本實(shí)用新型屬于設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種盾構(gòu)/TBM振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)，尤其涉及一種盾構(gòu)/TBM振動(dòng)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

盾構(gòu)/TBM振動(dòng)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是用于對(duì)盾構(gòu)/TBM主軸承、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速機(jī)、液壓泵站上的電機(jī)和液壓泵等設(shè)備的振動(dòng)進(jìn)行連續(xù)、自動(dòng)監(jiān)測(cè)的必要系統(tǒng)。設(shè)備的振動(dòng)監(jiān)測(cè)是設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作的一部分，在國內(nèi)外航空航天、軍事、風(fēng)電、冶金等領(lǐng)域已廣泛應(yīng)用，在國內(nèi)盾構(gòu)/TBM領(lǐng)域已開展應(yīng)用。目前盾構(gòu)/TBM振動(dòng)監(jiān)測(cè)均采用常規(guī)的手持式振動(dòng)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，需要專業(yè)技術(shù)人員定期到設(shè)備上進(jìn)行監(jiān)測(cè)并手動(dòng)記錄數(shù)據(jù)，無法對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)，數(shù)據(jù)具有離散性和隨機(jī)性，無法獲得設(shè)備的連續(xù)數(shù)據(jù)，導(dǎo)致無法對(duì)設(shè)備狀態(tài)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析和預(yù)判。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，本實(shí)用新型的目的是提供一種盾構(gòu)/TBM振動(dòng)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

本實(shí)用新型為完成上述目的采用如下技術(shù)方案：

一種盾構(gòu)/TBM振動(dòng)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述的盾構(gòu)/TBM振動(dòng)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有被監(jiān)測(cè)設(shè)備；所述的被監(jiān)測(cè)設(shè)備包含有主軸承、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速機(jī)、主泵站電機(jī)和液壓泵；所述主軸承的上下左右均設(shè)置有監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并在每個(gè)所述監(jiān)測(cè)點(diǎn)的軸向和徑向安裝數(shù)據(jù)采集器；所述的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速機(jī)均為多個(gè)，在所述的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速機(jī)輸出端安裝數(shù)據(jù)采集器；所述的主泵站電機(jī)和液壓泵均為多個(gè)；在功率大于30kW的主泵站電機(jī)驅(qū)動(dòng)和所對(duì)應(yīng)驅(qū)動(dòng)液壓泵的輸出端安裝數(shù)據(jù)采集器；所述的數(shù)據(jù)采集器具有并聯(lián)連接的振動(dòng)傳感器和溫度傳感器，用以采集被監(jiān)測(cè)設(shè)備的振動(dòng)值和溫度；所述的數(shù)據(jù)采集器為3軸傳感器；多個(gè)所述的數(shù)據(jù)采集器均通過網(wǎng)絡(luò)接口或串行接口與CS通訊管理機(jī)連通；所述的CS通訊管理機(jī)收集各數(shù)據(jù)采集器采集到的數(shù)據(jù)，并將所采集的數(shù)據(jù)輸送到監(jiān)控系統(tǒng)，完成后臺(tái)對(duì)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控；同時(shí)能夠?qū)⒑笈_(tái)或主站命令傳遞給各測(cè)控裝置，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)程控制。

所述的數(shù)據(jù)采集器還包括有放大電路；所述的放大電路與所對(duì)應(yīng)的振動(dòng)傳感器、溫度傳感器連通，并在所述的振動(dòng)傳感器、溫度傳感器與放大電路之間設(shè)置濾波器；所述的放大電路通過A/D轉(zhuǎn)換器連通嵌入式處理器；所述的數(shù)據(jù)采集器將振動(dòng)傳感器、溫度傳感器采集到的電信號(hào)通過濾波器進(jìn)行濾波，通過放大電路將信號(hào)放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換送入嵌入式處理器；所述的嵌入式處理器讀取采樣后的數(shù)字信號(hào)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器上，并將計(jì)算結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)接口/串行接口發(fā)送到CS通訊管理機(jī)。

所述的數(shù)據(jù)采集器為集成盒子，通過螺栓方式固定到被監(jiān)測(cè)設(shè)備上。

所述的CS通訊管理機(jī)是高度集成的32位嵌入式智能通信裝置。

所述的監(jiān)控系統(tǒng)為整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的中心，所述的監(jiān)控系統(tǒng)采用SCAD軟件，SCAD軟件具有實(shí)時(shí)監(jiān)控、圖表生成、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、報(bào)警的功能，能夠?qū)崿F(xiàn)可視化的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程在線監(jiān)控，能夠設(shè)置各被測(cè)設(shè)備的振動(dòng)、溫度的預(yù)警值，如采集到的信號(hào)超過預(yù)警值系統(tǒng)將報(bào)警，提醒用戶注意并及時(shí)處理。

所述的監(jiān)控系統(tǒng)通過發(fā)布命令給各測(cè)控裝置從而實(shí)現(xiàn)后臺(tái)控制，能夠?qū)崿F(xiàn)通過網(wǎng)絡(luò)方式將監(jiān)控界面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)現(xiàn)在線、實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。

本實(shí)用新型提出的一種盾構(gòu)/TBM振動(dòng)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用上述技術(shù)方案后可達(dá)到如下的有益效果：

1）實(shí)現(xiàn)了對(duì)盾構(gòu)/TBM關(guān)鍵部件在工作過程中振動(dòng)、溫度的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)；實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程對(duì)設(shè)備振動(dòng)狀態(tài)的監(jiān)控，節(jié)約了大量的人工成本，實(shí)現(xiàn)了智能化控制。

2）實(shí)現(xiàn)了周期性分時(shí)段對(duì)設(shè)備的工作狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，能夠?qū)υO(shè)備磨損狀況及設(shè)備故障進(jìn)行精準(zhǔn)化、科學(xué)化管理。

3）通過獲取大量的設(shè)備振動(dòng)、溫度原始數(shù)據(jù)，通過對(duì)數(shù)據(jù)的詳細(xì)分析處理能夠得出設(shè)備狀態(tài)發(fā)展趨勢(shì)，預(yù)防重大設(shè)備故障，降低維修停機(jī)成本，為設(shè)備使用、維修提供參考。

綜上所述，本實(shí)用新型通過對(duì)盾構(gòu)/TBM關(guān)鍵部件振動(dòng)、溫度的在線監(jiān)測(cè)，一方面能有效地分析設(shè)備振動(dòng)狀況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備存在的異常情況；另一方面則能根據(jù)大量的原始數(shù)據(jù)分析得到設(shè)備狀態(tài)發(fā)展趨勢(shì)，指導(dǎo)設(shè)備的視情維護(hù)和保養(yǎng)，確保盾構(gòu)/TBM安全運(yùn)行。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型中數(shù)據(jù)采集器部分的示意圖。

圖中：1、被監(jiān)測(cè)設(shè)備，2、數(shù)據(jù)采集器，3、CS通訊管理機(jī)，4、監(jiān)控系統(tǒng)，5、振動(dòng)傳感器，6、溫度傳感器，7、濾波器，8、放大電路，9、A/D轉(zhuǎn)換器，10、電源，11、存儲(chǔ)器，12、嵌入式處理器，13、網(wǎng)絡(luò)接口，14、串行接口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步說明：

如圖1所示，一種盾構(gòu)/TBM振動(dòng)在線自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要包括被監(jiān)測(cè)設(shè)備1，數(shù)據(jù)采集器2，CS通訊管理機(jī)3，監(jiān)控系統(tǒng)（SCAD）4組成。所述的被監(jiān)測(cè)設(shè)備1包含主軸承、主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速機(jī)、主泵站電機(jī)和液壓泵。所述的主軸承為盾構(gòu)/TBM上最核心的部件，選擇上下左右四個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，分別在每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的軸向和徑向安裝數(shù)據(jù)采集器2來采集主軸承的振動(dòng)值和溫度；所述的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速機(jī)均為多個(gè)，在所述的主驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速機(jī)輸出端安裝數(shù)據(jù)采集器2采集振動(dòng)值和溫度；所述的主泵站電機(jī)和液壓泵均為多個(gè)，主要為液壓主泵站上大于30kW的電機(jī)驅(qū)動(dòng)和所驅(qū)動(dòng)的液壓泵，在所述的電機(jī)和液壓泵輸出端安裝數(shù)據(jù)采集器2采集振動(dòng)值和溫度。

如圖2所示，數(shù)據(jù)采集器2包含振動(dòng)傳感器5，溫度傳感器6，放大電路8，濾波器7，A/D轉(zhuǎn)換器9，嵌入式處理器12，存儲(chǔ)器11，串行接口14，網(wǎng)絡(luò)接口13，電源10；所述的振動(dòng)傳感器5、溫度傳感器6并聯(lián)連接，分別對(duì)旋轉(zhuǎn)設(shè)備的振動(dòng)、溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)。所述的振動(dòng)傳感器5統(tǒng)一采用3軸傳感器，在實(shí)際安裝過程中，只需定義所需要監(jiān)測(cè)的軸向，其它軸向進(jìn)行屏蔽或者忽略。

所述的數(shù)據(jù)采集器2為集成盒子，通過螺栓方式固定到被監(jiān)測(cè)設(shè)備上，能夠采集設(shè)備的振動(dòng)值、溫度值。所述的數(shù)據(jù)采集器2將振動(dòng)傳感器5、溫度傳感器6采集到的電信號(hào)通過濾波器7進(jìn)行濾波，通過放大電路8將信號(hào)放大后進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，嵌入式處理器12讀取采樣后的數(shù)字信號(hào)，將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到存儲(chǔ)器11上，并計(jì)算將結(jié)果通過網(wǎng)絡(luò)接口13/串行接口14發(fā)送到CS通訊管理機(jī)3。

所述的CS通訊管理機(jī)3高度集成的32位嵌入式智能通信裝置，用于收集各數(shù)據(jù)采集器采集到的數(shù)據(jù)，并通過用戶指定的通訊協(xié)議（OPC、104、Modbus等）和通訊介質(zhì)（以太網(wǎng)、RS232/485、profibus等）集中輸送到監(jiān)控系統(tǒng)（SCAD）軟件，完成后臺(tái)對(duì)整個(gè)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控；同時(shí)能夠?qū)⒑笈_(tái)或主站命令傳遞給各測(cè)控裝置，實(shí)現(xiàn)當(dāng)?shù)鼗蜻h(yuǎn)程控制。通訊管理機(jī)與現(xiàn)有的PLC（西門子S7-300或者400系列）之間可以采用工業(yè)以太網(wǎng)直連或者通過現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)控后臺(tái)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)來實(shí)現(xiàn)盾構(gòu)機(jī)的數(shù)據(jù)采集工作同時(shí)與自行安裝的振動(dòng)溫度傳感器通過485方式進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊。

所述的監(jiān)控系統(tǒng)（SCAD）4件為整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的中心，軟件具有實(shí)時(shí)監(jiān)控、圖表生成、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)分析、報(bào)警等功能。能夠?qū)崿F(xiàn)可視化的對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行遠(yuǎn)程在線監(jiān)控，能夠設(shè)置各被測(cè)設(shè)備的振動(dòng)、溫度的預(yù)警值，如采集到的信號(hào)超過預(yù)警值系統(tǒng)將報(bào)警，提醒用戶注意并及時(shí)處理。

所述的監(jiān)控系統(tǒng)（SCAD）4軟件過發(fā)布命令給各測(cè)控裝置從而實(shí)現(xiàn)后臺(tái)控制。能夠?qū)崿F(xiàn)通過網(wǎng)絡(luò)方式將監(jiān)控界面實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸，實(shí)現(xiàn)在線、實(shí)時(shí)、遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。