專利名稱：深基坑鋼支撐軸力自適應系統(tǒng)的移動診斷系統(tǒng)裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及建筑工程技術領域，尤其是一種應用于深基坑鋼支撐軸力自適應系統(tǒng) 的移動式診斷系統(tǒng)裝置。
背景技術：
伴隨著城市軌道交通的大發(fā)展，加之土地資源的極度緊缺，近鄰地鐵的基坑工程 (尤其是深基坑工程)日益增多，且基坑開挖已趨于大規(guī)?；按笊疃然?。例如，某些深基 坑的開挖深度近21米(局部最深處達26米)，深基坑與地鐵隧道的凈間距僅5. 4米(局部 最近處僅3. 8米)，深基坑與地鐵隧道的平行長度達90米。此時，建筑施工時不得不面臨一 個問題，即地鐵的安全問題。目前基坑的施工多以明挖順作法為主，眾所周知，深基坑明挖 施工往往伴隨著極強的環(huán)境效應，若不對深基坑施工進行嚴格的變形控制，鄰近的地鐵會 因為較大變形而影響其正常使用，嚴重時甚至引發(fā)事故，所造成的經(jīng)濟損失和社會影響是 不可估量的。因此，超深基坑施工對鄰近地鐵的安全影響控制已逐漸演化為現(xiàn)代基坑工程 研究的主要方向之一。在上海等軟土地區(qū)城市深基坑的開挖支護常用0 609X S 16 (直徑609毫米X壁 厚16毫米)的鋼管支撐，一般鋼支撐時，均按設計要求施加預應力，但在施工時，隨著時間 的推移，鋼支撐上所加的預應力會降低，有時會降低很多，甚至降低量達50%以上，而且此 時又很難去施加支撐軸力，故引起墻體位移，位移過大時，將直接影響基坑的安全，進而影 響基坑邊運營中地鐵的安全。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術問題是設計一種移動診斷系統(tǒng)裝置，應用于深基坑鋼支撐 軸力自適應系統(tǒng)，方便工人施加軸應力以及進行故障排查，進而可以減少基坑的變形，確保 管線等建筑物(例如運營中的地鐵等)的安全。本發(fā)明所采用的技術方案是一種深基坑鋼支撐軸力自適應系統(tǒng)的移動診斷系 統(tǒng)裝置，所述深基坑鋼支撐軸力自適應系統(tǒng)包括連接在總線上的監(jiān)控站、操作站、現(xiàn)場控制 站，連接在現(xiàn)場控制站上的液壓泵站系統(tǒng)，連接在液壓泵站系統(tǒng)上的千斤頂。所述移動診斷 系統(tǒng)裝置包括用于自動診斷及監(jiān)控對應現(xiàn)場控制站下各液壓泵站系統(tǒng)和千斤頂實時運行 狀態(tài)的觸摸屏智能模塊系統(tǒng)，用于手動控制對應液壓泵站系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力及液壓泵站系統(tǒng) 下各千斤頂伸縮動作及壓力的手動操作系統(tǒng)模塊；所述觸摸屏智能模塊系統(tǒng)包括用于顯示 和作為人機界面的觸摸屏、用于接入指令信號的自動模塊；所述現(xiàn)場控制站上具有與觸摸 屏智能模塊系統(tǒng)匹配的智能診斷接口，所述液壓泵站系統(tǒng)上具有與手動操作系統(tǒng)模塊匹配 的手動診斷接口。由于上述技術方案的實施，本發(fā)明具有以下優(yōu)點模塊化設計、集成度高；自動模 式、手動模式可以切換；適用于各種應急處理；界面簡潔、操作方便。該移動診斷系統(tǒng)裝置 專用于深基坑鋼支撐自適應系統(tǒng)的故障診斷、鋼支撐軸力的分步加載、以及故障的應急處理等，大大提高了自適應系統(tǒng)運行的安全性，從而更有效控制深基坑施工引起的圍護體變 形，確保深基坑邊管線建筑物，特別是運行中地鐵的安全。


通過附圖中所示的本發(fā)明的優(yōu)選實施例的更具體說明，本發(fā)明的上述及其它目 的、特征和優(yōu)勢將更加清晰。在全部附圖中相同的附圖標記指示相同的部分。并未刻意按 實際尺寸等比例縮放繪制附圖，重點在于示出本發(fā)明的主旨。圖1為深基坑鋼支撐軸力自適應系統(tǒng)原理圖；圖2為移動診斷系統(tǒng)裝置原理圖；圖3為觸摸屏智能模塊系統(tǒng)原理圖；圖4為手動操作系統(tǒng)模塊原理圖。
具體實施例方式本實施例給出一種移動診斷系統(tǒng)裝置，可用于對圖1所示的深基坑鋼支撐軸力自 適應系統(tǒng)進行故障診斷及實時壓力補償與監(jiān)控。圖1所示的深基坑鋼支撐軸力自適應系統(tǒng)10，包括連接在總線13上的監(jiān)控站11、 操作站12、六個現(xiàn)場控制站14a、14b 14f，每個現(xiàn)場控制站14a、14b 14f 均連接有三 個液壓泵站系統(tǒng)15a、15b、15c，每個液壓泵站系統(tǒng)15a、15b、15c均連接有四只千斤頂16a、 16b、16c、16d，所述四只千斤頂16a、16b、16c、16d各自與四根鋼支撐管連接并按設計位置 支撐于基坑的兩端。參見圖2，本實施例所提出的移動診斷系統(tǒng)裝置20，包括兩大模塊觸摸屏智能模 塊系統(tǒng)21與手動操作系統(tǒng)模塊22，其中觸摸屏智能模塊系統(tǒng)21又包括觸摸屏23與自動模 塊24。參見圖1，所述現(xiàn)場控制站14a、14b 14f上均具有三個智能診斷接口 140，所述智 能診斷接口 140用于與所述觸摸屏智能模塊系統(tǒng)21的連接，每個智能診斷接口 140對應于 一個液壓泵站系統(tǒng)；所述液壓泵站系統(tǒng)15a、15b、15c上均具有手動診斷接口 150，所述手動 診斷接口 150用于與手動操作系統(tǒng)模塊22的連接。結合圖2與圖3，所述觸摸屏智能模塊系統(tǒng)21與現(xiàn)場控制站14a、14b 14f通過 RS232連接通訊，其中觸摸屏23作為顯示、發(fā)送指令的診斷與監(jiān)控設備；自動模塊24包括 多個按鈕開關，作為指令信號接入控制器，提供指令信號，提高系統(tǒng)安全可靠性。下面，從觸 摸屏智能模塊系統(tǒng)21所具有的功能來描述其結構與方法。壓力顯示功能液壓泵站系統(tǒng)15a、15b、15c的系統(tǒng)壓力值反饋至觸摸屏23并能夠 被顯示，千斤頂16a、16b、16c、16d的實時壓力值也反饋至觸摸屏23并能夠被數(shù)字和圖表顯 示。自動模塊24包括用于控制觸摸屏23電源開關的自鎖開關SB0，從而控制觸摸屏23的 工作與否。燈L0用于顯示觸摸屏23的上電與否。自動壓力調(diào)整功能自動模塊24包括用于確認所設定壓力給定的自復按鈕SB3， 觸摸屏23具有調(diào)壓菜單欄，在調(diào)壓菜單欄內(nèi)輸入預期設定壓力之后，按下設定壓力給定自 復按鈕SB3，確認將該預期設定壓力設定給程序。自動模塊24還包括用于啟動被選定液壓 泵站系統(tǒng)按設定壓力值自動調(diào)壓的自復按鈕SB 1，以及用于停止被選定液壓泵站系統(tǒng)按設 定壓力值自動調(diào)壓的自復按鈕SB2。在系統(tǒng)運行的過程中如出現(xiàn)錯誤報警，可及時故障報警所對應的自動調(diào)壓停止按鈕SB2，對應液壓泵站系統(tǒng)或?qū)Ы镯攲⑼Ｖ棺詣诱{(diào)壓運行。千斤頂伸縮調(diào)整功能觸摸屏23上具有千斤頂選擇菜單欄，可以選擇與移動診斷 系統(tǒng)裝置20連接的四只千斤頂16a、16b、16c、16d的選通與否，例如可以使得其中的一只或 幾只或全部頂被選通。自動模塊24包括使得被選通的千斤頂活塞桿伸的點動伸自復按鈕 SB7，還包括使得被選通的千斤頂活塞桿縮的點動縮的串連自復按鈕SB4、SB5，當同時按壓 SB4、SB5時才能夠使得被選通的千斤頂減小預應力，之所以設置串連按鈕，是為了避免誤操 作，確保安全。故障檢測功能實現(xiàn)現(xiàn)場的各單獨泵站的實時運行情況的監(jiān)控和運行參數(shù)設定 (設定壓力等)；以及實現(xiàn)現(xiàn)場所有的存在故障的液壓泵站系統(tǒng)的故障集中顯示界面。例 如，當深基坑鋼支撐軸力自適應系統(tǒng)10中某個液壓泵站系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，接上移動診斷系 統(tǒng)裝置20后，觸摸屏23會顯示相應部位的異常并進行報警提示，可以診斷出什么故障、故 障的位置以及引起故障的原因等，便于迅速查修，恢復系統(tǒng)正常運行。自動模塊24包括用 于確認故障恢復的自復按鈕SB6，當異常情況被排除后，按壓SB6，確認故障恢復。上述各開關、按鈕連接至接插件J1，當需要用移動診斷系統(tǒng)裝置20對深基坑鋼支 撐軸力自適應系統(tǒng)10的某個液壓泵站系統(tǒng)或千斤頂進行自動診斷與壓力調(diào)整時，用通信 電纜將移動診斷系統(tǒng)裝置20的J1接口與現(xiàn)場控制站14a、14b 14f上的智能診斷接口 140 連接，因為每個現(xiàn)場控制站具有三個智能診斷接口，分別對應于一個液壓泵站系統(tǒng)，當需要 診斷或操作哪個液壓泵站系統(tǒng)時，就將J1接口與對應的智能診斷接口連接；當需要同時操 作或診斷兩臺或多臺液壓泵站系統(tǒng)時，則需要兩臺或多臺移動診斷系統(tǒng)裝置20，分別與對 應智能診斷接口連接。下面結合圖2與圖4，對所述手動操作系統(tǒng)模塊22進行介紹。邏輯保護功能現(xiàn)場控制站14a、14b 14f上設置有急停開關(圖中未顯示)，當 該急停開關按下后，現(xiàn)場控制站PLC停止工作，即對應的液壓泵站系統(tǒng)停止自動補償功能， 此時，移動診斷系統(tǒng)裝置20的手動操作系統(tǒng)模塊22與手動診斷接口 150連接才有效，否則 無效。如此一來可以避免電源、邏輯的混亂。手動操作系統(tǒng)模塊22設有電源自鎖開關SB10、 常閉急停開關SB30。自鎖開關SB10按下處于工作狀態(tài)、常閉急停開關SB30非按下并處于 非工作狀態(tài)時，手動操作系統(tǒng)模塊22才有電可以正常工作。特殊情況下，可按常閉急停開 關SB30，手動操作系統(tǒng)模塊22停止工作，確保安全。燈L10用于顯示手動操作模塊22的上 電與否。手動泵站壓力調(diào)整功能手動操作系統(tǒng)模塊22包括電位器P10、與電位器P10連 接的功率放大板(EV1M12/24)、放大板使能開關SB24等，通過電位器P10調(diào)節(jié)功率放大板 (EV1M12/24)去控制液壓泵站系統(tǒng)中的壓力比例閥，由開關控制電磁鐵、電機等，不用控制 器等邏輯設備，一切由手動操作控制；手動箱操作時必須使得現(xiàn)場控制站得驅(qū)動功能失效， 一來避免邏輯混亂，二來會對現(xiàn)場控制站中的PLC的輸出造成反沖，實現(xiàn)方法為，手動分箱 的供電由現(xiàn)場控制站的急停開關控制，即現(xiàn)場控制站的急停開關拍下后才能使手動分箱得 電；這樣可以實現(xiàn)互鎖保證不可能同時驅(qū)動液壓閥和電機。手動調(diào)節(jié)電位器P10要工作時 須先按下放大板使能開關SB24，否則手動調(diào)節(jié)電位器P10無效。其中電位器P10具有0 350的劃刻度，用于手動精確調(diào)節(jié)。手動操作系統(tǒng)模塊22還包括自鎖開關SB11，用于啟動 液壓泵站系統(tǒng)的電機，使得液壓泵站系統(tǒng)開始增壓。
多個千斤頂獨立控制功能以手動操作系統(tǒng)模塊22與液壓泵站系統(tǒng)15a連接為例 進行說明，所述手動操作系統(tǒng)模塊包括使得某個千斤頂活塞桿伸的手動伸自復按鈕SB12， 用于控制千斤頂16a增加頂力，使千斤頂16a活塞桿伸動作；同樣還包括使得千斤頂16a 活塞桿縮的手動縮自復按鈕SB13和SB14，其中SB13和SB14串連，即手動縮時須同時按下 SB13和SB14才有效，防止誤操作，確保安全。SB15類似于SB12，SB16、SB17類似于SB13、 SB14，作用于千斤頂16b ；SB18類似于SB12, SB19、SB20類似于SB13、SB14，作用于千斤頂 16c ；SB21類似于SB12, SB22、SB23類似于SB13、SB14,作用于千斤頂16d。下面，對照觸摸屏智能模塊系統(tǒng)21以及手動操作系統(tǒng)模塊22的各項功能，詳細說 明本移動診斷系統(tǒng)裝置20的使用方法及優(yōu)點。第一，模塊化設計。整個移動診斷系統(tǒng)裝置20采用模塊化分布結構，觸摸屏智能模塊系統(tǒng)21以及手 動操作系統(tǒng)模塊22各自獨立供電、相互獨立工作，而且在電源、信號上都完全分開。觸摸屏 智能模塊系統(tǒng)21與手動操作系統(tǒng)模塊22不能同時工作，即觸摸屏智能模塊系統(tǒng)21工作 時，手動操作系統(tǒng)模塊22不能工作；反之，手動操作系統(tǒng)模塊22工作時，觸摸屏智能模塊系 統(tǒng)21不能工作，避免邏輯混亂及其他不利影響第二，控制方式可以切換。當工況需要進行現(xiàn)場診斷時，可以將移動診斷系統(tǒng)裝置20帶至現(xiàn)場，在相應接口 位置接上通訊線，接插件J1連接現(xiàn)場控制站14a、14b 14f 后即可采用觸摸屏智能模塊系 統(tǒng)21監(jiān)控各液壓泵站系統(tǒng)15a、15b、15c的及各千斤頂16a、16b、16c、16d的實時運行情況， 由于每個現(xiàn)場控制站上具有三個智能診斷接口 140，分別對應于三個液壓泵站系統(tǒng)，因此當 使用多臺移動診斷系統(tǒng)裝置20時可以控制多個液壓泵站系統(tǒng)；接插件J2連接液壓泵站系 統(tǒng)15a、15b、15c后即可采用手動操作系統(tǒng)模塊22控制各千斤頂16a、16b、16c、16d的預應 力，一臺移動診斷系統(tǒng)裝置20可以分別對一個液壓泵站系統(tǒng)上的四只千斤頂進行控制。第三，適用于應急處理。當總線13中斷時，此時現(xiàn)場控制站14a、14b 14f還工作正常，卻因為總線中斷 的原因不能接受操作站或監(jiān)控站的指令，也不能將自己的實時信息向操作站和監(jiān)控站發(fā)送 匯報，成為了指揮的盲點。這時可以使用移動診斷系統(tǒng)裝置20的觸摸屏智能模塊系統(tǒng)21 連接現(xiàn)場控制站進行診斷、下達指令，就如同在操作站面前的操作一樣。當現(xiàn)場控制站發(fā)生故障，液壓泵站系統(tǒng)不能接受現(xiàn)場控制站的控制指令，此時可 以利用手動操作系統(tǒng)模塊22連接液壓泵站系統(tǒng)，進行對液壓泵站系統(tǒng)的直接控制，此時現(xiàn) 場控制站的控制被手動操作替代，一切控制由操作者手動實現(xiàn)。本移動診斷系統(tǒng)裝置還可適用于其它場合，例如，在安裝、拆卸液壓泵站系統(tǒng)的油 缸時，需要一些特殊操作，比如延長到壓后關閉油口的時間等，此時可利用手動操作系統(tǒng)模 塊22在液壓泵站系統(tǒng)附近實現(xiàn)，比較直觀。第四，界面簡潔。智能人機界面技術，使觸摸屏23界面簡潔、功能強，故障檢測直觀準確，系統(tǒng)控制 操作方便；自動控制狀態(tài)能夠?qū)崟r監(jiān)控對應泵站及千斤頂?shù)膶崟r運行情況；手動操作狀態(tài) 有電機開關、無極調(diào)壓旋鈕、加減壓手動進退按鈕，操作十分方便。第五，系統(tǒng)集成度高。
將整個移動診斷系統(tǒng)裝置20集成在一個手提操作盒中，通過通訊接頭和通訊線 即可實現(xiàn)與深基坑鋼支撐軸力自適應系統(tǒng)10中任一現(xiàn)場控制站或液壓泵站系統(tǒng)的連接， 便于系統(tǒng)的安裝、調(diào)試和維護。通訊接頭、接口采用航空接插件，防護等級高。發(fā)明人通過現(xiàn)場操作驗證，該移動診斷系統(tǒng)裝置20在深基坑鋼支撐軸力自適應 系統(tǒng)10中能夠得到非常好的應用，方便、可靠、安全且功能強而靈活。
權利要求
一種深基坑鋼支撐軸力自適應系統(tǒng)的移動診斷系統(tǒng)裝置，所述深基坑鋼支撐軸力自適應系統(tǒng)包括連接在總線上的監(jiān)控站、操作站、現(xiàn)場控制站，連接在現(xiàn)場控制站上的液壓泵站系統(tǒng)，連接在液壓泵站系統(tǒng)上的千斤頂，所述千斤頂與鋼支撐管連接并按設計位置支撐于基坑的兩端，其特征在于，所述移動診斷系統(tǒng)裝置包括用于自動診斷及監(jiān)控對應現(xiàn)場控制站下各液壓泵站系統(tǒng)和千斤頂實時運行狀態(tài)的觸摸屏智能模塊系統(tǒng)，用于手動控制對應液壓泵站系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力及液壓泵站系統(tǒng)下各千斤頂伸縮動作及壓力的手動操作系統(tǒng)模塊；所述觸摸屏智能模塊系統(tǒng)包括用于顯示和作為人機界面的觸摸屏、用于接入指令信號的自動模塊；所述現(xiàn)場控制站上具有與觸摸屏智能模塊系統(tǒng)匹配的智能診斷接口，所述液壓泵站系統(tǒng)上具有與手動操作系統(tǒng)模塊匹配的手動診斷接口。
2.根據(jù)權利要求1所述的移動診斷系統(tǒng)裝置，其特征在于每個現(xiàn)場控制站上連接有 多個液壓泵站系統(tǒng)，每個現(xiàn)場控制站上設置有多個與液壓泵站系統(tǒng)對應的智能診斷接口。
3.根據(jù)權利要求1所述的移動診斷系統(tǒng)裝置，其特征在于每個液壓泵站系統(tǒng)上連接 有多個千斤頂，每個液壓泵站系統(tǒng)上設有多個與千斤頂對應的手動診斷接口。
4.根據(jù)權利要求1所述的移動診斷系統(tǒng)裝置，其特征在于所述自動模塊包括用于確 認所設定壓力給定的自復按鈕SB3、用于啟動被選定液壓泵站系統(tǒng)按設定壓力值自動調(diào)壓 的自復按鈕SB1、用于停止被選定液壓泵站系統(tǒng)按設定壓力值自動調(diào)壓的自復按鈕SB2。
5.根據(jù)權利要求1所述的移動診斷系統(tǒng)裝置，其特征在于所述自動模塊包括使得被 選通的千斤頂活塞桿伸的點動伸自復按鈕SB7，也包括使得被選通的千斤頂活塞桿縮的點 動縮的串連自復按鈕SB4、SB5。
6.根據(jù)權利要求1所述的移動診斷系統(tǒng)裝置，其特征在于所述現(xiàn)場控制站上設置有 使得現(xiàn)場控制站急停、移動診斷系統(tǒng)裝置的手動診斷接口得電工作的急停開關；手動操作 系統(tǒng)模塊設有電源自鎖開關SB10、常閉急停開關SB30。
7.根據(jù)權利要求1所述的移動診斷系統(tǒng)裝置，其特征在于手動操作系統(tǒng)模塊包括電 位器P10，PlO的可調(diào)抽頭連接至功率放大板，功率放大板連接至液壓泵站系統(tǒng)的壓力設定 端；所述功率放大板的使能端還與常閉自鎖開關SB24連接。
8.根據(jù)權利要求1所述的移動診斷系統(tǒng)裝置，其特征在于手動操作系統(tǒng)模塊包括用 于控制千斤頂活塞桿伸的手動伸自復開關SB12，用于控制千斤頂活塞桿縮的手動縮的串連 的自復開關SB13、SB14。
9.根據(jù)權利要求1所述的移動診斷系統(tǒng)裝置，其特征在于手動操作系統(tǒng)模塊包括用 于啟動液壓泵站電機的自鎖開關SBl 1。
全文摘要
本發(fā)明提出一種深基坑鋼支撐軸力自適應系統(tǒng)的移動診斷系統(tǒng)裝置，所述深基坑鋼支撐軸力自適應系統(tǒng)包括連接在總線上的監(jiān)控站、操作站、現(xiàn)場控制站，連接在現(xiàn)場控制站上的液壓泵站系統(tǒng)，連接在液壓泵站系統(tǒng)上的千斤頂。所述移動診斷系統(tǒng)裝置包括用于自動診斷及監(jiān)控對應現(xiàn)場控制站下各液壓泵站系統(tǒng)和千斤頂實時運行狀態(tài)的觸摸屏智能模塊系統(tǒng)與用于手動控制對應液壓泵站系統(tǒng)的系統(tǒng)壓力及液壓泵站系統(tǒng)下各千斤頂伸縮動作及壓力的手動操作系統(tǒng)模塊；所述觸摸屏智能模塊系統(tǒng)包括用于顯示和作為人機界面的觸摸屏、用于接入指令信號的自動模塊。該移動診斷系統(tǒng)裝置功能強、精度高、操作方便，對確保深基坑的施工安全起到重要作用。
文檔編號G05B23/02GK101853026SQ20101018144
公開日2010年10月6日 申請日期2010年5月21日 優(yōu)先權日2010年5月21日
發(fā)明者樓杰, 郭衛(wèi)忠, 顧國明 申請人:上海建工(集團)總公司