一种隧道施工二衬台车信息化监测系统

技术领域

本发明涉及隧道施工及电子信息技术领域，具体为一种隧道施工二衬台车信息化监测系统。

背景技术

随着我国交通的发展，隧道作为穿山越岭的交通形势，已经广泛地应用于公路、铁路建设中，二衬台车是隧道施工中最常用的临时结构之一。在施工过程中，注浆时输送泵管的当前流量及浇筑总量、入模温度、模板浇筑过程压力监测、顶模空洞监测、台车搭接监测这些监测及其数据都是非常重要的。目前，隧道二衬台车在输送浇注混凝土时，都是由施工人员肉眼观测，难免存在空洞，搭接不到位，偏压超压等问题。所以设计一种方便施工人员操控、监测及管理数据的信息化监测系统很有必要。

本发明设计了一种隧道施工二衬台车信息化监测系统。该信息化监测系统具有操控简单、数据采集迅速、数据管理方便等优点。

发明内容

本发明的目的是提供一种隧道施工二衬台车信息化监测系统，操作简单，方便管理，可很好地完成台车作业时的监测任务。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种隧道施工二衬台车信息化监测系统，主要由一个机电控制箱实现。该控制箱包括箱体（4）和柜门（1）。所述控制箱柜门（1）分为上下两部分，上部分柜门上装有触摸屏PLC一体机（2）。所述控制箱箱体底部设有导轨（6），导轨上装有接线端子（10）、空气开关（9）、液位继电器（7）；所述控制箱箱体还装有平板式开关电源（24V）（8）、智能电磁流量计（5）；所述箱体顶部接有4个声光报警器（3）。

所述接线端子（10）外部接有1个温度传感器、10个压力变送器、3个搭接传感器。所述传感器通过接线端子接在触摸屏一体机（2）模拟量输入端口，将传感器的输出信号通过PLC显示在触摸屏上。

所述4个声光报警器（3）接在触摸屏PLC一体机的开关量输出端口，分别对应搭接传感器、压力传感器、液位继电器动作时的报警显示，当传感器输出信号给PLC时，PLC控制相应的声光报警器发出声、光报警信号；所述声光报警器的颜色各不相同，操作人员通过观察声光报警器报警时的颜色便可知道对应监测项目的工作状态。

所述触摸屏一体机（2）由空气开关（9）接入220V电压通过平板式开关电源（8）转换成24V提供电源。

所述触摸屏PLC一体机（2）屏幕界面有主界面、顶模饱满度空洞监测界面、带模注浆压力监测界面、模板浇筑过程压力监测界面、搭接端监测界面和数据监测界面等6个界面。

所述智能电磁流量计的传感器部分（图2为图1中智能电磁流量计（5）的传感器部分）和温度传感器接在输送泵管处，实时监测浇筑作业时混凝土当前流量、浇筑总量及入模温度，且所监测到的数据在所述触摸屏PLC一体机（2）屏幕的主界面（图3所示）显示。

所述液位继电器（7）安装在顶模中线进行空洞监测，浇筑实时状态在所述触摸屏PLC一体机（2）屏幕的顶模饱满度空洞监测界面显示，当浇筑满时，信息化系统会控制声光报警器（3）发出声光报警信号，此时工人可知道浇筑已满。

所述压力变送器分别装在模板及二次注浆设备压力监测点处，可对偏压、超压情况实时监测报警，监测到的压力情况分别在所述触摸屏PLC一体机（2）屏幕的带模注浆压力监测界面和模板浇筑过程压力监测界面实时显示。

所述搭接传感器安装在台车顶部及左右侧，当浇筑完成台车行驶到下一衬砌位置时，搭接传感器对搭接位置进行监测，使两个浇注位置完全搭接到位，搭接状态在所述触摸屏PLC一体机（2）屏幕的搭接端监测界面实时监测显示。

上述所有监测数据，均实时保存在数据库，并在所述触摸屏PLC一体机（2）的屏幕数据监测界面（图4所示）显示，也可导出到Excel。上述所有界面均可在手机端显示，系统自动配备无线网络，当施工人员位于信息化台车附近时，手机连接后可直接访问衬砌数据，也可将数据下载到手机查看。

本发明的优点在于：本发明操作简单，衬砌数据可视化，能够实时监测报警，给施工人员提供了方便。作业过程中，可视化界面实时显示浇筑用量、入模温度、模板偏压情况、注浆压力及台车搭接状态。当信息化监测系统监测到模板偏压、二次注浆压力达到设定值、注浆饱满及搭接到位时，相应传感器输出信号给PLC，PLC控制相应的声光报警器闪烁报警。报警器的颜色各不相同，操作人员通过观察闪烁报警器的颜色便可知道对应监测项目的工作状态。操作人员也可将手机通过无线网络连接到系统，监测作业状态。

附图说明

图1为本发明用于信息化监测的机电控制箱；图2为图1中智能电磁流量计的传感器部分；图3为本发明触摸屏一体机的屏幕主界面；图4为本发明数据可视化界面；图5为本发明系统监测原理图；图6为本发明工作流程图。

附图标记：1-柜门；2-触摸屏PLC一体机；3-声光报警器；4-箱体；5-智能电磁流量计；6-导轨；7-液位继电器；8-平板式开关电源（24V）；9-空气开关；10-接线端子。

具体实施方式

一种隧道施工二衬台车信息化监测系统的工作过程为：操作人员给信息化监控箱供电，打开空气开关9按钮，给平板式开关电源8、智能电磁流量计5供电（220V），经过平板式开关电源转换成24V分别供给触摸屏PLC一体机2、液位继电器7、声光报警器3、所述传感器等。将图2所述智能电磁流量计的传感器部分接在输送泵管中，在作业过程中触摸屏主界面会显示混凝土当前流量和浇筑总量；将所述温度传感器接于输送泵管，主界面会显示入模温度。这样可以实时监测注浆用料情况和混凝土温度。将所述液位继电器7安装在顶模中线进行空洞监测，顶模饱满度空洞监测界面会显示实时状态，当浇筑满时，信息化系统会控制声光报警器3报警，此时工人可知道浇筑已满。将所述压力变送器分别装在模板及二次注浆设备压力监测点处，可对偏压、超压情况实时监测报警。当浇筑完成，台车行驶到下一衬砌位置时，所述搭接传感器安装在台车顶部及左右侧，信息化系统会对搭接位置进行监测。当监测到台车搭接完成，便又可以开始浇筑。操作人员也可通过连接信息化系统配置的无线网络手机端，远程监测实时工作状态。

上述说明并非对本发明的限制，本发明也不仅限于上述举例，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也属于本发明的保护范围。