盾構機大腦內部控制核心是PLC控制系統,PLC控制系統有7個優勢
盾構機大腦內部控制核心是PLC控制系統,PLC控制系統有7個優勢,分別關于盾構機在PLC控制系統中的穩定性、可靠性、擴展性、通用性,編程簡單、方便體積小。
盾構機是現(xian)代地下工程建設中(zhong)的重要工具(ju),集(ji)光學(xue)(xue)、機械、電氣、液壓(ya)、傳感、信息(xi)技術于一體,具(ju)有開挖切削土(tu)體、輸送土(tu)碴、拼裝隧道襯砌、測(ce)量導向糾偏等功能,涉及地質、土(tu)木、機械、力(li)學(xue)(xue)、液壓(ya)、電氣、控制、測(ce)量等多門學(xue)(xue)科技術,而(er)且(qie)要按照不同的地質進行“量體裁衣”式的設計制造,可靠性要求極(ji)高。
這樣一個龐大的機器,其大腦當屬其內部控制核心---自動化PLC控制系統,選擇PLC作為盾構機的控制系統有以下幾個優勢:
(1)PLC就有很強的穩定性(xing)(xing)和可(ke)靠(kao)性(xing)(xing):特別是(shi)在地(di)鐵施(shi)工(gong)這樣惡(e)劣的工(gong)作環境,濕氣很重(zhong),灰塵 較多,滲水具(ju)有腐蝕性(xing)(xing),因(yin)此對電(dian)氣控制系統可(ke)靠(kao)性(xing)(xing)要求非(fei)常高。
(2)PLC的擴展性和(he)通用(yong)性比較好:自1969 年第一臺(tai)PLC出現到現在,PLC已成為一個工控標(biao)準(zhun),在這個標(biao)準(zhun)下,相應元件的選型非常容易。(軟啟動柜)
(3)編程簡單(dan):PLC使(shi)用的編程語言簡單(dan)通用, 易(yi)于(yu)掌(zhang)握,對于(yu)編程人員的計(ji)算機知識要求比較(jiao)低,不(bu)用去(qu)掌(zhang)握太(tai)深層次(ci)的硬件和固件知識。
(4)功能(neng)強大,維護方便:對于盾(dun)構機這樣(yang)需 要(yao)上千個I/O點的(de)控制(zhi)系統(tong),PLC也可以(yi)輕松(song)應付,對于其中PID調節,網(wang)絡通信(xin),看門(men)狗(gou)等等任務(wu)也可以(yi)很輕松(song)的(de)完成。PLC由于模(mo)塊化(hua)了,維護起來 也是非常方便的(de)。(變(bian)頻控制(zhi)柜)
(5)體(ti)積小,功耗低,開發周期短。
盾構機大腦內(nei)部控(kong)制(zhi)核心是PLC控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong),PLC控(kong)制(zhi)系(xi)統(tong)有(you)7個優勢(shi)!
自動化PLC控制系統的組成和運行:
(6)PLC系統(tong)有工控(kong)機(ji)(ji)、兩臺調(diao)制解調(diao)器(qi)、PLC運(yun)行及儲存器(qi)、各類(lei)傳(chuan)感器(qi)等(deng)輸(shu)入部分及各類(lei)電繼電器(qi)等(deng)輸(shu)出部分,管理程(cheng)序安裝在(zai)(zai)地面監(jian)控(kong)室(shi)的(de)工控(kong)機(ji)(ji)(上(shang)位機(ji)(ji))內,通(tong)過一(yi)臺在(zai)(zai)監(jian)控(kong)室(shi)的(de)調(diao)制解調(diao)器(qi)和一(yi)臺安裝在(zai)(zai)盾構(gou)(gou)機(ji)(ji)調(diao)制解調(diao)器(qi)相(xiang)互譯制,與(yu)盾構(gou)(gou)機(ji)(ji)的(de)PLC串口(kou)相(xiang)連,從而監(jian)控(kong)和控(kong)制PLC運(yun)行,同(tong)時上(shang)位機(ji)(ji)也起(qi)著掘進參數(shu)數(shu)據(ju)保存作用,方便操作人員使用和維(wei)護。(軟(ruan)啟(qi)動柜)
(7)根據設定(ding)的程序,在某些必要(yao)條件滿足時(shi),PLC才能進行(xing)下一步工作(zuo),否(fou)則,程序就不能往下運(yun)行(xing),設備停止運(yun)行(xing),同(tong)時(shi)會(hui)將錯誤信(xin)息顯示在操(cao)作(zuo)室(shi)的電腦上(shang)。我(wo)們按(an)照(zhao)顯示的錯誤信(xin)息及代(dai)碼去查找故障原因,即PLC是(shi)否(fou)正常輸(shu)入、PLC是(shi)否(fou)正常輸(shu)出、前(qian)后輸(shu)入/輸(shu)出設備是(shi)否(fou)正常、連接線路是(shi)否(fou)良好。這(zhe)樣分段分析、仔細排查,故障會(hui)很容(rong)易得到解決(jue)。
自動(dong)化PLC控制系(xi)統(tong)在盾構機上起到了(le)很大的作(zuo)用,可以提高惡劣環(huan)境(jing)下的可靠工作(zuo)能力及幫助使用維修人員(yuan)快(kuai)速排除故障,可以加快(kuai)工程(cheng)進度保證工程(cheng)質量。
盾構機(ji)大腦(nao)內(nei)部控(kong)制核心是(shi)PLC控(kong)制系(xi)統(tong),PLC控(kong)制系(xi)統(tong)有7個優勢!
1 PLC系統的組成
PLC系統有工控(kong)(kong)機(ji)、兩臺調制(zhi)解調器(qi)、PLC運(yun)行及儲(chu)存器(qi)、各(ge)類傳感器(qi)等(deng)輸(shu)入部(bu)分(fen)及各(ge)類電(dian)繼電(dian)器(qi)等(deng)輸(shu)出部(bu)分(fen),見圖1。SIMATIC Man-ager是S7-PLC自動控(kong)(kong)制(zhi)程(cheng)序的(de)(de)管理程(cheng)序,安裝在(zai)(zai)地面監控(kong)(kong)室(shi)的(de)(de)工控(kong)(kong)機(ji)(上(shang)位(wei)機(ji))內,通(tong)過一(yi)臺在(zai)(zai)監控(kong)(kong)室(shi)的(de)(de)調制(zhi)解調器(qi)和(he)一(yi)臺安裝在(zai)(zai)盾構機(ji)調制(zhi)解調器(qi)相互譯制(zhi),與盾構機(ji)的(de)(de)PLC串口相連,從而監控(kong)(kong)和(he)控(kong)(kong)制(zhi)PLC運(yun)行,同時上(shang)位(wei)機(ji)也起著掘進(jin)參數數據保存作用,方(fang)便操作人(ren)員使用和(he)維護。
PLC系統的(de)軟件主要有地面監控室電腦(nao)上的(de)操(cao)作系統,SIMATIC Manager程(cheng)序(xu)(xu),Netpro程(cheng)序(xu)(xu)及監控程(cheng)序(xu)(xu)PDV,以及安裝在(zai)盾構機PLC上的(de)控制程(cheng)序(xu)(xu)。
2 PLC系統運行
根(gen)據設定的(de)(de)程(cheng)序(xu),在某些必要條件(jian)滿足(zu)時,PLC才(cai)能進行(xing)下一步工作,否(fou)則,程(cheng)序(xu)就不能往(wang)下運(yun)行(xing),設備(bei)停止(zhi)運(yun)行(xing),同時會將錯誤信息顯示在操作室的(de)(de)電腦(nao)上(shang)。我們按照(zhao)顯示的(de)(de)錯誤信息及(ji)代碼(ma)去(qu)查找故障(zhang)原(yuan)因,即PLC是否(fou)正常輸(shu)入(ru)(ru)、PLC是否(fou)正常輸(shu)出、前(qian)后輸(shu)入(ru)(ru)/輸(shu)出設備(bei)是否(fou)正常、連接線路是否(fou)良好。這(zhe)樣分(fen)段分(fen)析、仔細排(pai)查,故障(zhang)會很容易得到解決。
盾構(gou)機大腦內部控制核心是PLC控制系統(tong),PLC控制系統(tong)有7個優勢!
以盾(dun)構(gou)機中心(xin)回轉體EP2潤(run)滑(hua)(hua)脂加(jia)注(zhu)系(xi)(xi)統為例,說(shuo)明S7-PLC自動(dong)控制程序在盾(dun)構(gou)機故(gu)障(zhang)排除(chu)中的(de)(de)(de)(de)應用(yong)。在盾(dun)構(gou)機中,EP2潤(run)滑(hua)(hua)加(jia)注(zhu)系(xi)(xi)統屬(shu)于較復雜且(qie)很重要的(de)(de)(de)(de)部分(fen),包含螺旋機密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)、球軸承密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)、中心(xin)回轉體密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)等部位(wei)的(de)(de)(de)(de)自動(dong)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)。本系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)正(zheng)常(chang)運行(xing)與否不(bu)僅關(guan)系(xi)(xi)到(dao)(dao)盾(dun)構(gou)機能否順利運行(xing),同(tong)時對延長設備使用(yong)壽命起著很重要的(de)(de)(de)(de)作用(yong)。EP2加(jia)注(zhu)系(xi)(xi)統是壓(ya)(ya)(ya)縮空(kong)氣(qi)(qi)(qi)通(tong)過由(you)PLC控制的(de)(de)(de)(de)電磁閥(fa)為氣(qi)(qi)(qi)動(dong)泵提供動(dong)能來源(yuan),輸入氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)和輸出油(you)(you)(you)(you)(you)脂壓(ya)(ya)(ya)力的(de)(de)(de)(de)比值是1∶50,即1bar的(de)(de)(de)(de)氣(qi)(qi)(qi)壓(ya)(ya)(ya)能產生50bar的(de)(de)(de)(de)油(you)(you)(you)(you)(you)脂壓(ya)(ya)(ya)力。通(tong)常(chang)將(jiang)壓(ya)(ya)(ya)縮空(kong)氣(qi)(qi)(qi)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力調節為1.5~2.0bar,即油(you)(you)(you)(you)(you)脂壓(ya)(ya)(ya)力為75~100bar,足(zu)(zu)以克服油(you)(you)(you)(you)(you)脂在管(guan)內的(de)(de)(de)(de)損耗,保證輸送(song)到(dao)(dao)盾(dun)構(gou)機上的(de)(de)(de)(de)多個油(you)(you)(you)(you)(you)脂分(fen)配閥(fa)時有(you)足(zu)(zu)夠的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)力,再由(you)油(you)(you)(you)(you)(you)脂分(fen)配閥(fa)非均(jun)勻(yun)的(de)(de)(de)(de)將(jiang)油(you)(you)(you)(you)(you)脂輸送(song)到(dao)(dao)需(xu)要被(bei)潤(run)滑(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)部位(wei),達(da)到(dao)(dao)自動(dong)潤(run)滑(hua)(hua)效果(guo),如圖2。
油(you)脂(zhi)(zhi)分(fen)(fen)(fen)(fen)配閥(fa)(fa)在(zai)潤滑系統(tong)中起著(zhu)重要(yao)作用,它的(de)結構組成如(ru)圖3所示。其工(gong)作過程(cheng):當設備啟(qi)動時(shi),PLC發出指令為二(er)(er)位二(er)(er)通(tong)電(dian)(dian)磁閥(fa)(fa)通(tong)電(dian)(dian),具(ju)有壓力的(de)油(you)脂(zhi)(zhi)進(jin)入油(you)脂(zhi)(zhi)分(fen)(fen)(fen)(fen)配閥(fa)(fa),開始進(jin)行(xing)油(you)脂(zhi)(zhi)分(fen)(fen)(fen)(fen)配;在(zai)此種情況下,分(fen)(fen)(fen)(fen)配閥(fa)(fa)所分(fen)(fen)(fen)(fen)配的(de)油(you)脂(zhi)(zhi)量可以(yi)通(tong)過控(kong)制(zhi)閥(fa)(fa)芯(xin)的(de)沖程(cheng)數進(jin)行(xing)計算,閥(fa)(fa)芯(xin)的(de)沖程(cheng)數通(tong)過脈沖傳感器(qi)輸(shu)入到(dao)PLC,如(ru)圖5;當累積到(dao)一定(ding)量的(de)沖程(cheng)數時(shi),PLC發出指令,停止向電(dian)(dian)磁閥(fa)(fa)通(tong)電(dian)(dian),油(you)脂(zhi)(zhi)分(fen)(fen)(fen)(fen)配閥(fa)(fa)的(de)進(jin)口關(guan)閉,油(you)脂(zhi)(zhi)分(fen)(fen)(fen)(fen)配結束。當下個指令發出時(shi),照(zhao)此重復進(jin)行(xing)。
盾(dun)構機大腦(nao)內(nei)部控制核(he)心(xin)是(shi)PLC控制系統,PLC控制系統有7個優(you)勢(shi)!
3 故障排除實例
一次,在(zai)盾(dun)構(gou)機操(cao)作(zuo)室的(de)電(dian)腦上,顯(xian)示(shi)中(zhong)心回轉體(ti)(ti)油(you)脂(zhi)(zhi)潤滑系統(tong)故障(zhang),通(tong)過(guo)利用PLC程序(xu)和顯(xian)示(shi)的(de)錯(cuo)誤信息,查(cha)得(de)是(shi)油(you)脂(zhi)(zhi)分配閥(fa)的(de)輸出(chu)無信號。將沖程傳(chuan)感器(qi)拆除(chu),將一直徑與傳(chuan)感器(qi)內徑相差(cha)不多的(de)金屬棒體(ti)(ti)插(cha)入其(qi)中(zhong),作(zuo)活塞式(shi)往復運動,可(ke)以從(cong)PLC輸入指示(shi)燈看(kan)出(chu),傳(chuan)感器(qi)能(neng)正常(chang)工(gong)作(zuo),隨后(hou)將其(qi)中(zhong)的(de)一條輸出(chu)油(you)脂(zhi)(zhi)管拆除(chu),手動進行(xing)注脂(zhi)(zhi),油(you)脂(zhi)(zhi)還是(shi)不能(neng)注出(chu);后(hou)將分配閥(fa)整體(ti)(ti)拆下,在(zai)機修房拆開檢查(cha)、清潔,zui后(hou)在(zai)清理閥(fa)板(ban)時,從(cong)閥(fa)板(ban)孔(kong)中(zhong)取(qu)出(chu)一顆細小砂子(直徑約1mm),再次安裝到盾(dun)構(gou)機上,試機正常(chang),原來是(shi)機修工(gong)在(zai)更換(huan)油(you)脂(zhi)(zhi)桶時,操(cao)作(zuo)不慎(shen),有(you)雜物(wu)掉(diao)入油(you)脂(zhi)(zhi)桶,導致(zhi)了此故障(zhang)的(de)發生(sheng)。