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1、北京地铁铰接式土压平衡盾构测控系统的消化吸收论文.freel。该盾构主要参数有,直径:Ф6140mm;长度:8570mm;推进速度:0~8.5cm/min;总推力:37730kN。铰接式土压平衡盾构主要部件的功能和特点如下:(1)大刀盘是通过9台刀盘电机来驱动,再由5台变频器控制刀盘电机,实现刀盘转速的选择和切换。刀盘速度设有五档分别为0.5、0.7、1.1、1.6、2.2r/min。(2)螺旋机由1个液压马达来拖动,它可通过比例阀进行无级调速,螺旋机调速范围为0~25r/min。(3)螺旋机有伸缩功能,维修时可将螺旋机轴缩回关闭前部二道螺旋机闸门,.freel
2、SP),使得其可以达到与许多大型、更昂贵的PLC相媲美的速度和功能。PLC主站设在控制台,主CPU型号为A2USHCPU-S1,带3个显示操作终端机,编号为GC1、GC2、GC7。其中GC1、GC2分别操作盾构设备,互为备用。另一个GC7操作加泥设备。1#从站设在盾构内,带3个显示操作终端机,编号为GC3~5。其中GC3、GC4操作盾构千斤顶,GC5远程操作注浆。2#从站设在2#车架,带1个显示操作终端机(俗称触摸屏),编号为GC6,操作注浆设备。主站同1#、2#从站通过两个并行的电缆环路连接(双环网)。系统采用了高速可靠的数据通信,即MELSEC/Ⅱ数据通信系
3、统,它采用2个并行的电缆环路连接各PLC站,其中一个称之为正向环路(或主环路),另一个称之为反向环路(或副环路)。当主环路内发生电缆断裂,通信自动切换到副环路,继续保持数据通信。如果2个环路均断裂或者均脱接,除断裂的PLC,连接的站之间仍保持继续通信。注浆PLC独立于PLC系统外,型号为:FX1N-40MR,通过I/O口同PLC主站进行信号的交换。PLC配置了开关量输入/输出组件、模拟量输入/输出组件、通信接口组件和计算机通信组件。详见表1PLC配置表。2.2姿态测控系统盾构的姿态测控系统由盾构和地面2个部分组成。盾构部分主要有全站仪、棱镜、测量接口、控制单元、
4、计算机(显示器)等设备组成。地面部分主要有计算机(显示器)和集线器等设备组成,盾构与地面部分通过一对兆比特调制解调器(SDSL)进行信号的联接。见图2。该系统通过高精度的测量仪器和专用软件来实现盾构姿态的自动测量,可以取得实时的数据信息有:①后视点、站的坐标和登录名称;②测量目标的数据;③测量时的盾构俯角和转角;④盾构前、中、后的坐标值,方位偏差等计算结果。在盾构内,全站仪测量得到的姿态信号和PLC获取的盾构施工信号在测量接口单元中集成在一起,在盾构计算机显示器上显示,并送地面计算机。2.3检测系统根据盾构测控系统的需求,配置了基本的检测仪器,检测的模拟量信号有
5、:土仓土压力,推进千斤顶油压、行程、速度,四区油压,螺旋机油压、转速,铰接千斤顶行程,刀盘变频器输出功率,刀盘密封温度,螺旋机闸门开度,注浆压力,注浆桶浆液位,泡沫压力,加泥压力,加泥流量,盾构的坡度和转角等。配置的传感器(变送器)共有40多套,见表2。另外,对开关量信号的检测,配置了60余个限位和10多个压力继电器。主要检测拼装机回转左/右限位状态,拼装机电缆盘左/右限位状态,螺旋机的伸/缩状态,螺旋机闸门的开/关状态,气阀、加泥阀、注浆阀、盾尾密封阀的开/闭状态,集中润滑的油脂油位,盾尾油脂油位等,以及集中润滑油脂泵和管道的压力高/低,盾尾密封油压高低,稀油
6、润滑堵塞等信号。2.4盾构的控制和操作2.4.1盾构的控制盾构的主要控制有:土压平衡控制、顺序控制和逻辑控制等。①土压平衡控制是盾构的主要控制,正面土体扰动,使土仓土压发生变化时,它同设定值之间产生一个偏差值,通过自动控制螺旋机回转速度调节泥土输出量来减少偏差量,达到土仓土压动态平衡在设定值上。②顺序控制是在推进状态下,结合时序、逻辑等控制条件,使推进设备按正常的工作顺序进行:冷却泵运行→润滑泵运行→刀盘转动→螺闸门开→皮带机转动→螺旋机转动→推进千斤顶动作。不按顺序操作将不能使盾构正常工作。③逻辑控制是盾构对每个设备按特定的逻辑关系所制定的控制,如推进时,若发
7、生刀盘扭矩过载或螺旋机反转,或推进速度过速或土压超过上限时,按逻辑条件就将停止推进千斤顶的伸出动作。又如铰接必须在铰接泵运行正常、刀盘正常转动、铰接角度在正常范围内时进行上、下、左、右转动与全伸、全缩等控制,当某个条件不存在时,立即结束铰接控制。联锁条件是盾构控制不可缺少的,盾构中所有设备均涉及联锁条件,如当电源反相、PLC通信故障时,各设备均不能工作。有些设备的动作是互锁的,如前闸门开关时不能进行螺旋机的伸缩与螺旋机出土闸门或拼装机回转的控制,反之相同。这些联锁条件在任何情况下均不能解除,而有些设备在非正常情况下,可以通过解除联锁来单独控制某个设备,如解除刀盘
8、联锁的方法使刀盘停止运行
