盾構(gòu)機(jī)大腦內(nèi)部控制核心是PLC控制系統(tǒng),PLC控制系統(tǒng)有7個優(yōu)勢
盾構(gòu)機(jī)大腦內(nèi)部控制核心是PLC控制系統(tǒng),PLC控制系統(tǒng)有7個優(yōu)勢,分別關(guān)于盾構(gòu)機(jī)在PLC控制系統(tǒng)中的穩(wěn)定性、可靠性、擴(kuò)展性、通用性,編程簡單、方便體積小。
盾構(gòu)機(jī)是現(xiàn)代地下工程建設(shè)中的重要工具,集光學(xué)、機(jī)械、電氣、液壓、傳感、信息技術(shù)于一體,具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導(dǎo)向糾偏等功能,涉及地質(zhì)、土木、機(jī)械、力學(xué)、液壓、電氣、控制、測量等多門學(xué)科技術(shù),而且要按照不同的地質(zhì)進(jìn)行“量體裁衣”式的設(shè)計制造,可靠性要求極高。(電氣控制柜)
這樣一個龐大的機(jī)器,其大腦當(dāng)屬其內(nèi)部控制核心---自動化PLC控制系統(tǒng),選擇PLC作為盾構(gòu)機(jī)的控制系統(tǒng)有以下幾個優(yōu)勢:(1)PLC就有很強(qiáng)的穩(wěn)定性和可靠性:特別是在地鐵施工這樣惡劣的工作環(huán)境,濕氣很重,灰塵 較多,滲水具有腐蝕性,因此對電氣控制系統(tǒng)可靠性要求非常高。
(2)PLC的擴(kuò)展性和通用性比較好:自1969 年第一臺PLC出現(xiàn)到現(xiàn)在,PLC已成為一個工控標(biāo)準(zhǔn),在這個標(biāo)準(zhǔn)下,相應(yīng)元件的選型非常容易。(軟啟動柜)
(3)編程簡單:PLC使用的編程語言簡單通用, 易于掌握,對于編程人員的計算機(jī)知識要求比較低,不用去掌握太深層次的硬件和固件知識。
(4)功能強(qiáng)大,維護(hù)方便:對于盾構(gòu)機(jī)這樣需 要上千個I/O點的控制系統(tǒng),PLC也可以輕松應(yīng)付,對于其中PID調(diào)節(jié),網(wǎng)絡(luò)通信,看門狗等等任務(wù)也可以很輕松的完成。PLC由于模塊化了,維護(hù)起來 也是非常方便的。(變頻控制柜)
(5)體積小,功耗低,開發(fā)周期短。
盾構(gòu)機(jī)大腦內(nèi)部控制核心是PLC控制系統(tǒng),PLC控制系統(tǒng)有7個優(yōu)勢
自動化PLC控制系統(tǒng)的組成和運(yùn)行:(1)PLC系統(tǒng)有工控機(jī)、兩臺調(diào)制解調(diào)器、PLC運(yùn)行及儲存器、各類傳感器等輸入部分及各類電繼電器等輸出部分,管理程序安裝在地面監(jiān)控室的工控機(jī)(上位機(jī))內(nèi),通過一臺在監(jiān)控室的調(diào)制解調(diào)器和一臺安裝在盾構(gòu)機(jī)調(diào)制解調(diào)器相互譯制,與盾構(gòu)機(jī)的PLC串口相連,從而監(jiān)控和控制PLC運(yùn)行,同時上位機(jī)也起著掘進(jìn)參數(shù)數(shù)據(jù)保存作用,方便操作人員使用和維護(hù)。(軟啟動柜)
(2)根據(jù)設(shè)定的程序,在某些必要條件滿足時,PLC才能進(jìn)行下一步工作,否則,程序就不能往下運(yùn)行,設(shè)備停止運(yùn)行,同時會將錯誤信息顯示在操作室的電腦上。我們按照顯示的錯誤信息及代碼去查找故障原因,即PLC是否正常輸入、PLC是否正常輸出、前后輸入/輸出設(shè)備是否正常、連接線路是否良好。這樣分段分析、仔細(xì)排查,故障會很容易得到解決。
自動化PLC控制系統(tǒng)在盾構(gòu)機(jī)上起到了很大的作用,可以提高惡劣環(huán)境下的可靠工作能力及幫助使用維修人員快速排除故障,可以加快工程進(jìn)度保證工程質(zhì)量。
1 PLC系統(tǒng)的組成
PLC系統(tǒng)有工控機(jī)、兩臺調(diào)制解調(diào)器、PLC運(yùn)行及儲存器、各類傳感器等輸入部分及各類電繼電器等輸出部分,見圖1。SIMATIC Man-ager是S7-PLC自動控制程序的管理程序,安裝在地面監(jiān)控室的工控機(jī)(上位機(jī))內(nèi),通過一臺在監(jiān)控室的調(diào)制解調(diào)器和一臺安裝在盾構(gòu)機(jī)調(diào)制解調(diào)器相互譯制,與盾構(gòu)機(jī)的PLC串口相連,從而監(jiān)控和控制PLC運(yùn)行,同時上位機(jī)也起著掘進(jìn)參數(shù)數(shù)據(jù)保存作用,方便操作人員使用和維護(hù)。
PLC系統(tǒng)的軟件主要有地面監(jiān)控室電腦上的操作系統(tǒng),SIMATIC Manager程序,Netpro程序及監(jiān)控程序PDV,以及安裝在盾構(gòu)機(jī)PLC上的控制程序。
2 PLC系統(tǒng)運(yùn)行
根據(jù)設(shè)定的程序,在某些必要條件滿足時,PLC才能進(jìn)行下一步工作,否則,程序就不能往下運(yùn)行,設(shè)備停止運(yùn)行,同時會將錯誤信息顯示在操作室的電腦上。我們按照顯示的錯誤信息及代碼去查找故障原因,即PLC是否正常輸入、PLC是否正常輸出、前后輸入/輸出設(shè)備是否正常、連接線路是否良好。這樣分段分析、仔細(xì)排查,故障會很容易得到解決。
以盾構(gòu)機(jī)中心回轉(zhuǎn)體EP2潤滑脂加注系統(tǒng)為例,說明S7-PLC自動控制程序在盾構(gòu)機(jī)故障排除中的應(yīng)用。在盾構(gòu)機(jī)中,EP2潤滑加注系統(tǒng)屬于較復(fù)雜且很重要的部分,包含螺旋機(jī)密封、球軸承密封、中心回轉(zhuǎn)體密封等部位的自動密封。本系統(tǒng)的正常運(yùn)行與否不僅關(guān)系到盾構(gòu)機(jī)能否順利運(yùn)行,同時對延長設(shè)備使用壽命起著很重要的作用。EP2加注系統(tǒng)是壓縮空氣通過由PLC控制的電磁閥為氣動泵提供動能來源,輸入氣壓和輸出油脂壓力的比值是1∶50,即1bar的氣壓能產(chǎn)生50bar的油脂壓力。通常將壓縮空氣的壓力調(diào)節(jié)為1.5~2.0bar,即油脂壓力為75~100bar,足以克服油脂在管內(nèi)的損耗,保證輸送到盾構(gòu)機(jī)上的多個油脂分配閥時有足夠的壓力,再由油脂分配閥非均勻的將油脂輸送到需要被潤滑的部位,達(dá)到自動潤滑效果,如圖2。
油脂分配閥在潤滑系統(tǒng)中起著重要作用,它的結(jié)構(gòu)組成如圖3所示。其工作過程:當(dāng)設(shè)備啟動時,PLC發(fā)出指令為二位二通電磁閥通電,如圖4,具有壓力的油脂進(jìn)入油脂分配閥,開始進(jìn)行油脂分配;在此種情況下,分配閥所分配的油脂量可以通過控制閥芯的沖程數(shù)進(jìn)行計算,閥芯的沖程數(shù)通過脈沖傳感器輸入到PLC,如圖5;當(dāng)累積到一定量的沖程數(shù)時,PLC發(fā)出指令,停止向電磁閥通電,油脂分配閥的進(jìn)口關(guān)閉,油脂分配結(jié)束。當(dāng)下個指令發(fā)出時,照此重復(fù)進(jìn)行。
盾構(gòu)機(jī)大腦內(nèi)部控制核心是PLC控制系統(tǒng),PLC控制系統(tǒng)有7個優(yōu)勢
一次,在盾構(gòu)機(jī)操作室的電腦上,顯示中心回轉(zhuǎn)體油脂潤滑系統(tǒng)故障,通過利用PLC程序和顯示的錯誤信息,查得是油脂分配閥的輸出無信號。將沖程傳感器拆除,將一直徑與傳感器內(nèi)徑相差不多的金屬棒體插入其中,作活塞式往復(fù)運(yùn)動,可以從PLC輸入指示燈看出,傳感器能正常工作,隨后將其中的一條輸出油脂管拆除,手動進(jìn)行注脂,油脂還是不能注出;后將分配閥整體拆下,在機(jī)修房拆開檢查、清潔,zui后在清理閥板時,從閥板孔中取出一顆細(xì)小砂子(直徑約1mm),再次安裝到盾構(gòu)機(jī)上,試機(jī)正常,原來是機(jī)修工在更換油脂桶時,操作不慎,有雜物掉入油脂桶,導(dǎo)致了此故障的發(fā)生。
從上面可以看出,PLC在海瑞克盾構(gòu)機(jī)上得到了很大的應(yīng)用,SIMATIC Manager能很好的幫助我們查找到故障的發(fā)生點,有助我們更準(zhǔn)、更快的排除故障。
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