一種盾構(gòu)機熱備控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種構(gòu)機熱備控制系統(tǒng)，涉及盾構(gòu)機控制領(lǐng)域；解決了盾構(gòu)機控制系統(tǒng)容錯率低的問題，本方案包括熱備PLC主機、熱備PLC備用機、兩個熱備以太網(wǎng)交換機、交換機和下掛設(shè)備，熱備PLC主機與一個熱備以太網(wǎng)交換機連接，熱備PLC備用機與另一個熱備以太網(wǎng)交換機連接，熱備PLC主機采用CPU同步鏈路與熱備PLC備用機連接，兩個熱備以太網(wǎng)交換機之間采用同步鏈路連接，交換機與兩個熱備以太網(wǎng)交換機連接成以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)，下掛設(shè)備與交換機連接。可保證盾構(gòu)控制系統(tǒng)在主機故障時執(zhí)行程序流程的不間斷和當前數(shù)據(jù)的完整性，提高以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)在硬件和軟件上的容錯能力，極大的提高的盾構(gòu)機控制系統(tǒng)的冗余可靠性能。
【專利說明】一種盾構(gòu)機熱備控制系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及盾構(gòu)機控制領(lǐng)域，尤其是涉及一種盾構(gòu)機熱備控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]盾構(gòu)機被廣泛使用在城市地鐵隧道建設(shè)中，由于是在隧道內(nèi)進行施工作業(yè)，對盾構(gòu)機控制系統(tǒng)的可靠性要求很高。目前國產(chǎn)盾構(gòu)機的控制系統(tǒng)主要采用單機PLC控制器加分布式站點的拓撲結(jié)構(gòu)方式。采用上述方式構(gòu)建的系統(tǒng)有如下問題:容錯率低，當PLC控制器故障后，會導致盾構(gòu)機故障停機并丟失施工數(shù)據(jù)，影響工期，嚴重的可能造成重大事故。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實用新型的目的在于:針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，提供一種保證數(shù)據(jù)完整性、提高盾構(gòu)機控制系統(tǒng)的冗余可靠性能的盾構(gòu)機熱備控制系統(tǒng)。
[0004]本實用新型的目的通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn):
[0005]一種盾構(gòu)機熱備控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括熱備PLC主機、熱備PLC備用機、兩個熱備以太網(wǎng)交換機、交換機和下掛設(shè)備，所述熱備PLC主機與一個熱備以太網(wǎng)交換機連接，所述熱備PLC備用機與另一個熱備以太網(wǎng)交換機連接，熱備PLC主機采用CPU同步鏈路與熱備PLC備用機連接，兩個熱備以太網(wǎng)交換機之間采用同步鏈路連接，所述交換機與兩個熱備以太網(wǎng)交換機連接成以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)，所述下掛設(shè)備與交換機連接。
[0006]優(yōu)選的，交換機設(shè)有多個，每個交換機都連接一個下掛設(shè)備。
[0007]優(yōu)選的，所述的下掛設(shè)備為泡沫系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、導向系統(tǒng)、HIM電腦、地面監(jiān)控系統(tǒng)、分布式I/o模塊、無線I/O傳輸設(shè)備或操作開關(guān)按鈕。
[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型通過對控制系統(tǒng)核心PLC控制的熱備設(shè)計和以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)建立，保證了盾構(gòu)控制系統(tǒng)在主機故障時執(zhí)行程序流程的不間斷和當前數(shù)據(jù)的完整性，提高了以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)在硬件和軟件上的容錯能力，極大的提高的盾構(gòu)機控制系統(tǒng)的冗余可靠性能。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1為本實用新型的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0010]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型進行詳細說明。
[0011]實施例
[0012]如圖1所示，一種盾構(gòu)機熱備控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括熱備PLC主機1、熱備PLC備用機2、兩個熱備以太網(wǎng)交換機3、交換機4和下掛設(shè)備。熱備PLC主機I與一個熱備以太網(wǎng)交換機3連接。熱備PLC備用機2與另一個熱備以太網(wǎng)交換機3連接。熱備PLC主機I采用CPU同步鏈路與熱備PLC備用機2連接。兩個熱備以太網(wǎng)交換機3之間采用同步鏈路連接。交換機4與兩個熱備以太網(wǎng)交換機3連接成以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)。下掛設(shè)備與交換機4連接。本實用新型系統(tǒng)采用兩組熱備PLC控制器和熱備以太網(wǎng)交換機，一組為主機設(shè)備，一組為備用設(shè)備?？刂品椒ㄈ缦拢斂刂葡到y(tǒng)正常運行時，熱備PLC主機正常工作，熱備PLC備用機處于待機狀態(tài)，只與熱備PLC主機進行數(shù)據(jù)同步；當熱備PLC主機故障時，熱備PLC備用機在一定時間內(nèi)完全代替主機設(shè)備運行工作。當系統(tǒng)正常運行時，主機設(shè)備正常工作，備用設(shè)備處于待機狀態(tài)，只與主機設(shè)備進行數(shù)據(jù)同步。當主機設(shè)備故障時，備用設(shè)備可在極短的時間內(nèi)，如10s，完全代替主機設(shè)備運行工作，保證了盾構(gòu)控制系統(tǒng)在主機故障時執(zhí)行程序流程的不間斷和當前數(shù)據(jù)的完整性。并利用兩組熱備以太網(wǎng)交換機組成一個以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)，形成了冗余性能更高的以太網(wǎng)拓撲網(wǎng)絡(luò)，當以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)中有任一處連接電纜損壞時，不影響整個網(wǎng)絡(luò)上所有站點的設(shè)備通訊工作。
[0013]在此環(huán)網(wǎng)中，下掛設(shè)備如下:泡沫系統(tǒng)5 ;注衆(zhòng)系統(tǒng)6 ;導向系統(tǒng)7 ;HIM電腦8 (或稱人機交互HIM觸摸屏)，負責對盾構(gòu)機的實時參數(shù)進行顯示和一些動作指令的下達；地面監(jiān)控系統(tǒng)9 ;分布式IO站點12 (站點內(nèi)設(shè)置分布式I/O模塊)，負責如壓力傳感器、流量傳感器、開關(guān)信號等輸入信號的采集和如繼電器、電磁閥等控制執(zhí)行元件的輸出信號的輸出；操作開關(guān)按鈕，負責盾構(gòu)機重要指令的下達；無線I/O傳輸設(shè)備10，負責將無線遙控器的信號接收并傳輸給PLC控制器；其他機電設(shè)備，例如刀盤變頻器11，負責接收網(wǎng)絡(luò)中的控制指令并執(zhí)行，并將變頻器的實時參數(shù)傳輸給PLC控制器。
[0014]通過對控制系統(tǒng)核心PLC控制的熱備設(shè)計和以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)建立，保證了盾構(gòu)控制系統(tǒng)在主機故障時執(zhí)行程序流程的不間斷和當前數(shù)據(jù)的完整性，提高了以太網(wǎng)通訊網(wǎng)絡(luò)在硬件和軟件上的容錯能力，極大的提高的盾構(gòu)機控制系統(tǒng)的冗余可靠性能。
[0015]以上所述僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，應(yīng)當指出的是，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種盾構(gòu)機熱備控制系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括熱備PLC主機、熱備PLC備用機、兩個熱備以太網(wǎng)交換機、交換機和下掛設(shè)備，所述熱備PLC主機與一個熱備以太網(wǎng)交換機連接，所述熱備PLC備用機與另一個熱備以太網(wǎng)交換機連接，熱備PLC主機采用CPU同步鏈路與熱備PLC備用機連接，兩個熱備以太網(wǎng)交換機之間采用同步鏈路連接，所述交換機與兩個熱備以太網(wǎng)交換機連接成以太網(wǎng)環(huán)網(wǎng)，所述下掛設(shè)備與交換機連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種盾構(gòu)機熱備控制系統(tǒng)，其特征在于，交換機設(shè)有多個，每個交換機都連接一個下掛設(shè)備。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種盾構(gòu)機熱備控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的下掛設(shè)備為泡沫系統(tǒng)、注漿系統(tǒng)、導向系統(tǒng)、HM電腦、地面監(jiān)控系統(tǒng)、分布式I/O模塊、無線I/O傳輸設(shè)備或操作開關(guān)按鈕。
【文檔編號】H04L1/22GK203377898SQ201320487080
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年8月9日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月9日
【發(fā)明者】李恒, 李才洪, 周鴻雛, 陳文菊 申請人:南車資陽機車有限公司