plc在avn2440ds泥水平衡式盾构机中应用

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1、学兔兔www.xuetutu.com石油天然气学报(江汉石油学院学报)2013年5月第35卷第5期JournalofOilandGasTechnology(J．JPI)May2013Vo1．35No·5PLC在AVN2440DS泥水平衡式盾构机中的应用宽，刘井铎史洋宣春静(中国石油天然气管道局第四工程分公司’E廊坊(中国石油天然气管道局第四工程分公司，河北廊坊065000)，[摘要]盾构机是集电气系统、机械系统、液压系统为一体的现代综合大型设备，在当今隧道掘进设备中自动化程度较高。控制系统能否正常工作对盾构机的掘进起着至关

2、重要的作用，而可编程序控制器(PLC)作为控制系统的大脑对整台盾构机来说更是尤为重要。介绍了德国西门子S7—300系列PLC在AVN2440DS泥水平衡式盾构机中的应用，以以往工程为例，分析控制原理，通过故障实例对PLC控制系统在AVN2440DS盾构中的功能进行简要的分析。[关键词]可编程序控制器(PLC)；盾构机；故障分析[中图分类号]TE973．4[文献标志码]A[文章编号]1000—9752(2013)05—0313—05AVN2440DS泥水加压平衡式盾构机是从德国海瑞克公司引进的。盾构机外径3160mm，内径2

3、440mm，主机加拖车全长70．996m。主要由机械系统、液压系统、电气系统组成。其中电气系统由西门子S7—300系列可编程序控制器(PLC)作为控制中心。PLC在整套设备中处于核心的地位，对各系统执行元件的运作、各传感器的数据监控起控制及保护作用，保障整台盾构机的正常工作。该盾构机已经顺利打通了5条隧道：①忠武宜昌长江盾构工程(隧道全长1400m)。②仪长黄石长江盾构工程(隧道全长1366m)。③川气东送黄石长江盾构工程(隧道全长1407m)。④长长吉松花江盾构工程(隧道全长886m)。⑤西气东输二线工程(东段)抚河盾构

4、工程(隧道全长1069m)。1AVN2440DS泥水平衡式盾构机中PLC系统的组成1．1PLC简介PLC(programmablelogiccontroller)可编程逻辑控制器，它是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置，采用可以编制程序的存储器，用于在其内部存储操作指令，并能通过数字式或者模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或者生产过程[】。在AVN2440DS盾构机中使用的是德国西门子公司生产的S7—300型PLC，这种PLC性价比比较高，安装、扩展比较方便。1．2PLC硬件的组成PLC的硬件主要

5、由中央处理器(CPU)、输入单元、输出单元、通讯接口、扩展接口、电源等部分组成。其中CPU是PLC的核心，输入单元与输出单元是连接现场输入／输出设备与CPU之间的接口电路，通讯接口用于与编程器、计算机等连接。1．2．1cPu系统介绍CPU模块是PLC的核心，起神经中枢的作用，它按PLC的系统程序赋予的功能接收和存储用户程序和数据，采集由现场输入装置送来的状态或数据，并存入规定的寄存器中，程序运行时，CPU从用户程序存储器中逐条读取指令，经分析后再按指令规定的任务产生相应的控制信号，去指挥有关的控制电路Ⅲ。本台盾构机使用的P

6、LC是德国西门子公司的S7—300系列，CPU型号为315—2DP。1．2．2通讯系统介绍CP343—1Lean通讯模块是用来将西门子S7—300PLC连接到电脑相应端口的通讯模块。[收稿日期]2013—04—04[作者简介]赵灵宽(1985一)，男，2008年北华航天工业学院毕业，现从事盾构电气技术工作。学兔兔www.xuetutu.com油气管道工程2013年5月CP343—1Lean有自己的微处理器，分担CPU的通讯负载并且允许附加的连接。CP343—1Lean使得S7—300能够与编程设备、电脑和人机接口设备、其他

7、SIMATICS7系统等设备通讯。1．2．3输入输出系统输入输出系统分为数字量和模拟量两种，数字量输入模块(SM321)功能是各种开关量输入，如行程开关、接近开关、按钮等。数字量输出模块(SM322)的功能是连接电磁阀、接触器、指示灯等。模拟量输入模块(SM331)用来连接电压、电流传感器、热电阻等。模拟量输出模块(SM332)用于将数字量转换成模拟量。1)控制总站上的输入输出模块与CPU模块、通讯模块组成主控制站的输入输出模块，其主要功能是处理和传输操作面板的操作信号和与操作有关联的输入和输出信号。2)西门子ET200M

8、分站的输入输出模块，本台盾构机分站上的输入输出模块都采用西门子公司的ET200M(IM153—1)模块作为与S7—300PLC模块之间的通讯，也就是将PLC作了远程扩展。各个从站采样模块组ET200M所采集的信号经过RS485通讯电缆接到中心站的PICS7—300的中央处理单元，再通过S7—300的中央