盾构掘进试验平台监控系统的开发和应用

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1、摘要盾构掘进试验平台监控系统的开发和应用吴润华研究生马旭东教授指导教师东南大学自动控制系2005盾构机和盾构施工法在现代城市与交通建设中发挥着日益重要的作用，大型盾构机的国产化及其掘进控制系统的优化需要良好的试验平台。论文结合国内最大的盾构掘进试验平台的开发和应用，系统全面地研究了基于分布式控制系统技术的监控系统开发实现和应用技术。盾构掘进试验平台测控系统采用两级分布式结构，底层主要由基于CC—LINK网络和PLC的盾构控制系统与以DataTaker数据采集器为核心的试验土箱数据采集系统组成，它们与两

2、台上位工业PC机共同构成试验监控系统。论文首先介绍了分布式控制系统的工作原理、特点与技术发展，分析了监控组态软件的工作流程与特点，同时论述了基于组态王的监控组态软件二次开发的基本原则与开发过程。结合盾构掘进试验的应用需求，分析提出了系统结构和软硬件设计方案。文中重点论述了实验土箱数据采集系统的基本原理、设计方法、系统硬件构成以及数据采集器的通信接口设计，详细给出了Windows环境下DataTaker组态王驱动程序的开发实现，并结合土箱土工数据信息的存储记录、分析要求和盾构试验操作控制要求，设计了人机

3、操作界面和数据管理画面，完成了多种试验数据组合和处理以及用户权限管理系统与报警系统。最后论述了盾构掘进试验平台监控系统的调试过程、评价了监控系统实际应用效果并给出了改进建议。关键词：分布式控制系统；组态软件；组态王；数据采集系统；盾构ABSTRACTAbstractTheDevelopmentandApplicationofSupervisoryControlSystemforShieldTunnelingExperimentPlatformWu，Runhua，M．ScProf．MA，Xudong,S

4、upervisorDept．ofAutomaticControl，SoutheastUniversity，2005Shieldmachineisplayingaveryimportantroleinthecityandtransportationconstruction．Theproductionandoptimizationoflargeshieldmachinedependongoodexperimentplatform．SystematicalresearchOilthedevelopmentm

5、ethodsandapplicationtechnologiesofthesupervisorycontrolsystemforashieldtunnelingexperimentplatformbasedonDCSispresentedinthisthesis．Theshieldtunnelingexperimentplatformisadistributedsystemintwolevels．nlelowertierisconsistedofshieldcontrolsystemPLCinCC-L

6、INKnetworkanddataacquisitionsystemwhichusedDataTakerasdataacquisitiondeviceforexperimentalearlhbox．Thetwopartsoftheplatformandtwocomputersstructurethesupervisorycontrolsystemforshieldexperimentplatform．Theconcept，functionsandcharacteristicsofdistributed

7、controlsystemisintroducedfirstly，withthecharacteristicsandworkprincipleofSCADAconfigurationsoftwareanalyzedandthemethodsandbasicprincipleforDCSsoftwaredevelopmentbasedonKingviewdiscussed，Thesystemhardwareandsoftwareschemeforsupervisorycontrolsystemarewe

8、lldesignedtomeetthedemandsofshieldtunnelingexperiment．Thenbasicprinciple、designmethods、hardwarearchitectureandthecommunicationinterfaceofthedataacquisitiondevicefortheexperimentalearthboxdataacquisitionsystemiSpresented．Thedevelo