基于SCADA系统的盾构机远程数据采集系统.pdf

1、10申请公布号CN102562085A43申请公布日20120711CN102562085ACN102562085A21申请号201010601503622申请日20101223E21D9/09320060171申请人上海市基础工程有限公司地址200433上海市杨浦区民星路231号72发明人陆凯忠郑坚王传富魏晓峰易国平陆正高财峰陈静74专利代理机构上海申汇专利代理有限公司31001代理人吴宝根54发明名称基于SCADA系统的盾构机远程数据采集系统57摘要本发明涉及一种基于SCADA系统的盾构机远程数据采集系统，包括PLC程控器，数据采集服务器，路由器，数据采集服务器采集PLC程控器中盾构机各项

2、实时数据并控制、实时监控，通过一对对称数字用户线路（SDSL）双向传输到地面WEB发布服务器并实施监控，同时通过路由器向局域网发布，通过路由端口开放后向网络发布，达到远程监控和实时观测到盾构机的运行状况。本发明系统监控数据量大，几乎涵盖了盾构机的所有运行数据及IO端口状态，保证技术人员能够全方位分析数据。实现了WEB发布，为远程诊断设备故障、分析运行参数带来可能，对项目部施工质量的集中监控提供平台。51INTCL权利要求书1页说明书3页附图2页19中华人民共和国国家知识产权局12发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图2页1/1页21一种基于SCADA系统的盾构机远程数据采集系统，包括PLC程

3、控器，数据采集服务器，路由器，其特征在于所述数据采集服务器采集PLC程控器中盾构机各项实时数据并控制、实时监控，通过一对对称数字用户线路（SDSL）双向传输到地面WEB发布服务器并实施监控，同时通过路由器向局域网发布，通过路由端口开放后向网络发布，达到远程监控和实时观测到盾构机的运行状况。2根据权利要求1所述的基于SCADA系统的盾构机远程数据采集系统，其特征在于；所述数据采集服务器与PLC程控器之间的双向通讯通过数据采集与监视控制系统（SCADA）软件建立通讯数据库，以DDE方式进行实时数据传输。3根据权利要求1所述的基于SCADA系统的盾构机远程数据采集系统，其特征在于；所述PLC程控器链

4、接模块采用串口通信模块，数据采集服务器采用RS232串口与PLC程控器建立通信链接。4根据权利要求1所述的基于SCADA系统的盾构机远程数据采集系统，其特征在于；所述数据采集服务器与WEB服务器之间的通讯采用SDSL路由器点对点通信模式。权利要求书CN102562085A1/3页3基于SCADA系统的盾构机远程数据采集系统技术领域0001本发明涉及一种数据采集与监视控制系统，尤其是一种用于盾构机施工的数据采集与监视控制系统。背景技术0002现有盾构机采用的数据采集系统较简单，没有WEB发布功能。当盾构机误操作时，只能在项目部办公室看到盾构运行的基本参数。0003在盾构机修理过程中，由于大批电气

5、修理人员对PLC程序应用不熟悉，只能按照电气原理图及相关操作手册上的联锁关系等的指导下逐步排摸故障，效率较低。0004以往盾构机数据采集界面多数呈列表形式，数据查看不形象，不直观。尤其是对于经验并不丰富的年轻技术人员分析盾构运行数据带来困难。0005根据上述使用经验总结，为了更好地降低盾构操作的安全不利因素，控制盾构施工质量，降低劳动强度，提高工作效率。结合吸取多年来操作各种进口地铁盾构的优点，对盾构机数据采集系统作了全面改进，基本克服了上述缺点。对于现有盾构施工的提高效率、质量控制有比较深远的意义及前景。0006利用基于SCADA（数据采集与监视控制系统）系统的组态软件对盾构机运行数据进行采

6、集、分析以达到集中监控、远程分析、专家把关等目的，对于盾构施工质量过程控制具有较积极的意义。发明内容0007本发明是要提供一种基于SCADA数据采集与监视控制系统系统的盾构机远程数据采集系统，该系统监控数据涵盖盾构机的所有运行数据及IO端口状态，保证技术人员能够全方位分析数据，针对某一故障现象提供维修参考，对盾构机维修人员提供快捷的修理方法，保证盾构机的运行可靠性，嵌入动画显示，盾构机运行状态比较直观，便于对盾构施工工艺的理解，实现WEB发布，为远程诊断设备故障、分析运行参数带来可能，对项目部施工质量的集中监控提供平台。0008为实现上述目的，本发明的技术方案是一种基于SCADA系统的盾构机远

7、程数据采集系统，包括PLC程控器，数据采集服务器，路由器，其特点是数据采集服务器采集PLC程控器中盾构机各项实时数据并控制、实时监控，通过一对对称数字用户线路（SDSL）双向传输到地面WEB发布服务器并实施监控，同时通过路由器向局域网发布，通过路由端口开放后向网络发布，达到远程监控和实时观测到盾构机的运行状况。0009数据采集服务器与PLC程控器之间的双向通讯通过数据采集与监视控制系统（SCADA）软件建立通讯数据库，以DDE方式进行实时数据传输。PLC程控器链接模块采用串口通信模块，数据采集服务器采用RS232串口与PLC建立通信链接。0010数据采集服务器与WEB服务器之间的通讯采用SDS

8、L路由器点对点通信模式。0011本发明与现有数据采集系统相比具有的有益效果说明书CN102562085A2/3页4本发明系统监控数据量大，几乎涵盖了盾构机的所有运行数据及IO端口状态，保证技术人员能够全方位分析数据。0012本发明系统嵌入了液压回路的图纸、刀盘主回路的电气图，各阀件、电气部件的运行状况一目了然，特别是在报警画面嵌入了帮助画面，针对某一故障现象提供维修参考，对盾构机维修人员提供了快捷的修理方法，保证了盾构机的运行可靠性。0013本发明系统嵌入了较多的动画显示，盾构机运行状态比较直观，便于对盾构施工工艺的理解。0014加入了一分钟报表的显示、历史报表的查询，报表数据采集一分钟一组，

9、具有连贯性的特点，便于数据正确分析。0015加入一秒钟实时曲线显示、历史曲线查询、最大值、最小值、平均值自动计算、横向游标、纵向比例缩放，数据分析比较直观。0016实现了WEB发布，为远程诊断设备故障、分析运行参数带来可能，对项目部施工质量的集中监控提供平台。附图说明0017图1是本发明系统的结构框图；图2是数据采集服务器与PLC之间的通讯框图；图3是数据采集服务器与WEB服务器之间的通讯框图；图4是WEB服务器的画面与数据发布框图。具体实施方式0018下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。0019如图1所示，本发明的基于SCADA系统（数据采集与监视控制系统）的盾构机远程数据采集系统，

10、包括PLC程控器，数据采集服务器，路由器，WEB服务器，SDSL（对称数字用户线路）等。0020SCADA框图中箭头方向为通讯数据传输方向。数据采集服务器采集PLC程控器中的实时数据并参与控制、实时监控，采集获取施工现场盾构机实时运转情况、盾构施工参数、设备运转情况以及综合处理盾构施工信息，将得到的数据通过一对SDSL（对称数字用户线路）双向传输到地面WEB服务器并实施监控，同时通过路由器向局域网发布，通过路由端口开放后向网络发布，达到远程监控的目的。确保各项监控数据能顺利传输到公司总部监控中心的电脑上以实现统一监控、集中管理的功能。0021该系统目前已通过三台盾构共5公里左右的实际使用。该系

11、统主要利用组态软件的组态来完成盾构机各项数据的采集，并通过一对SDSL传送到地面办公室，使得施工人员在现场办公室能够实时地观测到盾构机的运行状况。传输距离在8公里以内。该系统共采集500多个实时数据，几乎涵盖了盾构机所有的驱动输出、信号反馈、技术参数。目前，该系统已经完成了WEB发布，可以在网络上实时监视盾构机的各项运行数据，达到了真正意义上的远程异地监控。0022如图2所示，数据采集服务器与PLC之间的通讯数据采集服务器与PLC之间的双向通讯通过SCADA软件建立通讯数据库，以WINDOWS说明书CN102562085A3/3页5操作系统面向非编程程序用户的程序间通信标准（DDE）方式进行实

12、时数据传输。PLC链接模块采用串口通信模块，服务器采用RS232串口与PLC建立通信链接。通信格式波特率9600、数据位8、停止位1、偶校验。然后在数据库中建立需要监控的变量名称、地址等如图3所示，数据采集服务器与WEB服务器之间的通讯数据采集服务器与WEB服务器之间的通讯采用SDSL路由器点对点通信模式。，能在一对铜缆上传输最高2304MBPSV35信号而在7公里内不需要中继器，误码率不超过107。通过高速数据接口10BASET方式，一部客户端单机式SHDSL经由一对铜缆连接到另一端单机式局端SHDSL，以达到双向对称式传输。需要注意的是一对SDSL路由器必须设置好主从关系。采用WEB浏览器方式配置时，数据采集服务器、WEB发布服务器PC和路由器的IP地址必须在同一网段上，并且子网掩码相同。0023如图4所示，WEB服务器的画面、数据发布WEB服务器采用双网卡配置，首先在网络设置上完成广域网的配置并且能够正常登陆广域网。然后进入路由器完成MAC地址的绑定，端口的映射。在WEB服务器上安装动态域名解析软件，完成域名的指向设定。其中IP地址与默认网关必须在同一网段。说明书CN102562085A1/2页6图1图2图3说明书附图CN102562085A2/2页7图4说明书附图CN102562085A