[发明专利]土压平衡盾构压缩空气系统多模式融合智能控制装置

说明书

本发明公布了一种土压平衡盾构压缩空气系统多模式融合智能控制装置，包括信号处理模块、输出端与信号处理模块连接的传感信号采集模块、与信号处理模块之间双向连接的外设接口模块、为传感信号采集模块供电的第一电源模块、为信号处理模块供电的第二电源模块；传感信号采集模块包括传感器模块和接口模块，传感器模块包括空气压力传感器和温度传感器，两者均安装在压缩空气系统的出口；信号处理模块包括A/D转换模块和CPU模块；A/D转换模块的信号输入端与接口模块的信号输出端相连接；外设接口模块包括分别与CPU模块双向连接的存储数据模块、传动设备通讯模块、PLC现场总线通讯模块；第一电源模块和第二电源模块均为5V直流电源模块。

技术领域

本发明涉及土压平衡盾构掘进过程中信号检测及传动设备自动控制领域，具体为一种用于土压平衡盾构掘进过程这种特定工况下压缩空气系统工作过程中多模式状态检测和自适应调整的控制系统。

背景技术

随着现代社会的不断发展与进步，特别是现代交通运输业的快速发展，给人们的出行带来了很大的便利。谈到现代交通运输业的快速发展，就不得不提到在地下隧道施工建设过程中起着关键作用的土压平衡盾构，极大地提高了施工安全性和施工效率，尤其是在城市轨道交通建设过程中土压平衡盾构在施工过程中发挥着巨大的作用。

由于土压平衡盾构施工的工程环境工况复杂，土压平衡盾构设备上面的泡沫、管片拼装等系统的正常作业主要依赖压缩空气系统，需要压缩空气促使系统传递介质传动或转变。因此，压缩空气系统正常、高效运转为土压平衡盾构安全、经济施工作业提供了可靠保障。

鉴于土压平衡盾构设备空间限制，压缩空气管路布置路线、结构复杂，现有压缩空气系统是由两个空气压缩机组成，一用一备或同时使用；压缩空气的出口压力缺乏检测，无法构成闭环，达到稳定压缩空气整体压力的目的，另外压缩空气的系统温度变化对土压平衡盾构施工过程泡沫系统发泡率有一定影响，无法通过压缩空气温度变化检测提升泡沫系统质量。

目前存在的问题是空气压缩系统整体智能化程度低，土压平衡盾构掘进过程工艺控制能耗比不明显，造成能耗浪费较大，在全球节能减排的大背景下尤其不合时宜。

因此，提供一种能够在地下复杂工况施工环境下，既要保障土压平衡盾构可靠、高效作业；同时通过实时检测土压平衡盾构设备的掘进状态、停机状态、拼装状态及局部系统维修状态等，结合算法模型与压缩空气系统的作业功率建立参数自适应匹配关系，与土压平衡盾构设备运行参数相关联的智能控制装置，解决当前压缩空气系统简单的分级变频控制或无变频控制的尴尬境地，提升压缩空气系统运行能耗比，降低能耗，节约能源资源，净化大气空气环境，已经是一个值得研究的问题。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供了一种能够实现土压平衡盾构设备在掘进状态、停机状态、拼装状态及局部系统维修状态的压缩空气的作业功率自适应匹配，与土压平衡盾构设备运行参数相关联，依据土压平衡盾构工艺操作状态，有效结合工艺状态对应系统压缩空气输送管路长度，关联压缩空气衰减系数，使压缩空气系统运行状态满足工艺状态使用和节能的智能控制装置。