专利名称：一种土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种模拟装置，尤其涉及一种用于土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置。
背景技术：
随着社会的发展，尤其是交通事业的迅猛发展，盾构机在交通事业发展中起着至关重要的作用。现有的国产土压平衡盾构控制系统软件设计、测试及软件优化过程中需要不同规格的模拟信号、在测试系统软件过程中需要工艺过程的信号条件模拟等问题，导致土压平衡盾构控制系统或分系统软件设计过程中数据测试、分析困难的局面，造成国产土压平衡盾构控制系统软件设计不能上升到一个新的高度，且结构复杂、操作部方便。因此，研究出一种结构简单、操作方便，且能够实现为土压平衡盾构控制系统的优化提供服务的模拟发生装置，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，本发明提供了一种根据土压平衡盾构控制系统需要采集的传感器模拟信号及控制过程中开关量信号进行模拟，通过软件设计不同规格的模拟信号及控制条件对系统软件进行测试、分析，可以人为设置一些干扰信号加入模拟信号及控制信号中，进一步检测控制系统软件的稳定性及抗干扰能力，为土压平衡盾构控制系统的优化设计提供理论数据指导，且模拟装置结构简单，操作方便的土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置。本发明的目的是这样实现的:
一种土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置，包括用于控制本模拟装置的PC机，其特征在于:还包括由数据发生模拟操作板2与数据发生模拟上位机I组成的土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置的公共外部信号输入端；
I号PLC电源3，2号处理器3-1，3号通讯模块3-2、4-11号AI/A0模块7、12号PLC通讯模块4及13-20号AI/A0模块8组成土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置的模拟量输入/输出系统；
21号PLC电源5、22号通讯模块5-1、23-29号为DI/D0模块9、30号PLC电源6、31号通讯模块6-1、32-38号DI/D0模块10组成的土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置的数字信号输入/输出系统；
所述公共外部信号输入端是由按钮、旋钮及电位器组成，固定在模拟装置操作面板
上；
所述数据发生模拟上位机的显示器固定在模拟装置操作面板上；
所述的模拟量输 入/输出系统的处理模块通过导轨安装，且导轨通过螺栓固定在模拟装置的中间隔板上；所述数字量输入/输出系统的处理模块通过导轨安装，且导轨通过螺栓固定在模拟装置的中间隔板上；
所述模拟装置后背板是为双开门，可以方便接线、改线。所述的模拟装置为圆形、方形或二者组合。积极有益效果:本发明采用PLC作为该装置控制系统，采用工控机作为人机界面操作平台，针对土压平衡盾构控制系统数据信号的模拟，通过上位机软件设置，实现盾构传感器模拟信号的模拟，通过改变模拟信号的线性度来检测盾构控制系统软件数据处理能力及系统保护的响应速度，通过模拟装置操作板上按钮及人机界面的操作来实现盾构控制系统所需的数字信号，满足盾构控制系统软件测试、优化设计的需求；针对土压平衡盾构工艺流程控制条件信号模拟，通过上位机软件设计及操作板的操作，实现盾构工艺流程控制条件信号的模拟，如行程开关信号模拟、主机油箱和辅助油箱液位、温度预警、报警信号模拟等。为土压平衡盾构控制系统的优化设计提供理论数据指导，且结构简单、操作方便。
图1为本发明的结构示意 其中为:数据发生模拟上位机1、数据发生模拟操作板2、1号PLC电源3，2号处理器3-1，3号通讯模块3-2、编号12为PLC通讯模块4、21号PLC电源5、22号通讯模块5_1、30号PLC电源6、31号通讯模块6-1,4-11号AI/A0模块7、13-20号AI/A0模块8,23-29号DI/DO 模块 9、32-38 号 DI/DO 模块 10。
具体实施方式
·下面结合附图及具体实施例对本发明做进一个的说明:
如图1所示，一种土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置，包括用于控制本模拟装置的PC机，其特征在于:还包括由数据发生模拟操作板2与数据发生模拟上位机I组成的土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置的公共外部信号输入端；
I号PLC电源3，2号处理器3-1，3号通讯模块3-2、4-11号AI/A0模块7、12号PLC通讯模块4及13-20号AI/A0模块8组成土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置的模拟量输入/输出系统；
21号PLC电源5、22号通讯模块5-1、23-29号为DI/D0模块9、30号PLC电源6、31号通讯模块6-1、32-38号DI/D0模块10组成的土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置的数字信号输入/输出系统；
所述公共外部信号输入端是由按钮、旋钮及电位器组成，固定在模拟装置操作面板
上；
所述数据发生模拟上位机的显示器固定在模拟装置操作面板上；
所述的模拟量输入/输出系统的处理模块通过导轨安装，且导轨通过螺栓固定在模拟装置的中间隔板上；
所述数字量输入/输出系统的处理模块通过导轨安装，且导轨通过螺栓固定在模拟装置的中间隔板上；
所述模拟装置后背板是为双开门，可以方便接线、改线。
所述的模拟装置为圆形、方形或二者组合。实施例1:
实施步骤:
假设有以下土压平衡盾构控制系统软件测试、优化设计的要求:
1、土压平衡盾构控制系统中各子系统软件设计完成；
2、土压平衡盾构控制系统软件需要测试、优化设计；
一、试验准备
1、检查模拟装置中各个控制单元中控制电缆的连接是否正常，如有异常可进行适当处理。确定总电源处于断开状态。2、检查土压平衡盾构控制系统硬件系统、软件系统是否具备运行、操作条件。如不具备运行条件可进行适当处理。3、闭合总电源、启动土压平衡盾构控制系统、启动盾构控制系统数据发生模拟装置的上位机、运行控制软件，进行一些必要设定。5、首先根据土压平衡盾构机操作规程操作盾构控制系统，根据盾构控制系统运行信号需要，操作盾构控制系统数据发生模拟装置，进行信号模拟。二、试验过程
1、针对土压平衡盾构控制系统数据信号的模拟
1)通过改变模拟信号的线性度来检测盾构控制系统软件数据处理能力及系统保护的响应速度，记录系统保护响应数据；
2)通过模拟装置操作板上按钮及人机界面的操作来实现盾构控制系统所需的数字信号，满足盾构控制系统软件测试、优化设计的控制信号需求，记录试验结果；
3)待模拟试验结束后，依次关闭模拟装置上位机、土压平衡盾构控制系统、关闭模拟装置总电源，完成针对土压平衡盾构控制系统数据信号的模拟试验。若针对土压平衡盾构控制系统数据信号的模拟完成，做如下试验:
2、针对土压平衡盾构工艺流程控制条件信号模拟试验
1)通过上位机软件设计及操作板的操作，实现盾构工艺流程控制条件信号的模拟，如行程开关信号模拟、主机油箱和辅助油箱液位、温度预警、报警信号模拟等，得出土压平衡盾构控制系统测试理论数据；
2)待模拟试验结束后，依次关闭模拟装置上位机、土压平衡盾构控制系统、关闭模拟装置总电源，完成针对土压平衡盾构控制系统数据信号的模拟试验。根据试验得到的启示:
1、可以给予土压平衡盾构控制系统软件设计人员以理论数据指导，在系统软件设计过程中可以根据理论试验数据进行控制参数(刀盘扭矩、刀盘转速、掘进速度等)的计算、修正。2、在针对土压平衡盾构工艺流程控制条件信号模拟试验，可以给予土压平衡盾构控制系统设计人员测试、优化系统设计指导。3、对土压平衡盾构控制系统设计理论数据进行深入研究做好基础理论工作。通过所述试验平台，可以实现如下试验: 1、针对土压平衡盾构控制系统数据信号的模拟，通过上位机软件设置，实现盾构传感器模拟信号的模拟，通过改变模拟信号的线性度来检测盾构控制系统软件数据处理能力及系统保护的响应速度，通过模拟装置操作板上按钮及人机界面的操作来实现盾构控制系统所需的数字信号，满足盾构控制系统软件测试、优化设计的需求，得出土压平衡盾构控制系统测试理论数据。2、针对土压平衡盾构工艺流程控制条件信号模拟，通过上位机软件设计及操作板的操作，实现盾构工艺流程控制条件信号的模拟，如行程开关信号模拟、主机油箱和辅助油箱液位、温度预警、报警信号模拟等，得出土压平衡盾构控制系统测试理论数据。本实例表明模拟装置能够很好实现土针对土压平衡盾构控制系统数据信号的模拟试验及针对土压平衡盾构工艺流程控制条件信号模拟试验，为土压平衡盾构控制系统设计提供理论依据。以上实施例仅用于说明本发明的优选实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖`在本发明请求保护的技术方案范围之内。
权利要求
1.一种土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置，包括用于控制本模拟装置的PLC机，其特征在于:还包括由数据发生模拟操作板(2 )与数据发生模拟上位机(I)组成的土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置的公共外部信号输入端； I号PLC电源(3)，2号处理器(3-1)，3号通讯模块(3-2)、4-11号AI/AO模块(7)、12号PLC通讯模块(4)及13-20号AI/AO模块(8)组成土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置的模拟量输入/输出系统； 21号PLC电源(5)、22号通讯模块(5-1)、23-29号为DI/DO模块(9)、30号PLC电源(6),31号通讯模块(6-1)、32-38号DI/DO模块(10)组成的土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置的数字信号输入/输出系统。
2.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置，其特征在于:所述公共外部信号输入端是由按钮、旋钮及电位器组成，固定在模拟装置操作面板上。
3.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置，其特征在于:所述数据发生模拟上位机的显示器固定在模拟装置操作面板上。
4.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置，其特征在于:所述的模拟量输入/输出系统的处理模块通过导轨安装，且导轨通过螺栓固定在模拟装置的中间隔板上。
5.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置，其特征在于:所述数字量输入/输出系统的处理模块通过导轨安装，且导轨通过螺栓固定在模拟装置的中间隔板上。
6.根据权利要求1所述的一种土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置，其特征在于:所述模拟装置后背板是为双开门。·
7.根据权利要求1至6任意项所述的一种土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置，其特征在于:所述的模拟装置为圆形、方形或二者组合。
全文摘要
本发明公开了一种用于土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置，包括用于控制本模拟装置的PLC机，还包括由数据发生模拟操作板与数据发生模拟上位机(1)组成的土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置的公共外部信号输入端；1号PLC电源，2号处理器，3号通讯模块、4-11号AI/AO模块、12号PLC通讯模块及13-20号AI/AO模块组成土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置的模拟量输入/输出系统；21号PLC电源、22号通讯模块、23-29号为DI/DO模块、30号PLC电源、31号通讯模块、32-38号DI/DO模块组成的土压平衡盾构控制系统数据发生模拟装置的数字信号输入/输出系统。本发明的模拟装置能为土压平衡盾构控制系统设计提供理论数据支持。该模拟装置结构简单，操作方便。
文档编号G05B23/00GK103246276SQ20131018237
公开日2013年8月14日 申请日期2013年5月16日 优先权日2013年5月16日
发明者陈馈, 张合沛, 王助锋, 李凤远, 张兵 申请人:中铁隧道集团有限公司