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湿喷机远程控制系统的设计及实现

材料写作网    时间: 2022-12-05 11:55:04     阅读:

赵靖宇,王锴,邢泊,杜孟超

(1.中铁工程装备集团有限公司,河南 郑州 450016;
2.中铁工程装备集团隧道设备制造有限公司,河南 新乡 453000)

湿喷机是一种利用压缩空气将混凝土混合料和速凝剂按比例输送高速喷射到受喷面上,经凝结硬化形成混凝土支护层的工程机械[1],在隧道支护工序中得到了广泛应用,但存在噪音、粉尘污染等问题,特别针对软弱围岩地质,现场作业危险系数高,对操作人员的健康造成很大损害。随着工业智能化技术发展、人口老龄化及工人劳动保护意识提高,'机械化换人,自动化减人“已经成为隧道施工的发展趋势,远程控制技术是其中一个重要发展方向[2]。国内一些煤矿已在矿井掘进机应用远程控制技术,现了掘进机工作过程的定向、定位和定形的自动化远程控制,相关高校采用mesh 网络及无服务平台设计一种远程控制行走机器人,完成了隧道施工探测[3-4]。

本文设计了一种湿喷机远程控制系统,采用无线网络通信,将上位机平台接入隧道局域网实现对湿喷机地远程控制作业。该系统能够实时监控设备运行状态、故障预警,减少隧道工况的安全隐患,为后续无人化与智能化技术引入打下基础。

根据隧道施工实际工况,将湿喷机远程控制系统分为设备车载端和上位机平台两部分,车载端实时采集现场图像及车辆状态参数在上位机平台进行处理显示,操作手在上位机平台根据监测实时作业情况发送控制指令,由车载端进行相关动作执行,两端通过隧道内局域网进行网络通信,系统总体架构如图1 所示。

图1 系统框图

设备车载端由电控系统、摄像系统、信息交互单元三部分组成,电控系统由控制器、传感器等采集车辆状态参数、执行动作指令并将相关数据传输至数据交互模块,视频采集模块实现视频数据实时采集传输,数据交互模块作为数据中转站实现车载端与平台端的数据交互,对两端收发数据进行校验、协议转换;
上位机平台负责操作台控制指令采集、车载端数据参数接收及实时视频解析,传输至上位机软件进行显示。

由于隧道内作业环境较差,线路连接不利于线缆保存和设备移动,而无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN) 具有灵活性强、部署成本低等优点,在工业领域得到广泛应用,因此采用WLAN 实现湿喷机联网...

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