分析plc系統(tǒng)在盾構(gòu)機中的技術(shù)應(yīng)用

1、最新【精品】范文 參考文獻 專業(yè)論文分析PLC系統(tǒng)在盾構(gòu)機中的技術(shù)應(yīng)用分析PLC系統(tǒng)在盾構(gòu)機中的技術(shù)應(yīng)用摘要：本文結(jié)合實際案例具體分析 PLC在盾構(gòu)機中的應(yīng)用，能 更好地在惡劣環(huán)境下可靠工作，能幫助盾構(gòu)機使用維修人員快速排除 故障。關(guān)鍵詞：盾構(gòu)機；PLC系統(tǒng)設(shè)計;應(yīng)用Abstract: According to practical application in thespecific case an alysis in PLC of shield machi ne, better ableto work reliably in harsh environment, can help shiel

2、d machine repair pers onnel rapid troubleshoot ing.Key words: PLC system of shield machi ne; desig n; applicati on中圖分類號：C35文獻標識碼：A文章編號：1、前言隨著城市地鐵建設(shè)的不斷加塊，盾構(gòu)法施工以其優(yōu)質(zhì)、高速，安 全的優(yōu)勢被廣泛應(yīng)用。盾構(gòu)機是一種集機械、液壓、電氣和自動化控 制于一體、專用于地下隧道工程開挖的技術(shù)密集型重大工程裝備。它具有開挖速度快、質(zhì)量高、人員勞動強度小、安全性高、對地表沉降 和環(huán)境影響小等優(yōu)點。但是其體積龐大、系統(tǒng)復雜，內(nèi)部管路和線路 縱橫交錯，自動化控

3、制系統(tǒng)先進強大。因此，解決盾構(gòu)機故障是盾構(gòu) 施工中一個比較棘手的問題。如何快速、準確地找到并解決盾構(gòu)機的 故障是我們一直探索和研究的問題。2、PLC自動控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計下面以國家“ 863 ”項目一一C型地鐵盾構(gòu)掘進機批量制造為 例，設(shè)計制造的C型地鐵盾構(gòu)掘進機P L C自動控制系統(tǒng)由三菱電 機Q系列P L C和外圍元件（如指令元件、執(zhí)行元件、檢測元件及 人機界面等）組成，分為1個主站、3個從站，構(gòu)成一個分區(qū)域集散控制系統(tǒng)，P L C各站的功能如下所述（參見圖1）主站設(shè)在控制臺，接受來自人機界面和指令元件的操作指令， 直 接控制盾構(gòu)掘進機1 #臺車的設(shè)備，接受1 #站、2 #站、3 #站 送

4、到CC-L i n k 現(xiàn)場總線上的開關(guān)量信號和模擬量信號，向 C C L i nk現(xiàn)場總線下傳1 #臺車的開關(guān)量信號和模擬量信號，向 1 #站、2 #站、3 #站發(fā)出操作指令，與上位計算機進行通信。共有 開關(guān)量輸入1 2 8點，開關(guān)量輸出3 2點，模擬量輸入8點，模擬 量輸出8點。1 #站設(shè)在1 #低壓配電柜內(nèi)，接受主站的操作指令，接受主 站、2 #站、3 #站送到C C L i n k現(xiàn)場總線上的開關(guān)量信號和 模擬量信號，控制盾構(gòu)2 #臺車與3 #臺車的設(shè)備，向C C L in k現(xiàn)場總線上傳2 #臺車與3 #臺車的開關(guān)量信號和模擬量信號。共有開關(guān)量輸入1 2 8點，開關(guān)量輸出6 4點，模

5、擬量輸入16點， 模擬量輸出8點。2 #站設(shè)在位于2 #低壓配電柜內(nèi)，接受主站的操作指令，接 受主站、1 #站、3 #站送到C C L i n k 現(xiàn)場總線上的開關(guān)量 信號和模擬量信號，控制盾構(gòu)4 #臺車與5 #臺車的設(shè)備，向C C L i n k 現(xiàn)場總線上傳4 #臺車與5 #臺車的開關(guān)量信號和模擬量 信號。共有開關(guān)量輸入6 4點、開關(guān)量輸出3 2點、模擬量輸入8 點。3 #站設(shè)在拼裝控制箱內(nèi)，接受主站的操作指令，接受主站、1 # 站、2 #站送到C C L i n k 現(xiàn)場總線上的開關(guān)量信號和模擬量 信號，控制盾構(gòu)本體和拼裝區(qū)域的設(shè)備，向 C C L i n k 現(xiàn)場總 線上傳盾構(gòu)本體和拼

6、裝區(qū)域的開關(guān)量信號和模擬量信號。 共有開關(guān)量 輸入1 6 0點、開關(guān)量輸出1 2 8點、模擬量輸入24點、模擬量輸 出8點。為了提高PL C自動控制系統(tǒng)硬件的可維修性，各站統(tǒng)一選用 3 2點的Q X 4 1開關(guān)量輸入模塊，統(tǒng)一選用 3 2點的Q Y 4 1 P開 關(guān)量輸出模塊，選用8路輸入的Q68AD I和Q 6 8ADV模擬 量輸入模塊，統(tǒng)一選用8路輸出的Q68 DA I模擬量輸出模塊，統(tǒng)一選用2 2 0 V 供電的Q 6 1 P A 2電源模塊，主站和3 #站 選用Q 0 2 H C P U 模塊，1 #站和2 #站選用Q 0 1 C P U模塊。 另外選用1 2 i n 的A 9 8 5

7、 G O T T B A人機界面，選用工業(yè) 級的監(jiān)視計算機。這樣配置系統(tǒng)的優(yōu)點是可以最大限度地減少PLC備件種類和數(shù)量，簡化了 P L C自動控制系統(tǒng)，在提高P L C自動 控制系統(tǒng)可維修性的同時降低了造價。3、PLC自動控制系統(tǒng)的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計3.1. PLC站間通信網(wǎng)絡(luò)選型P L C站間通信網(wǎng)絡(luò)的類型關(guān)系到 P LC自動控制系統(tǒng)在惡劣 環(huán)境下的工作能力。我們曾經(jīng)使用過 75 Q同軸電纜站間通信網(wǎng)絡(luò)， 在盾構(gòu)掘進機的高電磁干擾環(huán)境下通信頻繁誤碼，P L C自動控制系統(tǒng)通信可靠性下降。誤碼嚴重時，P LC自動控。作為在工廠P L C 自動控制系統(tǒng)和樓宇P L C自動控制系統(tǒng)中常用的控制層 ME

8、LS E C N E T / H網(wǎng)絡(luò)，在盾構(gòu)掘進機惡劣環(huán)境下不再適用。而作為下級 的設(shè)備層C C L i n k 網(wǎng)絡(luò)，在盾構(gòu)掘進機惡劣環(huán)境下的工作能 力達到設(shè)計要求，可靠性、適用性、可維修性均符合使用要求，優(yōu)勢 明顯，為盾構(gòu)掘進機P L C自動控制系統(tǒng)首選的站間通信網(wǎng)絡(luò)。3.2. 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)通信網(wǎng)絡(luò)底層采用抗電磁干擾能力強、制作維護方便的CC Li n k 網(wǎng)絡(luò)，用于P L C站間通信（參見圖1 ），網(wǎng)絡(luò)接入模塊為 Q J 6 1 B T 11，傳輸媒介是雙絞電纜，傳輸速率 156Kbit/s10Mbit/s , 156 KB傳輸速率時最大傳輸距離為 1 200 m, 10 Mbit/s 傳

9、輸速率時最大傳輸距離為100 m,連接從站數(shù)最多可擴展到64個， 通信網(wǎng)絡(luò)可靠性高，適用性強，可維修性好。通信網(wǎng)絡(luò)上層選用互通互連性能好的以太網(wǎng)絡(luò)，用于P L C與上位監(jiān)視計算機間的通信，網(wǎng)絡(luò)接入模塊為 QJ71E71支持TCP/IP 和UDP/IP通信協(xié)議，傳輸媒介是5類通信線，傳輸速率1 0 Mb i t / s ，傳輸距離為100 m,通過Moden換電平后傳輸距離目前已經(jīng) 達到1 500 m，適用性好。值得指出的是任意一地的遠程計算機可用撥號方式與網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的 任意一個P L C站進行無縫通信，接入設(shè)置為普通的 M o dem , 傳輸媒介是公共電話線，傳輸速率 56 Kbit / s ，

10、傳輸?shù)攸c和 傳輸距離沒有限制。由于采用 Modem點到點通信，與公網(wǎng)物理 隔離，安全性好，采用公共電話線，網(wǎng)絡(luò)變化不受限制。4、PLC自動控制系統(tǒng)的軟件編制技巧4.1. 提高惡劣環(huán)境下的可靠工作能力提高P L C自動控制系統(tǒng)在惡劣環(huán)境下可靠工作能力的軟件編 制技巧涉及兩方面：一是將主要自鎖和互鎖等聯(lián)鎖在主站和3個從站重復編程，在此不展開討論。二是編制一套自動糾錯程序，將P LC通信誤碼和盾構(gòu)掘進機系統(tǒng)故障、使用人員的錯誤操作等非正常停 機動作自動糾正為正常動作。以刀盤電動機非正常停止為例（參見圖2 ），當P L C通信誤 碼和盾構(gòu)掘進機系統(tǒng)故障、使用人員的錯誤操作等非正常停機動作發(fā) 出刀盤電動

11、機非正常停止指令時，自動糾錯程序能夠?qū)⒎钦ＭＶ怪?令糾正為先卸載然后刀盤電動機停止最后刀盤輔助電動機停止。這樣就提高了 P L C自動控制系統(tǒng)可靠性。4.2. 幫助使用維修人員快速排除故障引起盾構(gòu)掘進機故障的原因可能是電氣類故障， 也可能是液壓類 故障。為了幫助盾構(gòu)掘進機使用維修人員快速排除故障，編制了故障聲音報警程序，利用蜂鳴器不同的報警聲快速確定故障類型。 對于諸 如斷路器跳閘、熱繼電器動作等電氣類故障，編制相應(yīng)的自診斷程序 在人機界面畫面上進行實時顯示，用閃爍的方框表示斷路器跳閘，用 閃爍的圓框和方框表示熱繼電器動作。 對于諸如液壓濾油器堵塞、液 壓油位低等液壓類故障，同樣編制相應(yīng)的自診斷程序在監(jiān)視計算機實 時信息畫面顯示，用紅色的方框表示故障。借助于故障自診斷程序和聲光報警信號，盾構(gòu)掘進機使用維修人 員可以方便地確定故障類型和故障點，提高了構(gòu)掘進機的可維修性。5、結(jié)語總而言之，PLC控制系統(tǒng)的促進對工程施