能：控制系統(tǒng)不具備用料記錄和統(tǒng)計(jì)功能，用料均由攪拌站操作人員手動記錄，記錄文件容易損壞或丟失，造成用料核算、工程成本分析不準(zhǔn)確；⑹無智能控制功能：不能根據(jù)水文地質(zhì)情況的變化，選擇合適的漿液配比。

為解決現(xiàn)有盾構(gòu)水泥攪拌站系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，給出改進(jìn)后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)組成，使盾構(gòu)水泥攪拌站成為一套自動化電子配料、控制裝置，它由工控機(jī)、操作臺及基于plc的現(xiàn)場控制站三部分組成，能夠按照給定的配方自動地控制各部分物料稱量、投料、攪拌，實(shí)現(xiàn)從配料計(jì)量、攪拌、到出料生產(chǎn)全過程的自動化、智能化，以提高配料精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，降低成本。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明旨在提供一種自動化和智能化的注漿攪拌站及其控制系統(tǒng)，使其能夠照給定的配方自動地控制各部分物料稱量、投料、攪拌，以提高配料精度，提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高盾構(gòu)機(jī)注漿攪拌的工作效率，并合理降低成本。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種基于plc控制的盾構(gòu)機(jī)同步注漿攪拌站控制系統(tǒng)，包括操作控制系統(tǒng)、plc控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于所述操作控制系統(tǒng)包括操作模塊、通訊模塊和監(jiān)控模塊；所述執(zhí)行系統(tǒng)包括運(yùn)行模塊和預(yù)警模塊；所述操作模塊設(shè)有遠(yuǎn)程操控平臺和本地操控平臺；所述監(jiān)控模塊與運(yùn)行模塊相連，用于監(jiān)控?cái)嚢柽^程中參數(shù)變化，所述參數(shù)包括漿料配比、漿料流量、放漿時(shí)間、攪拌時(shí)間、注漿管路沖洗時(shí)間；所述預(yù)警模塊，與運(yùn)行模塊相連，當(dāng)攪拌過程中的參數(shù)變化超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)驅(qū)動預(yù)警模塊啟動。

進(jìn)一步地，該攪拌站還設(shè)有環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和模型模塊，所述環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)用于采集盾構(gòu)機(jī)運(yùn)行環(huán)境的外界水文地質(zhì)信息；所述模型模塊中包含針對不同地層條件設(shè)置的漿液配比參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)置數(shù)據(jù)庫：該數(shù)據(jù)庫可由系統(tǒng)自發(fā)生成，也可以由人工進(jìn)行設(shè)定；執(zhí)行系統(tǒng)中還設(shè)有數(shù)據(jù)記錄模塊，用以記錄運(yùn)行模塊中數(shù)據(jù)信息；

進(jìn)一步地，所述環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)與操作控制系統(tǒng)及盾構(gòu)機(jī)控制系統(tǒng)相連，可驅(qū)動plc控制器讀入模型模塊的數(shù)據(jù)信息。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)記錄模塊記錄環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、運(yùn)行模塊所采集的數(shù)據(jù)信息，攪拌、注漿工作結(jié)束后，將相關(guān)信息整合生成一組模型信息導(dǎo)入并存儲在模型模塊中。

本發(fā)明基于plc設(shè)計(jì)的盾構(gòu)機(jī)同步注漿攪拌站控制系統(tǒng)可以及時(shí)了解材料使用情況，和攪拌站運(yùn)行情況，監(jiān)控系統(tǒng)通過通訊模塊和plc進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)本系統(tǒng)提供雙操作平臺，通過遠(yuǎn)程通訊系統(tǒng)，盾構(gòu)操作手與攪拌站操作人員可分別對漿液配比、攪拌時(shí)間進(jìn)行同步控制，能夠針對不同地層精確化調(diào)整漿液配比，使地層沉降控制更為有效，降低盾構(gòu)施工對周邊環(huán)境影響，實(shí)現(xiàn)從配料計(jì)量、攪拌、到出料生產(chǎn)全過程的自動化、智能化、精確化控制，大大提升工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，具有顯著經(jīng)濟(jì)和社會效益。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的實(shí)施例1基于plc控制的盾構(gòu)機(jī)同步注漿攪拌站系統(tǒng)示意圖。

圖2為本發(fā)明的實(shí)施例5基于plc控制的盾構(gòu)機(jī)同步注漿攪拌站系統(tǒng)示意圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例1：

如圖1所示，本實(shí)施例提供一種基于plc控制的盾構(gòu)機(jī)同步注漿攪拌站，包括操作控制系統(tǒng)、plc控制器和執(zhí)行系統(tǒng)，其特征在于所述操作控制系統(tǒng)包括操作模塊、通訊模塊和監(jiān)控模塊；所述執(zhí)行系統(tǒng)包括運(yùn)行模塊和預(yù)警模塊；所述操作模塊設(shè)有遠(yuǎn)程操控平臺和本地操控平臺：具體地，本地操控臺滿足攪拌站人員本地操控需要，攪拌站操作人員可以根據(jù)技術(shù)交底對漿液配比進(jìn)行調(diào)整，并根據(jù)需求情況啟動和停止攪拌作業(yè)；遠(yuǎn)程操控臺滿足盾構(gòu)操作手遠(yuǎn)程控制需求，根據(jù)施工水文地質(zhì)情況調(diào)整漿液配比，根據(jù)施工工藝流程調(diào)整漿液攪拌時(shí)間，遠(yuǎn)程操控臺通過通訊模塊和plc通訊。

所述監(jiān)控模塊與運(yùn)行模塊相連，用于監(jiān)控?cái)嚢柽^程中參數(shù)變化，所述參數(shù)包括漿料配比、漿料流量、放漿時(shí)間、攪拌時(shí)間、注漿管路沖洗時(shí)間；所述預(yù)警模塊，與運(yùn)行模塊相連，當(dāng)注漿攪拌過程中的參數(shù)變化超過預(yù)設(shè)閾值時(shí)驅(qū)動預(yù)警模塊啟動。

監(jiān)控器滿足管理人員管理需求，可以及時(shí)了解材料使用情況，和攪拌站運(yùn)行情況，監(jiān)控系統(tǒng)通過通訊模塊和plc進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。

實(shí)施例2：

本實(shí)施例的基本原理與實(shí)施例1基本相同，其區(qū)別在于還包括環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和模型模塊，所述環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)與操作控制系統(tǒng)及盾構(gòu)機(jī)控制系統(tǒng)相連，可驅(qū)動plc控制器讀入模型模塊的數(shù)據(jù)信息。

實(shí)施例3：

本實(shí)施例基本原理與實(shí)施例1相同，其區(qū)別在于還包括模型模塊和設(shè)于運(yùn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)記錄模塊，該數(shù)據(jù)記錄模塊與模型模塊相連，攪拌、注漿工作結(jié)束后，該數(shù)據(jù)記錄模塊所記錄的各參數(shù)信息生成一組模型信息并導(dǎo)入模型模塊。

實(shí)施例4：

本實(shí)施例基本原理與實(shí)施例1相同，其區(qū)別在于還包括環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和數(shù)據(jù)記錄模塊，該數(shù)據(jù)記錄模塊可即時(shí)記錄環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)所采集的數(shù)據(jù)信息和運(yùn)行系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的參數(shù)信息。

實(shí)施例5：

如圖2所示，本實(shí)施例與實(shí)施例1的基本原理相同，其區(qū)別在于本實(shí)施例還包括環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，所述環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)可采集盾構(gòu)機(jī)運(yùn)行環(huán)境的外界水文地質(zhì)信息；執(zhí)行系統(tǒng)中還設(shè)有數(shù)據(jù)記錄模塊，用以記錄運(yùn)行模塊中數(shù)據(jù)信息；模型模塊，所述模型模塊中包含針對不同地層條件設(shè)置的漿液配比參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)置數(shù)據(jù)庫：該數(shù)據(jù)庫可由系統(tǒng)自發(fā)生成，也可以由人工進(jìn)行設(shè)定。所述數(shù)據(jù)記錄模塊記錄環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、運(yùn)行模塊所采集的數(shù)據(jù)信息，攪拌、注漿工作結(jié)束后，將相關(guān)信息整合生成一組模型信息導(dǎo)入并存儲在模型模塊中。所述環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)與操作控制系統(tǒng)相連，可驅(qū)動plc控制器讀入模型模塊的數(shù)據(jù)信息。

以上結(jié)合具體實(shí)施例描述了本發(fā)明的技術(shù)原理。這些描述只是為了解釋本發(fā)明的原理，而不能以任何方式解釋為對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制?；诖颂幍慕忉?，本領(lǐng)域的技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性的勞動即可聯(lián)想到本發(fā)明的其它具體實(shí)施方式，這些方式都將落入本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。