PLC控制系統(tǒng)在盾構(gòu)機(jī)上的應(yīng)用

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(dòng)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(shí)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(shí)，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(shí)會將錯(cuò)誤信息顯示在操作室的電腦上。我們按照顯示的錯(cuò)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(dòng)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(dòng)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(shí)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(dòng)泵提供動(dòng)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(gè)油脂分配閥時(shí)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(dòng)潤滑效果。

   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。其工作過程：當(dāng)設(shè)備啟動(dòng)時(shí)，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(jì)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(shí)，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(gè)指令發(fā)出時(shí)，照此重復(fù)進(jìn)行。

3 故障排除實(shí)例

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(cuò)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(dòng)，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(dòng)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(shí)，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(shí)，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(diǎn)，有助我們更準(zhǔn)、更快的排除故障。