[发明专利]一种盾构隧道远程自动化控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及盾构隧道自动化控制技术领域，具体为一种盾构隧道远程自动化控制装置。

背景技术

目前在国内对盾构的控制主要靠人工操作，盾构的控制受到操作者的能力、身体状况、情绪等个人因素的影响，控制质量很难保证。随着盾构法向大深度、大断面、长距离发展，再加上改善施工环境及劳动条件，提高施工质量，避免施工危险及熟练工人不足等原因，使得自动化技术的开发成为必需。

申请号为CN201611182388.7，申请日为20161220的发明公开了一种复合式盾构机刀盘驱动变频控制装置，包括人机操作界面、以太网交换机、施耐德PLC、以太网通讯模板ETY、profibus-dp网络通信模板、PBY、profibus-dp网络通信电缆、ABB变频器VFD1、VFD6、光纤链路、刀盘变频电机M1-M6，人机操作界面是整个装置的控制、显示及操作界面，以太网交换机是用来连接人机操作界面、施耐德PLC和变频器的网络通讯设备，该方案通过PLC作为主控制器，通过通信网络连接到盾构机刀盘驱动变频器，采用编程方法实现盾构机刀盘具备主从控制与滑差两种控制方式切换，提高设备的使用寿命，应用于盾构隧道掘进机自动化控制领域中。

授权公告号为CN203430525U，申请日为20130819的实用新型公开了一种基于控制器的盾构分布式PLC控制系统，包括通过工业以太网与PLC分别连接的上位机和远程监控器，所述的PLC通过ProfibusDP总线分别连接分布式I/0、变频器、智能仪表和DP/CAN网关，DP/CAN网关通过CAN总线连接控制器，该方案通过DP/CAN网关将CAN总线通讯的控制器与PLC的DP网络连接，从而实现主PLC与控制器的通讯，将控制器引入盾构的分布式控制网络。

然而上述两个方案仍存在以下问题:PLC要控制多台变频器的场合，如果大量使用PLC的D/A模块来控制变频器，则会使系统成本增加且抗干扰能力差；工作时变频器对刀盘电机会产生干扰。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盾构隧道远程自动化控制装置，以解决上述背景技术中提出的问题。所述盾构隧道远程自动化控制装置具有可远程操作，控制方式简单可靠、最大限度的开放性和灵活性的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种盾构隧道远程自动化控制装置，包括人机界面、PLC、以太网、变频器、刀盘电机，所述人机界面通过以太网连接PLC，所述六台变频器通过电缆连接到六台刀盘电机，所述刀盘电机通过减速机连接到刀盘驱动大齿轮上，所述PLC包括控制站PLC、工作站PLC，所述控制站PLC安装在操作室内，所述控制站PLC通过NETH/H网络连接工作站PLC，所述工作站PLC通过R485总线连接变频器，所述六台变频器连接脉冲分配器，所述脉冲分配器通过TRD100S编码器连接工作站PLC。

优选的，所述每台变频器入口端设有进线交流电抗器、漏电断路器，所述变频器输入及输出端还设置有第一滤波器、第二滤波器，所述变频器通过热继电器连接刀盘电机。

优选的，所述以太网网络接入模块为QJ71E71，所述以太网支持TCP/IP和UDP/IP通信协议。

优选的，所述控制站PLC、工作站PLC均为K120S PLC，所述控制站PLC的CPU模块选用Q06H CPU，所述工作站PLC的CPU模块选用Q02H CPU。

优选的，变频器为022IG54变频器，采用三相380V交流输入，功率为2.2KW。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本装置的控制站PLC为盾构机的控制中心，控制站PLC与工作站PLC通过NET/H网络直接通讯，网络结构简化、可靠，使PLC和操作站具有最大限度的开放性和灵活性，具有管理的集中性和控制的分散性，采用RS485总线通信接口的变频器，使PLC和变频器构成RS485通信网络，利用各种通信协议来对变频器进行控制，使操作者能方便灵活地利用PLC和变频器的强大功能，在每台变频器的入口端设置漏电断路器，以防止交直流线路过载、短路、欠压，每台变频器设有滤波器、热继电器，从而保护刀盘电机。

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2为变频器与刀盘电机连接结构示意图。