盾构机大脑内部控制核心是PLC控制系统，PLC控制系统有(yǒu)7个优势，分(fēn)别关于盾构机在PLC控制系统中的稳定性、可(kě)靠性、扩展性、通用(yòng)性，编程简单、方便體(tǐ)积小(xiǎo)。

盾构机是现代地下工程建设中的重要工具，集光學(xué)、机械、電(diàn)气、液压、传感、信息技术于一體(tǐ)，具有(yǒu)开挖切削土體(tǐ)、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能(néng)，涉及地质、土木(mù、机械、力學(xué)、液压、電(diàn)气、控制、测量等多(duō)门學(xué)科(kē)技术，而且要按照不同的地质进行“量體(tǐ)裁衣”式的设计制造，可(kě)靠性要求极高。（電(diàn)气控制柜）

这样一个庞大的机器，其大脑当属其内部控制核心---自动化PLC控制系统，选择PLC作為(wèi)盾构机的控制系统有(yǒu)以下几个优势：
（1）PLC就有(yǒu)很(hěn)强的稳定性和可(kě)靠性：特别是在地铁施工这样恶劣的工作环境，湿气很(hěn)重，灰尘 较多(duō)，渗水具有(yǒu)腐蚀性，因此对電(diàn)气控制系统可(kě)靠性要求非常高。
（2）PLC的扩展性和通用(yòng)性比较好：自1969 年第一台PLC出现到现在，PLC已成為(wèi)一个工控标准，在这个标准下，相应元件的选型非常容易。（软启动柜）
（3）编程简单：PLC使用(yòng)的编程语言简单通用(yòng)， 易于掌握，对于编程人员的计算机知识要求比较低，不用(yòng)去掌握太深层次的硬件和固件知识。 
（4）功能(néng)强大，维护方便：对于盾构机这样需 要上千个I/O点的控制系统，PLC也可(kě)以轻松应付，对于其中PID调节，网络通信，看门狗等等任務(wù)也可(kě)以很(hěn)轻松的完成。PLC由于模块化了，维护起来 也是非常方便的。（变频控制柜）

（5）體(tǐ)积小(xiǎo)，功耗低，开发周期短。

盾构机大脑内部控制核心是PLC控制系统，PLC控制系统有(yǒu)7个优势

自动化PLC控制系统的组成和运行：
（1）PLC系统有(yǒu)工控机、两台调制解调器、PLC运行及储存器、各类传感器等输入部分(fēn)及各类電(diàn)继電(diàn)器等输出部分(fēn)，管理(lǐ)程序安装在地面监控室的工控机（上位机）内，通过一台在监控室的调制解调器和一台安装在盾构机调制解调器相互译制，与盾构机的PLC串口相连，从而监控和控制PLC运行，同时上位机也起着掘进参数数据保存作用(yòng)，方便操作人员使用(yòng)和维护。（软启动柜）
（2）根据设定的程序，在某些必要条件满足时，PLC才能(néng)进行下一步工作，否则，程序就不能(néng)往下运行，设备停止运行，同时会将错误信息显示在操作室的電(diàn)脑上。我们按照显示的错误信息及代码去查找故障原因，即PLC是否正常输入、PLC是否正常输出、前后输入/输出设备是否正常、连接線(xiàn)路是否良好。这样分(fēn)段分(fēn)析、仔细排查，故障会很(hěn)容易得到解决。
自动化PLC控制系统在盾构机上起到了很(hěn)大的作用(yòng)，可(kě)以提高恶劣环境下的可(kě)靠工作能(néng)力及帮助使用(yòng)维修人员快速排除故障，可(kě)以加快工程进度保证工程质量。
1 PLC系统的组成
PLC系统有(yǒu)工控机、两台调制解调器、PLC运行及储存器、各类传感器等输入部分(fēn)及各类電(diàn)继電(diàn)器等输出部分(fēn)，见图1。SIMATIC Man-ager是S7-PLC自动控制程序的管理(lǐ)程序，安装在地面监控室的工控机(上位机)内，通过一台在监控室的调制解调器和一台安装在盾构机调制解调器相互译制，与盾构机的PLC串口相连，从而监控和控制PLC运行，同时上位机也起着掘进参数数据保存作用(yòng)，方便操作人员使用(yòng)和维护。
PLC系统的软件主要有(yǒu)地面监控室電(diàn)脑上的操作系统，SIMATIC Manager程序，Netpro程序及监控程序PDV，以及安装在盾构机PLC上的控制程序。
2 PLC系统运行
根据设定的程序，在某些必要条件满足时，PLC才能(néng)进行下一步工作，否则，程序就不能(néng)往下运行，设备停止运行，同时会将错误信息显示在操作室的電(diàn)脑上。我们按照显示的错误信息及代码去查找故障原因，即PLC是否正常输入、PLC是否正常输出、前后输入/输出设备是否正常、连接線(xiàn)路是否良好。这样分(fēn)段分(fēn)析、仔细排查，故障会很(hěn)容易得到解决。
以盾构机中心回转體(tǐ)EP2润滑脂加注系统為(wèi)例，说明S7-PLC自动控制程序在盾构机故障排除中的应用(yòng)。在盾构机中，EP2润滑加注系统属于较复杂且很(hěn)重要的部分(fēn)，包含螺旋机密封、球轴承密封、中心回转體(tǐ)密封等部位的自动密封。本系统的正常运行与否不仅关系到盾构机能(néng)否顺利运行，同时对延長(cháng)设备使用(yòng)寿命起着很(hěn)重要的作用(yòng)。EP2加注系统是压缩空气通过由PLC控制的電(diàn)磁阀為(wèi)气动泵提供动能(néng)来源，输入气压和输出油脂压力的比值是1∶50，即1bar的气压能(néng)产生50bar的油脂压力。通常将压缩空气的压力调节為(wèi)1.5～2.0bar，即油脂压力為(wèi)75～100bar，足以克服油脂在管内的损耗，保证输送到盾构机上的多(duō)个油脂分(fēn)配阀时有(yǒu)足够的压力，再由油脂分(fēn)配阀非均匀的将油脂输送到需要被润滑的部位，达到自动润滑效果，如图2。

油脂分(fēn)配阀在润滑系统中起着重要作用(yòng)，它的结构组成如图3所示。其工作过程：当设备启动时，PLC发出指令為(wèi)二位二通電(diàn)磁阀通電(diàn)，如图4，具有(yǒu)压力的油脂进入油脂分(fēn)配阀，开始进行油脂分(fēn)配;在此种情况下，分(fēn)配阀所分(fēn)配的油脂量可(kě)以通过控制阀芯的冲程数进行计算，阀芯的冲程数通过脉冲传感器输入到PLC，如图5;当累积到一定量的冲程数时，PLC发出指令，停止向電(diàn)磁阀通電(diàn)，油脂分(fēn)配阀的进口关闭，油脂分(fēn)配结束。当下个指令发出时，照此重复进行。

盾构机大脑内部控制核心是PLC控制系统，PLC控制系统有(yǒu)7个优势

3 故障排除实例
 一次，在盾构机操作室的電(diàn)脑上，显示中心回转體(tǐ)油脂润滑系统故障，通过利用(yòng)PLC程序和显示的错误信息，查得是油脂分(fēn)配阀的输出无信号。将冲程传感器拆除，将一直径与传感器内径相差不多(duō)的金属棒體(tǐ)插入其中，作活塞式往复运动，可(kě)以从PLC输入指示灯看出，传感器能(néng)正常工作，随后将其中的一条输出油脂管拆除，手动进行注脂，油脂还是不能(néng)注出;后将分(fēn)配阀整體(tǐ)拆下，在机修房拆开检查、清洁，zui后在清理(lǐ)阀板时，从阀板孔中取出一颗细小(xiǎo)砂子(直径约1mm)，再次安装到盾构机上，试机正常，原来是机修工在更换油脂桶时，操作不慎，有(yǒu)杂物(wù)掉入油脂桶，导致了此故障的发生。
从上面可(kě)以看出，PLC在海瑞克盾构机上得到了很(hěn)大的应用(yòng)，SIMATIC Manager能(néng)很(hěn)好的帮助我们查找到故障的发生点，有(yǒu)助我们更准、更快的排除故障。


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