專利名稱：采用計算機(jī)控制的頂管機(jī)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采用計算機(jī)控制的頂管機(jī)及其控制方法，應(yīng)用于市政管線施工技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
目前在市政管線施工中，經(jīng)常需要在地層里挖槽鋪設(shè)管線及對管線進(jìn)行修復(fù)，頂管機(jī)就是適用于非開挖鋪設(shè)新管線的一種機(jī)械，目前，在管線施工中常用的頂管機(jī)主要為控制操作臺式頂管機(jī)，如專利號為02260962.8公開的一種頂管裝置，主要由控制操作臺、動力裝置、推進(jìn)裝置、頂管機(jī)頭組成，工作時，先將推進(jìn)裝置放入工作井，將頂管機(jī)頭頂入土層，塑管或水泥管套在推進(jìn)裝置的中心軸位置上，通過動力裝置驅(qū)動推進(jìn)裝置以將塑管或水泥管一節(jié)一節(jié)推進(jìn)。此類頂管機(jī)在推進(jìn)及鋪設(shè)管線的效率方面較之原有管線施工設(shè)備有較大提高，但存在如下缺點1、由于采用電器控制臺式控制，各種按鈕、顯示儀表、輔助繼電器等電器設(shè)備都安裝在控制臺中，這樣在操作過程中，容易因機(jī)械磨損、觸點燒壞、接觸不良等原因使故障率較高；2、操作臺式頂管機(jī)多采用30芯、38芯控制線，一般為50或100米一卷，接頭多，重量大，更換接頭和換線時間長；3、控制臺的工作電壓為110V或220V，存在一定的安全隱患；4、由于各種儀表設(shè)置在操作臺上，機(jī)頭光耙圖像用電視機(jī)監(jiān)控，頂進(jìn)過程的參數(shù)依靠手工紀(jì)錄，且頂進(jìn)中的圖像無法存儲，這樣就不能及時了解頂管的走向趨勢，無法對現(xiàn)場操作人員的操作失誤進(jìn)行判斷和指導(dǎo)，從而可能造成施工失敗。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述提出的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種操作安全方便、能準(zhǔn)確控制并指導(dǎo)頂管施工操作的采用計算機(jī)控制的頂管機(jī)。
本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的的一種采用計算機(jī)控制的頂管機(jī)，包括控制裝置、動力裝置、推進(jìn)裝置、頂管機(jī)頭，其特征在于所述控制裝置主要由監(jiān)控用計算機(jī)、操作用計算機(jī)、上位機(jī)、下位機(jī)組成，監(jiān)控用計算機(jī)與操作用計算機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接，操作用計算機(jī)與上位機(jī)通過信號電纜連接、上位機(jī)和下位機(jī)之間通過通訊線聯(lián)接，由上位機(jī)根據(jù)計算機(jī)指令控制動力裝置及推進(jìn)裝置，下位機(jī)根據(jù)計算機(jī)指令控制頂管機(jī)頭的動作。
所述上位機(jī)設(shè)于動力裝置內(nèi)，包括可編程控制器、通信模塊、模擬量輸入模塊，通信模塊通過通訊線與下位機(jī)連接，可編程控制器控制動力裝置的動作，模擬量輸入模塊與設(shè)于動力裝置上的傳感器連接；所述下位機(jī)包括可編程控制器、通信模塊、模擬量輸入模塊，由通信模塊接收由上位機(jī)通訊模塊傳輸?shù)挠嬎銠C(jī)指令，由可編程控制器控制頂管機(jī)頭的動作，模擬量輸入模塊與設(shè)與頂管機(jī)內(nèi)的傳感器連接；在推進(jìn)裝置內(nèi)設(shè)有傳感器，傳感器與上位機(jī)的模擬量輸入模塊通過信號線聯(lián)接；所述通訊線為2芯雙絞屏蔽線。
本發(fā)明的更進(jìn)一步目的是提供一種采用計算機(jī)控制頂管機(jī)的控制方法，包括
(1)、頂管機(jī)工作過程的控制由操作計算機(jī)發(fā)出操作指令到位于動力裝置內(nèi)的上位機(jī)，上位機(jī)的可編程控制器根據(jù)計算機(jī)操作指令完成對動力裝置及推進(jìn)裝置的動作控制，上位機(jī)的通訊模塊通過通訊線將計算機(jī)的指令傳輸?shù)较挛粰C(jī)，由下位機(jī)的可編程控制器完成計算機(jī)發(fā)出的指令動作來實現(xiàn)對頂管機(jī)的操作；(2)、頂管機(jī)工作參數(shù)的反饋及處理操作時所需的參數(shù)，設(shè)在動力裝置、推進(jìn)裝置的傳感器，將信號傳到上位機(jī)的模擬量輸入模塊，由模擬量輸入模塊轉(zhuǎn)換可編程控制器認(rèn)識的信號，可編程控制器將此信號存在其內(nèi)部的寄存器內(nèi)，由計算機(jī)來提取處理并在屏幕上顯示；設(shè)于頂管機(jī)內(nèi)部的傳感器，將信號傳到下位機(jī)的模擬量輸入模塊，由模擬量輸入模塊轉(zhuǎn)換可編程控制器認(rèn)識的信號，可編程控制器將此信號存在其內(nèi)部的寄存器內(nèi)，由計算機(jī)來提取處理并在屏幕上顯示。
(3)、遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)控用計算機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)對操作用計算機(jī)來實施監(jiān)控和操作，并對操作設(shè)備的操作工作進(jìn)行指導(dǎo)。
本發(fā)明的有益效果為1、采用計算機(jī)遠(yuǎn)程控制頂管機(jī)施工操作，減少了因機(jī)械磨損、及接觸不良等問題帶來的故障；2、數(shù)據(jù)傳輸采用2芯雙絞屏蔽線，可做成200米1卷，接頭少，重量輕，更換接頭容易；3、采用低壓通訊，工作電壓為5V，不會對操作人員構(gòu)成安全威脅；4、頂管機(jī)的所有數(shù)據(jù)及操作圖像均在計算機(jī)上顯示，并可對數(shù)據(jù)及圖象進(jìn)行存儲、分析等處理，并通過互聯(lián)網(wǎng)連接，對現(xiàn)場操作人員的施工實行操作監(jiān)控、錯誤判斷、遠(yuǎn)程指導(dǎo)，隨時了解各項頂管施工的進(jìn)度及質(zhì)量，大大提高了施工的質(zhì)量和效率。
以下通過附圖和實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但以下說明并不是對本發(fā)明范圍的限定。


圖1為本發(fā)明的控制原理圖；圖2為本發(fā)明所述動力裝置的結(jié)構(gòu)原理圖；圖3為本發(fā)明所述推進(jìn)裝置及頂管機(jī)的結(jié)構(gòu)原理圖；圖4為本發(fā)明的工作流程圖。
具體實施例方式
參照圖1、圖2、圖3所示，本發(fā)明包括控制裝置、動力裝置5、推進(jìn)裝置6、頂管機(jī)頭7，控制裝置主要由監(jiān)控用計算機(jī)1、操作用計算機(jī)2、上位機(jī)3、下位機(jī)4組成，監(jiān)控用計算機(jī)1與操作用計算機(jī)2通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接，操作用計算機(jī)2與上位機(jī)3通過信號電纜8連接、上位機(jī)3和下位機(jī)4之間通過通訊線9聯(lián)接，由上位機(jī)3根據(jù)計算機(jī)指令控制動力裝置5及推進(jìn)裝置6，下位機(jī)4根據(jù)計算機(jī)指令控制頂管機(jī)頭7的動作，上位機(jī)3設(shè)于動力裝置5內(nèi)，包括可編程控制器11、通信模塊10、模擬量輸入模塊12，通信模塊10通過通訊線9與下位機(jī)4連接，可編程控制器11控制動力裝置5及推進(jìn)裝置6的動作，模擬量輸入模塊12與設(shè)于動力裝置5上的傳感器16連接；下位機(jī)4包括可編程控制器14、通信模塊13、模擬量輸入模塊15，由通信模塊13接收由上位機(jī)3的通訊模塊10傳輸?shù)挠嬎銠C(jī)指令，由可編程控制器14控制頂管機(jī)頭7的動作，模擬量輸入模塊15與設(shè)于頂管機(jī)頭7內(nèi)的傳感器18連接；在推進(jìn)裝置6內(nèi)設(shè)有傳感器17，傳感器17與上位機(jī)3的模擬量輸入模塊12通過信號線聯(lián)接；在本實施例中，通訊線采用2芯雙絞屏蔽線。
參照圖1、圖4所示，本發(fā)明的工作原理如下(1)、頂管機(jī)工作過程的控制由操作計算機(jī)2發(fā)出操作指令到位于動力裝置5內(nèi)的上位機(jī)3，上位機(jī)3的可編程控制器11根據(jù)計算機(jī)操作指令完成對動力裝置5及推進(jìn)裝置6的動作控制，上位機(jī)3的通訊模塊10通過通訊線9將計算機(jī)的指令傳輸?shù)较挛粰C(jī)4，由下位機(jī)4的可編程控制器14完成計算機(jī)發(fā)出的指令動作來實現(xiàn)對頂管機(jī)頭7的操作；(2)、頂管機(jī)工作參數(shù)的反饋及處理操作時所需的參數(shù)，設(shè)在動力裝置5、推進(jìn)裝置6的傳感器16與傳感器17，將信號傳到上位機(jī)3的模擬量輸入模塊12，由模擬量輸入模塊12轉(zhuǎn)換成可編程控制器11認(rèn)識的信號，可編程控制器11將此信號存在其內(nèi)部的寄存器內(nèi)，由操作用計算機(jī)2來提取處理并在屏幕上顯示；設(shè)于頂管機(jī)頭7內(nèi)部的傳感器17，將信號傳到下位機(jī)4的模擬量輸入模塊15，由模擬量輸入模塊15轉(zhuǎn)換可編程控制器14認(rèn)識的信號，可編程控制器14將此信號存在其內(nèi)部的寄存器內(nèi)，經(jīng)上位機(jī)3的通訊模塊10后由操作用計算機(jī)2來提取處理并在屏幕上顯示。
(3)、遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)控用計算機(jī)1通過互聯(lián)網(wǎng)對操作用計算機(jī)2來實施監(jiān)控和操作，并對操作設(shè)備的操作工作進(jìn)行指導(dǎo)。
本發(fā)明的有益效果為1、采用計算機(jī)遠(yuǎn)程控制頂管機(jī)施工操作，減少了因機(jī)械磨損、及接觸不良等問題帶來的故障；2、數(shù)據(jù)傳輸采用2芯雙絞屏蔽線，可做成200米1卷，接頭少，重量輕，更換接頭容易；3、采用低壓通訊，工作電壓為5V，不會對操作人員構(gòu)成安全威脅；4、頂管機(jī)的所有數(shù)據(jù)及操作圖像均在計算機(jī)上顯示，并可對數(shù)據(jù)及圖象進(jìn)行存儲、分析等處理，并通過互聯(lián)網(wǎng)連接，對現(xiàn)場操作人員的施工實行操作監(jiān)控、錯誤判斷、遠(yuǎn)程指導(dǎo)，隨時了解各項頂管施工的進(jìn)度及質(zhì)量，大大提高了施工的質(zhì)量和效率。
權(quán)利要求
1.一種采用計算機(jī)控制的頂管機(jī)，包括控制裝置、動力裝置(5)、推進(jìn)裝置(6)、頂管機(jī)頭(7)，其特征在于所述控制裝置主要由操作用計算機(jī)(2)、上位機(jī)(3)、下位機(jī)(4)組成，由上位機(jī)(3)根據(jù)操作用計算機(jī)(2)指令控制動力裝置(5)及推進(jìn)裝置(6)動作，下位機(jī)(4)根據(jù)操作用計算機(jī)(2)指令控制頂管機(jī)頭(7)的動作。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種采用計算機(jī)控制的頂管機(jī)，其特征在于所述控制裝置還包括監(jiān)控用計算機(jī)(1)，監(jiān)控用計算機(jī)(1)與操作用計算機(jī)(2)通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種采用計算機(jī)控制的頂管機(jī)，其特征在于所述上位機(jī)(3)設(shè)于動力裝置(5)內(nèi)，包括可編程控制器(11)、通信模塊(10)、模擬量輸入模塊(12)，通信模塊(10)通過通訊線(9)與下位機(jī)(4)連接，可編程控制器(11)控制動力裝置(5)的動作，模擬量輸入模塊(12)與設(shè)于動力裝置(5)上的傳感器(16)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種采用計算機(jī)控制的頂管機(jī)，其特征在于所述下位機(jī)(4)包括可編程控制器(14)、通信模塊(13)、模擬量輸入模塊(15)，由通信模塊(13)接收由上位機(jī)(3)通訊模塊(10)傳輸?shù)挠嬎銠C(jī)指令，由可編程控制器(14)控制頂管機(jī)頭(7)的動作，模擬量輸入模塊(15)與設(shè)與頂管機(jī)頭(7)內(nèi)的傳感器(18)連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種采用計算機(jī)控制的頂管機(jī)，其特征在于在推進(jìn)裝置(6)內(nèi)設(shè)有傳感器(17)，傳感器(17)與上位機(jī)(3)的模擬量輸入模塊(12)通過信號線聯(lián)接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種采用計算機(jī)控制的頂管機(jī)，其特征在于所述通訊線(9)為2芯雙絞屏蔽線。
7.一種采用計算機(jī)控制頂管機(jī)的控制方法，包括①、頂管機(jī)工作過程的控制由操作計算機(jī)(2)發(fā)出操作指令到位于動力裝置(5)內(nèi)的上位機(jī)(3)，上位機(jī)(3)的可編程控制器(11)根據(jù)操作計算機(jī)(2)的指令完成對動力裝置(5)及推進(jìn)裝置(6)的動作控制，上位機(jī)(3)的通訊模塊(10)通過通訊線(9)將操作計算機(jī)(2)的指令傳輸?shù)较挛粰C(jī)(4)，由下位機(jī)(4)的可編程控制器(14)來實現(xiàn)對頂管機(jī)頭(7)的操作；②、頂管機(jī)工作參數(shù)的反饋及處理頂管機(jī)操作時的工作參數(shù)，分別由設(shè)在動力裝置(5)、推進(jìn)裝置(6)的傳感器(16)、傳感器(17)，將信號傳到上位機(jī)(3)，再由操作計算機(jī)(2)來提取、處理并在屏幕上顯示；設(shè)于頂管機(jī)頭(7)內(nèi)部的傳感器(18)，將信號傳到下位機(jī)(4)后，再經(jīng)上位機(jī)(3)由操作計算機(jī)(2)來提取、處理并在屏幕上顯示。③、遠(yuǎn)程監(jiān)控監(jiān)控用計算機(jī)(1)通過互聯(lián)網(wǎng)對操作計算機(jī)(2)來實施監(jiān)控和操作，并對操作設(shè)備的操作工作進(jìn)行指導(dǎo)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種采用計算機(jī)控制的頂管機(jī)及其控制方法，包括控制裝置、動力裝置、推進(jìn)裝置、頂管機(jī)頭，控制裝置主要由監(jiān)控用計算機(jī)、操作用計算機(jī)、上位機(jī)、下位機(jī)組成，監(jiān)控用計算機(jī)與操作用計算機(jī)通過互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)接，操作用計算機(jī)與上位機(jī)通過信號電纜連接、上位機(jī)和下位機(jī)之間通過通訊線聯(lián)接，由上位機(jī)根據(jù)計算機(jī)指令控制動力裝置及推進(jìn)裝置，下位機(jī)根據(jù)計算機(jī)指令控制頂管機(jī)頭的動作，采用本發(fā)明可減少因機(jī)械磨損、及接觸不良等問題帶來的故障，且可對操作過程中的數(shù)據(jù)及圖象進(jìn)行存儲、分析等處理，并通過互聯(lián)網(wǎng)連接，對現(xiàn)場操作人員的施工實行操作監(jiān)控、錯誤判斷、遠(yuǎn)程指導(dǎo)，隨時了解頂管施工的進(jìn)度及質(zhì)量，提高了施工的質(zhì)量和效率。
文檔編號G05B15/02GK1869490SQ20061005200
公開日2006年11月29日 申請日期2006年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月16日
發(fā)明者王廣洲 申請人:王廣洲