芯耀
与非AI
269
一、行业痛点与需求
在城市轨道交通、综合管廊等隧道建设领域，盾构机是核心施工装备。刀盘扭矩、掘进速度、土压平衡、管片拼装等参数的精准管控与全程数据追溯，直接决定施工效率与作业安全。
欧姆龙CP1E PLC广泛应用于盾构机控制系统，但该机型未配备原生以太网接口，传统串口通讯存在传输速率低、抗干扰能力差等问题。隧道井下环境密闭、湿度高、电磁干扰强，极易造成掘进参数、设备状态数据传输中断、数值失真，也无法完整记录掘进里程、土仓压力、施工时序等关键信息，难以满足现代工程精细化管控与数据溯源的硬性要求。
针对以上问题，远创智控YC8000-CP专用以太网模块应运而生，专为欧姆龙CP1E系列PLC定制开发。模块可快速完成设备以太网组网，支撑盾构机远程联网监控、施工数据自动上传、故障远程诊断，全面适配隧道工程对施工管控、过程追溯的严苛标准。
二、项目背景
某大型基建企业承接多条城市轨道交通隧道施工项目，现场多台土压平衡盾构机均采用欧姆龙CP1E PLC作为核心控制器。随着地下工程施工向智能化、标准化方向发展，行业对施工数据追溯、远程运维的要求持续提升。
原有串口通讯模式，无法实现掘进数据实时采集、自动存档与地面集中监控。依靠井下人员人工记录数据、反馈设备状态的作业方式，不仅效率低下，还存在人身安全隐患，难以适配长距离、大断面隧道的施工管控需求。为搭建现场操作、远程监管、数据追溯一体化的智能体系，企业引入YC8000-CP以太网模块，补齐CP1E PLC网络通讯短板，构建标准化盾构施工监控平台。
三、设备选型与配置
（一）核心设备清单
主控PLC：欧姆龙CP1E系列
通讯模块：远创智控YC8000-CP以太网通讯模块
人机界面：三菱GS2107-WTBD触摸屏（HMI）
（二）硬件连接
将YC8000-CP模块直接插接至欧姆龙CP1E PLC的DB9通讯接口，由PLC本体供电，无需外接电源，适配盾构机电气柜狭小的安装空间。
采用屏蔽超五类防水网线，将模块RJ45网口接入井下工业环网交换机，有效抵御液压系统、变频设备带来的电磁干扰，同时适应井下高湿工况，保障数据传输稳定。
三菱触摸屏通过耐震专用通讯线接入模块扩展接口，实现现场高速数据交互，方便操作人员查看设备工况、调整掘进参数。
（三）配套软件
PLC编程软件：欧姆龙CX-Programmer
触摸屏组态软件：三菱GT Designer3
模块配置工具：远创智控专用调试软件
四、实施过程
1.现场勘查与方案规划
技术团队实地勘测井下作业环境、盾构机布局、工业环网架构及数据采集点位，结合现场防震、防潮、防尘要求，确定触摸屏安装位置与网络接入方案。同时依据掘进工艺、设备运行特性以及企业工程管理平台对接规范，制定完善的设备安装、线路布设、参数配置与系统调试方案。
2.模块安装与参数调试
硬件施工：利用盾构机停机换刀的作业间隙完成模块安装与接线，全线采用井下专用防水、防油、抗震动铠装线缆与线槽规整布线，严格遵守地下工程施工安全规范。
网络配置：通过专用调试软件设置模块静态IP、子网掩码、网关等网络参数，匹配井下工业环网网段；依托模块内置Web管理页面实时监测通讯状态，并针对性优化抗干扰参数，保障复杂工况下通讯链路持续稳定。
系统联调：地面上位机借助CX-Programmer，通过工业环网远程完成PLC程序上下载、在线调试，灵活设置刀盘转速、掘进速度、土仓压力等工艺参数；使用GT Designer3完成触摸屏画面组态，实现设备状态、掘进参数、故障报警、里程查询等功能可视化。
3.系统整体测试与优化
部署完成后，结合盾构施工场景开展全维度测试，并根据实际使用情况优化调整：
数据传输测试：上位机与触摸屏同步采集刀盘扭矩、掘进速度、土仓压力、拼装精度、掘进里程等数据，核验数据传输实时、精准，无延迟、无失真。
远程管控测试：地面监控中心可远程查看井下设备运行状态、修改施工参数，指令响应快速稳定，实现远程技术指导。
报警与溯源测试：模拟刀盘卡滞、液压故障、土压异常等常见问题，两端设备同步触发报警，及时规避安全风险；系统自动记录每一段施工的参数、时长、设备状态，实现施工全流程可追溯。
结合现场人员操作习惯，优化数据采集频率与触摸屏界面布局，进一步提升操作便捷性。
五、总结
远创智控YC8000-CP以太网模块，有效解决了欧姆龙CP1E PLC无以太网接口、串口通讯抗干扰弱、施工数据难以追溯等行业痛点。系统搭建起三菱触摸屏现场操作+地面上位机远程管控的协同模式，具备实时监控、参数远程调节、故障智能报警、数据全程追溯等功能。
本次改造不仅提升了隧道掘进效率与施工安全性，也让项目管控完全符合地下工程建设规范，为盾构机施工智能化、标准化升级提供了高可靠的落地参考。
