盾构机传感器智能检测装置

一、建设目标

盾构机是一种挖掘隧道的专用机电液一体化设备，在城市轨道交通和基础设施建设中起到举足轻重的作用。在盾构机施工过程中，由于施工环境恶劣，加上其本身结构庞大和高度集成，使设备在机械、液压和电气方面出现故障的频率高且对这些故障进行排除存在一定的困难。据研究表明，对于盾构机传感器的检测依然处于人工状态，这对于科技发展的今天是一个弊端，所以对于其检测方式自动化的发展尤其重要。现有的盾构机上大约安装有300个传感器，故障形式有两种情况：一、是传感器已经损坏，无法读数，或者传感器显示的数值基本不变；二、是由于各种原因，比如老化、恶劣环境下使用，使传感器传递数值偏离正常范围，出现较大误差，无法作为参考值。

本设计主要采用PLC、IPC及通信技术模拟开发了盾构机传感器智能检测装置。实现了针对土压传感器、注浆压力传感器，倾角传感器、温度传感器、流量开关、接近开关、超声波传感器、压力传感器等不同类型的传感器在模拟其实际工况下进行传感器检测和诊断，研判传感器的性能，提高传感器的检测效率；同时具有数据记录存储、分析处理等功能，能够对存在的故障进行智能判断。达到智能检测的目的，提高检测效率。

图一盾构机传感器智能检测装置

二、建设内容

（1）通过上层监控软件设置测试参数，PLC控制检测传感器的相应电路，模拟其相应传感器的现实环境，来达到检测其传感器的试验；

（2）可同时测试多个传感器，过程及工作状态可以在监控软件上显示；

（3）对试验过程中可能出现的操作错误进行提示，对传感器故障进行报警；

（4）监控软件实时显示测试数据的变化，记录数据，查询历史数据、报警数据。

三、设备构成

本设计是基于PLC、IPC及通信技术模拟开发的盾构机传感器检测装置。其检测设备由硬件模块、软件模块等构成。本节对其设计流程及其各个模块设计原理及要求进行阐述。通过几个模块的良好的贯通从而使设备良好的运行。接下来对其各个模块以及注意事项进行说明。如图2检测装置结构图所示。

图2检测装置结构图

硬件系统是由西门子的S7-1200、AC220V电源、研华工控机、土压传感器、倾角传感器、注浆压力传感器、伺服电机及其驱动模块等组成，系统硬件构成框图如下图3系统硬件构成框图所示

图3系统硬件构成框图

四、用户受益

本设计主要采用PLC、IPC及通信技术模拟开发了盾构机传感器智能检测装置。实现了针对土压传感器、注浆压力传感器，倾角传感器、温度传感器、流量开关、接近开关、超声波传感器、压力传感器等不同类型的传感器在模拟其实际工况下进行传感器检测和诊断，研判传感器的性能，提高传感器的检测效率；同时具有数据记录存储、分析处理等功能，能够对存在的故障进行智能判断。达到智能检测的目的，提高检测效率。