泥水盾構(gòu)機(jī)的控制與調(diào)試

中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司—泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前一頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)拼搏、創(chuàng)新，打造實(shí)力雄厚的自主品牌

固基修道中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司履方致遠(yuǎn)目前二頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目錄目錄一、供配電與電控系統(tǒng)二、電氣控制系統(tǒng)三、泥水電氣原理四、氣泡艙系統(tǒng)五、刀盤電氣原理六、推進(jìn)系統(tǒng)電氣原理七、管片拼裝機(jī)電氣原理八、螺旋機(jī)電氣原理九、泥水盾構(gòu)操作目前三頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司供配電與電控系統(tǒng)一、供配電與電控系統(tǒng)高壓供電系統(tǒng)低壓配電系統(tǒng)電動(dòng)機(jī)和閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前四頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司高壓供電系統(tǒng)1、高壓供電系統(tǒng)：1.1盾構(gòu)機(jī)的供電電壓等級(jí)我國(guó)城域配電電壓等級(jí)為10KV；

盾構(gòu)機(jī)的整體負(fù)荷較大，常用1600KVA或2000KVA的變壓器；1.2變壓器

變壓器是一種靜止電氣設(shè)備，它利用電磁感應(yīng)原理，將一種電壓等級(jí)的交流電轉(zhuǎn)變成同頻率的另一種電壓等級(jí)的交流電。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前五頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司1.2.1變壓器容量的選擇變壓器容量的選擇很重要，如果容量選小了，會(huì)使變壓器經(jīng)常過(guò)載運(yùn)行，甚至?xí)龤ё儔浩鳎蝗绻萘窟x大了，會(huì)使變壓器得不到充分利用，增加設(shè)備的投資,增大線路和變壓器的損耗，效率低下。因此，變壓器的容量一般按下式選擇：

用電設(shè)備總?cè)萘孔儔浩魅萘?

用電設(shè)備功率因數(shù)*用電設(shè)備效率式中:用電設(shè)備功率因數(shù)——一般為0.8~0.9；用電設(shè)備效率——一般為0.85~0.9。高壓供電系統(tǒng)泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前六頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司箱式變壓器高壓供電系統(tǒng)泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前七頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司

1.2.2配電計(jì)劃圖高壓供電系統(tǒng)泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前八頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司低壓配電系統(tǒng)

2、

低壓配電系統(tǒng)2.1盾構(gòu)機(jī)的低壓配電系統(tǒng)的形式低壓配電電壓采用220/380/690V。帶電導(dǎo)體系統(tǒng)的形式宜采用兩相三線制、三相三線制和三相四線制。大部分中小容量，且用電設(shè)備無(wú)特殊要求時(shí)，宜采用樹干式配電方式。如水系統(tǒng)控制柜大容量，或負(fù)荷性質(zhì)重要，宜采用放射式配電方式。如刀盤變頻柜。當(dāng)部分用電設(shè)備距離供電點(diǎn)較遠(yuǎn)，而彼此相距很近、容量很小的次要用電設(shè)備，可采用鏈?zhǔn)脚潆姺绞剑側(cè)萘坎灰顺^(guò)10kW。配電方式要根據(jù)用電設(shè)備情況具體而定。盾構(gòu)機(jī)中大容量的油泵電機(jī)、刀盤驅(qū)動(dòng)電機(jī)、泥水泵電機(jī)、空壓機(jī)等采用放射式供電。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前九頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司低壓配電系統(tǒng)

2.2盾構(gòu)機(jī)配電保護(hù)形式盾構(gòu)機(jī)變壓器低壓側(cè)出線總開關(guān)設(shè)長(zhǎng)延時(shí)脫扣保護(hù)（一般15S）短延時(shí)脫扣保護(hù)（一般0.2S~0.5S）、欠壓保護(hù)和接地保護(hù)。盾構(gòu)機(jī)中用電設(shè)備的配電線路設(shè)短路保護(hù)、過(guò)負(fù)載保護(hù)和漏電保護(hù)。對(duì)于操作人員直接接觸的用電設(shè)備，所選斷路器應(yīng)具有0.03A的剩余電流動(dòng)作保護(hù)功能，確保在故障情況下可靠切斷電源，保證人員安全。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前十頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司電動(dòng)機(jī)和閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制

3、電動(dòng)機(jī)和閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制3.1電動(dòng)機(jī)的控制盾構(gòu)機(jī)中采用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)大量為交流異步電機(jī)，控制分為單向和雙向（正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)）兩種控制模式。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前十一頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司供配電系統(tǒng)

3.2電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)盾構(gòu)機(jī)中采用的驅(qū)動(dòng)電機(jī)大量為交流異步電機(jī)，且多數(shù)為三相鼠籠式電動(dòng)機(jī)。由于交流電機(jī)對(duì)電壓非常敏感，而三相異步電動(dòng)機(jī)在啟動(dòng)時(shí)過(guò)大的啟動(dòng)電流會(huì)引起電壓的急劇下降，從而影響其它設(shè)備的運(yùn)行。這時(shí)限制電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流就是要首先考慮的問(wèn)題。常用星-三角降壓?jiǎn)?dòng)、軟啟動(dòng)。三相鼠籠式電動(dòng)機(jī)在額定電壓下的啟動(dòng)電流Iq=（6~7）IN。三相鼠籠式電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)主要考慮啟動(dòng)時(shí)對(duì)電網(wǎng)的影響。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前十二頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司電動(dòng)機(jī)和閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制

星-三角降壓?jiǎn)?dòng)星-三角降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電流及啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩均為電動(dòng)機(jī)在額定電壓下直接啟動(dòng)時(shí)的1/3。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前十三頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司電動(dòng)機(jī)和閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制

軟啟動(dòng)正常啟動(dòng)后，切到KM2旁路運(yùn)行。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前十四頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司電動(dòng)機(jī)和閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制

3.3電動(dòng)機(jī)的調(diào)速對(duì)于在正常時(shí)需調(diào)速的電動(dòng)機(jī)，盾構(gòu)機(jī)中大量采用變頻調(diào)速控制來(lái)解決電動(dòng)機(jī)的調(diào)速問(wèn)題。交流電動(dòng)機(jī)的速度通過(guò)對(duì)電源的頻率來(lái)控制。而電源的頻率依被控制的物理量（如流量、壓力、液位等）而變化。需要恒物理量控制（目標(biāo)值恒定）時(shí)可組成閉環(huán)控制系統(tǒng)，通過(guò)計(jì)算機(jī)（PLC）內(nèi)的PID控制器來(lái)控制。變頻電路一般采用交——直——交。交——直變換通過(guò)整流電路（如排泥變頻器的整流單元）來(lái)實(shí)現(xiàn)；直——交變換通過(guò)逆變電路（如排泥變頻器的逆變單元）來(lái)實(shí)現(xiàn)。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前十五頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司電動(dòng)機(jī)和閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制

3.4開關(guān)量閥開關(guān)量電磁閥采用繼電器、接觸器觸電串聯(lián)到電磁閥電源回路完成對(duì)電磁閥的控制。液動(dòng)控制閥、氣動(dòng)閥都是電磁閥。注：蓄水箱電動(dòng)球閥等非電磁閥，內(nèi)部是雙向電動(dòng)機(jī)。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前十六頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司電動(dòng)機(jī)和閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)的控制

3.5比例閥通過(guò)放大板驅(qū)動(dòng)比例電磁閥實(shí)現(xiàn)壓力或流量的控制（控制閥芯的開度）。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前十七頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司電氣控制系統(tǒng)二、電氣控制系統(tǒng)盾構(gòu)機(jī)是一個(gè)集機(jī)、電、液于一體的用于隧道掘進(jìn)的大型設(shè)備，其自動(dòng)化程度高，控制環(huán)節(jié)多，工序復(fù)雜，并且相互關(guān)聯(lián)，相互影響，為了保證盾構(gòu)機(jī)的高度可靠性和安全性，控制系統(tǒng)采用了PLC可編程控制系統(tǒng)。因?yàn)镻LC可編程控制系統(tǒng)具有系統(tǒng)功能強(qiáng)、可靠性高、抗震性能好、擴(kuò)充維修方便等優(yōu)點(diǎn)。盾構(gòu)機(jī)上所有傳感器和控制信號(hào)都輸入到PLC,所有輸出信號(hào)都有PLC輸出，可以方便的建立各種聯(lián)鎖關(guān)系。高性能的傳感器，如磁制位移傳感器檢測(cè)油缸行程，超聲波傳感器用來(lái)檢測(cè)油脂、液壓油等液位，高防護(hù)接近開關(guān)用來(lái)測(cè)速等。比例閥電流放大器，精確控制比例閥。精確的過(guò)程控制和PID運(yùn)算，盡可能地安全保證盾構(gòu)機(jī)的操作簡(jiǎn)化。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前十八頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司電氣控制系統(tǒng)電氣控制系統(tǒng)：1、PLC簡(jiǎn)介2、主控系統(tǒng)PLC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)3、盾構(gòu)主要?jiǎng)幼骺刂圃砼c控制邏輯泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前十九頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司PLC簡(jiǎn)介1、PLC簡(jiǎn)介中文名稱：可編程控制器；英文名稱：ProgrammableLogicController，簡(jiǎn)稱PLC1987年國(guó)際電工委員會(huì)（InternationalElectricalCommittee）頒布的PLC標(biāo)準(zhǔn)草案中對(duì)PLC做了如下定義：“PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)?！蹦嗨軜?gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前二十頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司PLC簡(jiǎn)介1.1PLC硬件系統(tǒng)組成泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前二十一頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司PLC簡(jiǎn)介PLC以周期性循環(huán)往復(fù)工作，工作流程如下：泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前二十二頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司PLC簡(jiǎn)介1.2基本結(jié)構(gòu)：Q系列PLC是中高檔性能PLC，采用模塊化設(shè)計(jì)，適用于大型復(fù)雜的控制系統(tǒng)。機(jī)架（Q38B）、電源（Q64PN）、中央處理器（Q03UDECPU）、數(shù)字輸入/輸出模塊（DI/DO）、模擬量輸入輸出（AI/AO）、通信處理模塊（QJ71BR11——NET10通信模塊、QJ71C42N-R4——串口通信模塊、QJ61BT11N——CCLink通信模塊、QJ71GF11-T2——CCLink-IE通信模塊）等。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前二十三頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司PLC簡(jiǎn)介1.3PLC使用的物理存儲(chǔ)器程序存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)QCPU的運(yùn)行程序標(biāo)準(zhǔn)RAM：存儲(chǔ)文件寄存器和局部軟元件的數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)ROM：QCPU使用ROM時(shí)，用于存儲(chǔ)參數(shù)和程序數(shù)據(jù)。存儲(chǔ)卡（RAM）存儲(chǔ)卡（ROM）泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前二十四頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司PLC簡(jiǎn)介1.4PLC復(fù)位：由于數(shù)據(jù)運(yùn)算、干擾等原因?qū)е翪PU出錯(cuò)，需對(duì)PLC復(fù)位。當(dāng)存儲(chǔ)器復(fù)位時(shí)，工作存儲(chǔ)器、內(nèi)置裝在存儲(chǔ)器和運(yùn)算數(shù)據(jù)（非鎖存數(shù)據(jù)）被清零。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前二十五頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司PLC簡(jiǎn)介泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前二十六頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司主控系統(tǒng)PLC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)NET-10CCLink泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前二十七頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司主控系統(tǒng)PLC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)CCLink泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前二十八頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司主控系統(tǒng)PLC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)NET-10CCLINK-IE（網(wǎng)線、光纖）Profibus-DPTCP/IP泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前二十九頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司主控系統(tǒng)PLC網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)CCLink-IE泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前三十頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司盾構(gòu)主要?jiǎng)幼骺刂圃砼c控制邏輯3、盾構(gòu)主要?jiǎng)幼骺刂圃砼c控制邏輯3.1盾構(gòu)主要?jiǎng)幼骺刂圃矶軜?gòu)控制及數(shù)據(jù)采集、顯示有關(guān)的各種數(shù)字量（如開關(guān)、按鈕及數(shù)字量傳感器狀態(tài)等）、模擬量（如液位、溫度、壓力、流量等）均通過(guò)各種傳感器經(jīng)數(shù)字量輸入接口（DI）與模擬量輸入接口（AI）接入PLC。同時(shí)，根據(jù)各種控制策略經(jīng)PLC內(nèi)部控制程序運(yùn)算分析后形成控制邏輯，經(jīng)數(shù)字量輸出接口（DO）控制各接觸器、指示燈、繼電器、電磁閥等執(zhí)行相應(yīng)動(dòng)作與模擬量輸出接口（AO）控制電機(jī)等執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前三十一頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司盾構(gòu)主要?jiǎng)幼骺刂圃砼c控制邏輯泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前三十二頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司盾構(gòu)主要?jiǎng)幼骺刂圃砼c控制邏輯3.2控制邏輯

主控：控制順序（非順控程序）、模擬量采集、HMI控制程序、潤(rùn)滑與齒輪油控制、刀盤驅(qū)動(dòng)控制、推進(jìn)控制、管片拼裝機(jī)控制、盾尾油脂控制、仿形刀控制、破碎機(jī)控制、設(shè)定值處理、故障處理、系統(tǒng)保護(hù)、鉸接控制、螺旋機(jī)控制（土壓盾構(gòu)）、俯仰角計(jì)算、推進(jìn)計(jì)算、盾構(gòu)姿態(tài)計(jì)算、狀態(tài)顯示；

泥水：通信異常處理、流體操作回路、盾構(gòu)數(shù)據(jù)采集、泥水閥操作、數(shù)據(jù)處理、PID運(yùn)算、土砂計(jì)算、異常處理、畫面監(jiān)視、氣泡艙控制等；以及分站控制程序

輔助：注漿控制、水系統(tǒng)控制、二次注漿控制、故障處理、空壓機(jī)控制等泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前三十三頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司盾構(gòu)主要?jiǎng)幼骺刂圃砼c控制邏輯土壓平衡的實(shí)現(xiàn)土壓平衡控制是土壓平衡盾構(gòu)控制技術(shù)的關(guān)鍵。土壓平衡的控制主要依賴于操作人員的手動(dòng)調(diào)節(jié)（屬于開環(huán)控制）。推進(jìn)位移、壓力，以及土倉(cāng)壓力值。操作人員根據(jù)顯示數(shù)值是否正常來(lái)調(diào)節(jié)推進(jìn)速度、壓力，螺旋機(jī)速度?？刂品绞揭韵聝煞N：推進(jìn)速度一定，通過(guò)調(diào)節(jié)螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速，排土量達(dá)到土倉(cāng)的土壓平衡。螺旋機(jī)速度加快，土倉(cāng)壓力下降，反之則上升。螺旋機(jī)速度一度，通過(guò)調(diào)節(jié)推進(jìn)速度，實(shí)現(xiàn)土壓平衡。推進(jìn)速度加快，則土倉(cāng)內(nèi)壓力上升，反之則下降。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前三十四頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司泥水系統(tǒng)螺旋機(jī)PID自動(dòng)控制泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前三十五頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司泥水系統(tǒng)PID控制（閉環(huán)控制）閉環(huán)控制的主要性能指標(biāo)。由于給定輸入信號(hào)或擾動(dòng)輸入信號(hào)的變化，系統(tǒng)的輸出量達(dá)到穩(wěn)態(tài)值之前的過(guò)程稱為過(guò)渡過(guò)程或動(dòng)態(tài)過(guò)程。系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能常有階躍響應(yīng)（階躍輸入時(shí)輸出量的變化）的參數(shù)來(lái)描述。階躍輸入信號(hào)在t=0之前為0，t〉0時(shí)為某一恒定值。輸出量第一次到達(dá)穩(wěn)態(tài)的時(shí)間Tr稱為上升時(shí)間，上升時(shí)間反應(yīng)了系統(tǒng)在響應(yīng)初期的快速性。系統(tǒng)進(jìn)入并停留在穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間C（∞）上下±5%或2%或誤差帶內(nèi)的時(shí)間Tr稱為調(diào)節(jié)時(shí)間，到達(dá)調(diào)節(jié)時(shí)間表面調(diào)節(jié)過(guò)程結(jié)束。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前三十六頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司泥水系統(tǒng)

泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前三十七頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司泥水系統(tǒng)泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前三十八頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司泥水電氣原理三、

泥水電氣原理泥水平衡的實(shí)現(xiàn)（流體系統(tǒng)）進(jìn)泥流量、壓力（無(wú)氣泡艙），排泥流量，氣泡艙壓力是泥水平衡的關(guān)鍵。主要依靠操作人員手動(dòng)調(diào)節(jié)進(jìn)/排泥泵轉(zhuǎn)速（屬于開環(huán)控制）、氣泡艙壓力?？刂埔c(diǎn)（水壓、流量的控制）：CV1的控制：停機(jī)及旁路駕駛時(shí)，控制CV1閥，保持切口水壓。送泥水壓（停機(jī)時(shí)，管道靜態(tài)水壓；旁通時(shí)，來(lái)自送泥加水壓）〉=切口水壓情況下，調(diào)整CV1閥開度控制切口水壓。送泥P11的控制：調(diào)整P11泵的轉(zhuǎn)速，控制水壓（或流量）。旁路時(shí)，P11泵轉(zhuǎn)速增大，送泥水壓隨之增大；挖掘時(shí)，P11泵轉(zhuǎn)速增大，切口水壓隨之增大，反之則下降。（無(wú)氣泡艙，有氣泡艙情況下，則其影響切口水壓偏?。Ｄ嗨軜?gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前三十九頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司泥水電氣原理排泥P21的控制：調(diào)整P21泵的轉(zhuǎn)速，控制排泥管路流量。P21泵轉(zhuǎn)速增大，排泥流量隨之增大。氣泡艙的控制：調(diào)整進(jìn)排氣閥開度，控制氣泡艙（泥水倉(cāng)）壓力。進(jìn)氣閥打開，氣泡艙壓力增加，排氣閥打開，氣泡艙壓力降低。旁路到挖掘的轉(zhuǎn)換：對(duì)于切口水壓的設(shè)定值（目標(biāo)值——地層水壓計(jì)算），旁路模式時(shí)的送泥水壓不適合，如果挖掘轉(zhuǎn)換，將成為切口水壓波動(dòng)的原因。為了不使切口水壓變動(dòng)，從旁通到挖掘，與切口水壓的設(shè)定值，平衡送泥水壓就可以轉(zhuǎn)換了，可以做以下步驟：1）預(yù)估送泥水壓，旁路模式使之穩(wěn)定。

2）手動(dòng)開/閉CV1閥，觀察切口水壓的變化。

3）一邊觀察切口水壓的變化，一邊調(diào)整送泥水壓，發(fā)現(xiàn)送泥水壓與切口水壓平衡，在轉(zhuǎn)換為挖掘模式，把切口水壓的變動(dòng)控制在最小限度。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前四十頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司泥水電氣原理停止模式泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前四十一頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司泥水電氣原理旁通模式泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前四十二頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司泥水電氣原理挖掘模式泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前四十三頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司泥水電氣原理逆洗模式泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前四十四頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司泥水電氣原理隔離模式（接管模式時(shí)）泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前四十五頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司泥水電氣原理泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前四十六頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司泥水電氣原理泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前四十七頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司氣泡艙系統(tǒng)四、

氣泡艙系統(tǒng)氣泡艙系統(tǒng)，可以在斷電情況下（供氣壓力4bar以上），實(shí)現(xiàn)切口水壓平衡，人員操作供氣閥與進(jìn)氣閥的開關(guān)，實(shí)現(xiàn)切口壓力的平衡（開環(huán)控制）；人員設(shè)定氣泡艙目標(biāo)壓力，可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)切口水壓平衡（閉環(huán)控制-PID）。

盾構(gòu)（+/-0.1bar）采用氣壓控制泥漿壓力，氣壓具有緩沖作用，所以泥水壓力的波動(dòng)小，對(duì)開挖面土層支護(hù)更為穩(wěn)定，對(duì)地表變形控制也更為有利。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前四十八頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司氣泡艙系統(tǒng)顯示操作泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前四十九頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司氣泡艙系統(tǒng)目前五十頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司刀盤系統(tǒng)電氣原理五、刀盤系統(tǒng)電氣原理刀盤電機(jī)啟動(dòng)方式：變頻啟動(dòng)控制原理：

設(shè)置頻率，同調(diào)變頻器頻率（基于cclink通信），改變電機(jī)轉(zhuǎn)速，改變刀盤轉(zhuǎn)速。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前五十一頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司刀盤系統(tǒng)電氣原理變頻電機(jī)效率：90%以上計(jì)數(shù)接近開關(guān)，實(shí)時(shí)反饋刀盤速度。兩個(gè)接近開關(guān)（仿形刀原點(diǎn)和齒輪計(jì)數(shù)）檢測(cè)刀盤大齒圈，信號(hào)進(jìn)入PLC后計(jì)算出旋轉(zhuǎn)角度、速度等信息。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前五十二頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司推進(jìn)系統(tǒng)電氣原理六、推進(jìn)系統(tǒng)電氣原理啟動(dòng)方式：星-三角啟動(dòng)（推進(jìn)泵、快速縮回泵）、直接啟動(dòng)（微速泵）控制方式：掘進(jìn)模式，控制四個(gè)分區(qū)壓力和推進(jìn)速度。

拼裝模式，控制箱控制推進(jìn)油缸伸縮。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前五十三頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司推進(jìn)系統(tǒng)電氣原理分區(qū)壓力控制：四個(gè)分區(qū)可在觸摸屏設(shè)置。壓力實(shí)時(shí)反饋。速度控制：設(shè)置推進(jìn)速度%。推進(jìn)行程，速度實(shí)時(shí)反饋。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前五十四頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司拼裝機(jī)系統(tǒng)電氣原理七、拼裝機(jī)系統(tǒng)電氣原理啟動(dòng)方式：星-三角啟動(dòng)控制方式：采用無(wú)線遙控操作。比例卡驅(qū)動(dòng)：PLC0~10V輸出給比例卡，經(jīng)由比例卡，調(diào)整比例閥開度，調(diào)整泵的斜盤，產(chǎn)生泵流量變化。旋轉(zhuǎn)無(wú)極調(diào)速泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前五十五頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司拼裝機(jī)系統(tǒng)電氣原理旋轉(zhuǎn)速度檢測(cè)：使用編碼器，采集拼裝機(jī)旋轉(zhuǎn)速度和角度?？紤]到喂片機(jī)及安全原因，設(shè)置滑動(dòng)、大臂位移傳感器，檢測(cè)拼裝機(jī)位置與狀態(tài)。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前五十六頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司螺旋機(jī)系統(tǒng)電氣原理八、螺旋機(jī)系統(tǒng)電氣原理（土壓盾構(gòu)）啟動(dòng)方式：星-三角啟動(dòng)控制方式：自動(dòng)與手動(dòng)控制。比例卡驅(qū)動(dòng)：PLC0~10V輸出給比例卡，經(jīng)由比例卡，調(diào)整比例閥開度，調(diào)整泵的斜盤，產(chǎn)生泵流量變化。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前五十七頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司螺旋機(jī)系統(tǒng)電氣原理螺旋機(jī)自動(dòng)控制簡(jiǎn)介比例系數(shù)小，則控制作用較弱，響應(yīng)慢，達(dá)到目標(biāo)值的時(shí)間將延遲；比例系數(shù)大，則控制作用較強(qiáng)，響應(yīng)快，能盡快地到達(dá)目標(biāo)值，但有可能會(huì)出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象，甚至可能應(yīng)起震蕩。引入積分控制的目的是消除目標(biāo)土壓與實(shí)際土壓的偏差。該值設(shè)定較小，則控制作用較強(qiáng)，響應(yīng)快，能盡快地到達(dá)目標(biāo)值，但有可能會(huì)出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象，甚至可能應(yīng)起震蕩；若該值較大，則控制作用較弱，響應(yīng)慢，達(dá)到目標(biāo)值的時(shí)間將延遲。實(shí)際土壓≥（設(shè)定土壓＋土壓警報(bào)值）時(shí)，土壓高報(bào)警。

實(shí)際土壓≤（設(shè)定土壓－土壓警報(bào)值）時(shí)，土壓低報(bào)警。該值越小，控制系統(tǒng)中的土壓值參數(shù)越接近實(shí)際值。但有可能使得控制系統(tǒng)中的土壓值參數(shù)的變化率過(guò)大，引起控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定。反之，如果該值過(guò)大，有可能不能真實(shí)地反映實(shí)際土壓，使得控制系統(tǒng)不能很好地發(fā)揮作用。該值越小，控制系統(tǒng)中的土壓值參數(shù)越接近實(shí)際值。但有可能使得控制系統(tǒng)中的土壓值參數(shù)的變化率過(guò)大，引起控制系統(tǒng)的不穩(wěn)定。反之，如果該值過(guò)大，有可能不能真實(shí)地反映實(shí)際土壓，使得控制系統(tǒng)不能很好地發(fā)揮作用。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前五十八頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司螺旋機(jī)系統(tǒng)電氣原理螺旋機(jī)自動(dòng)控制為了使土壓計(jì)測(cè)量值（PV：PROCESSVALUE）接近設(shè)定土壓值（SP：SETPOINT），需要對(duì)螺旋機(jī)的控制值（MV：MANIPULATEDVALUE）進(jìn)行控制?？刂品绞接斜壤刂啤⒎e分控制和移動(dòng)平均處理。另外，在盾構(gòu)機(jī)開始掘進(jìn)的初始階段，由于土壓不穩(wěn)定，可選擇螺旋機(jī)初期控制泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前五十九頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司螺旋機(jī)系統(tǒng)電氣原理比例動(dòng)作如下圖所示，當(dāng)土壓升高時(shí)提高螺旋機(jī)的轉(zhuǎn)速，反之，當(dāng)土壓降低時(shí)則降低螺旋機(jī)的轉(zhuǎn)速。土壓變動(dòng)較大時(shí)，螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速的變化也增大。決定比例動(dòng)作變化量比率的是“螺旋機(jī)控制參數(shù)”的比例放大系數(shù)。如果增大比例放大系數(shù)，相對(duì)于土壓的變動(dòng)，螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速變化變大。反之，如果減小比例放大系數(shù)，相對(duì)于土壓的變動(dòng)，螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速變化變小。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前六十頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司螺旋機(jī)系統(tǒng)電氣原理積分動(dòng)作螺旋機(jī)控制的積分動(dòng)作是對(duì)當(dāng)前土壓與目標(biāo)土壓的偏差進(jìn)行累計(jì)，并進(jìn)行修正。如下圖所示，修正動(dòng)作是在積分時(shí)間（T）之后，使比例動(dòng)作的部分發(fā)生變化的動(dòng)作。土壓上升時(shí)土壓下降時(shí)積分動(dòng)作所產(chǎn)生的變化量之大小由“螺旋機(jī)控制參數(shù)”的積分時(shí)間決定。延長(zhǎng)積分時(shí)間后，相對(duì)于土壓的變動(dòng)，比例動(dòng)作后的螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速變化將變小。反之，縮短積分時(shí)間，相對(duì)于土壓的變動(dòng)，比例動(dòng)作后的螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速變化將變大。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前六十一頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司螺旋機(jī)系統(tǒng)電氣原理移動(dòng)平均處理所謂螺旋機(jī)控制的移動(dòng)平均處理，就是抑制

中選擇的土壓計(jì)測(cè)量值（PV：PROCESSVALUE）的劇烈波動(dòng)，從而進(jìn)行穩(wěn)定控制的一種處理方法。如下圖所示，可使實(shí)際土壓的變動(dòng)趨于平穩(wěn)，變?yōu)槠交翂骸Ｒ苿?dòng)平均處理的設(shè)定項(xiàng)目有“采樣周期”和“采樣次數(shù)”。增加采樣周期、采樣次數(shù)后，PV的變動(dòng)將變得平滑。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前六十二頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司螺旋機(jī)系統(tǒng)電氣原理螺旋機(jī)初期控制要使開挖面的土壓保持在某個(gè)值，可以采用改變螺旋機(jī)轉(zhuǎn)速，使土壓保持恒定的“土壓控制”。該控制使用常規(guī)的PID控制。但是PID控制并非在所有情況下都適用。在盾構(gòu)機(jī)的土壓控制中，控制對(duì)象是土壓，艙內(nèi)的土砂由于顆粒大小不同、偏向等原因，土壓的測(cè)量值（反饋值）很不穩(wěn)定。尤其是在掘進(jìn)初始階段，艙內(nèi)的土壓極不穩(wěn)定，很難進(jìn)行穩(wěn)定的PID控制。一般來(lái)說(shuō)，PID控制是將測(cè)量值與目標(biāo)值相比較，通過(guò)反饋控制以縮小兩者的偏差。通常情況下，設(shè)定的PID參數(shù)很難適應(yīng)掘進(jìn)初始階段的快速響應(yīng)的控制要求。而與此相對(duì)，前饋（FF）控制因采用了預(yù)測(cè)控制的方式，可很好地適應(yīng)快速變化。因此，在掘進(jìn)的初始階段不采用PID控制而采用前饋控制，這樣可以有效地保持開挖面的土壓穩(wěn)定。移動(dòng)平均處理的設(shè)定項(xiàng)目有“采樣周期”和“采樣次數(shù)”。增加采樣周期、采樣次數(shù)后，PV的變動(dòng)將變得平滑。泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前六十三頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司泥水盾構(gòu)畫面九、泥水盾構(gòu)畫面盾構(gòu)主畫面泥水系統(tǒng)畫面泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前六十四頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司盾構(gòu)主畫面9.1.1畫面構(gòu)成主要狀態(tài)操作窗口切換窗口泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前六十五頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司盾構(gòu)主畫面9.1.2狀態(tài)顯示系統(tǒng)狀態(tài)（狀態(tài)指示燈）了解當(dāng)前盾構(gòu)機(jī)狀態(tài)（系統(tǒng)運(yùn)行/停止），是否有報(bào)警、緊停情況。運(yùn)轉(zhuǎn)、故障泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前六十六頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司盾構(gòu)主畫面9.1.3界面切換界面切換窗口（按鈕&指示）切換到對(duì)應(yīng)需求界面。當(dāng)前界面（亮）可切換界面（暗）泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前六十七頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司盾構(gòu)主畫面主畫面推進(jìn)行程顯示，含左右行程差推進(jìn)分區(qū)壓力控制（設(shè)定/顯示），總推力顯示泥水閥門顯示泵啟刀盤啟動(dòng)推進(jìn)伸縮鉸接伸縮破碎機(jī)控制狀態(tài)顯示速度與壓力控制推進(jìn)與鉸接選擇泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前六十八頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司盾構(gòu)主畫面泵啟動(dòng)界面泵啟動(dòng)，可選擇聯(lián)動(dòng)，方便主界面操作集中潤(rùn)滑油泵操作齒輪油泵、濾油泵、刀盤電機(jī)冷卻操作泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前六十九頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司盾構(gòu)主畫面儀表顯示（主）盾構(gòu)主要狀態(tài)參數(shù)（形態(tài)相關(guān)）盾構(gòu)性能參數(shù)（壓力、溫度、電流、電壓）下一頁(yè)（刀盤電機(jī)參數(shù)）泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前七十頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司盾構(gòu)主畫面儀表顯示（副）刀盤電機(jī)參數(shù)相關(guān)刀盤電機(jī)選擇情況（注：選擇中電機(jī)與斷路器相對(duì)應(yīng)，才能保證刀盤旋轉(zhuǎn)）刀盤電機(jī)（變頻器）實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前七十一頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司盾構(gòu)主畫面設(shè)定畫面連鎖解除設(shè)定值泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前七十二頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)中交天和機(jī)械設(shè)備制造有限公司盾構(gòu)主畫面鉸接操作泥水盾構(gòu)機(jī)控制與調(diào)試目前七十三頁(yè)\總數(shù)八十八頁(yè)\編于二十三點(diǎn)1)仿行刀的超挖模式設(shè)定，按刀盤右轉(zhuǎn)（時(shí)針?lè)较颍簭木诳矗┠Ｊ絹?lái)設(shè)定。2)角度設(shè)定從0deg到3deg間距的輸入。（設(shè)定3deg間距以外的數(shù)值的話，尾數(shù)為自動(dòng)舍去）←設(shè)定1及2的有效、無(wú)效按鈕（無(wú)效時(shí)不讓其自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)）

例:輸入10deg→顯示9