LM在掘进机中的应用

  　  目前，随着我国经济的快速发展，在基础设施建设中，地下管线的铺设量也将随之增加。铺设、修复、更换地下管道和电缆是重要的基础设施建设内容。而传统的开槽埋管式地下管线施工法，破坏环境，阻断交通，影响经济的发展，也给人们的生活、工作带来了诸多不便。而现在，以掘进机为主体的非开挖施工方法在地下管道、隧道的施工中已经逐渐取代了传统的开挖施工法。

    　掘进机是集机、电、液、光于一体的专门用于地下隧道、管道工程施工的高科技施工装备，近代掘进机的最大特点是广泛使用电子、信息等高新技术对全部作业进行制导和监控，使得整个掘进过程始终处于最佳工作状态。

    　采用掘进机进行隧道、地下管道施工具有众多优点：不影响交通，不破坏环境，无需大量运输堆放杂土，无噪声干扰，不破坏地层结构，不产生地面沉降，施工周期短，社会和经济效益显著等。

    　结构原理

    　掘进机种类丰富，组成复杂，但是大多掘进机的结构设计中，均包括工具管、激光导向系统、出渣系统、顶进系统和管道润滑系统这几部分。

    　1.工具管  工具管主要由钻掘系统和纠偏油缸组成，其作用是用于控制顶管方向、出泥和防止塌陷。

   　 2.激光导向系统  激光导向系统由激光发射器和激光靶及信号传输显示系统组成，其作用是掘进导向修正。

    　3.螺旋排渣系统  螺旋排渣系统由螺旋钻杆、渣土提升装置、套管和驱动装置等组成，其作用是掘进过程中进行排渣。

    　4.顶进系统  顶进系统主要包括后座墙、千斤顶、顶铁和导轨等，作用为掘进过程中的顶进。

  　  5.管道润滑系统  管道润滑系统由泵送装置、润滑液和管路组成，其主要作用是减少掘进时的摩擦力。

       

 
   　 掘进机的工作过程为先启动切削（排土）电机，其中切削系统和排土系统是连在一起的，在工作坑中用的是同一驱动装置，由电机通过减速器驱动，与此同时启动顶进装置进行顶进，在千斤顶与工具管完全接触后，以正常速度顶进。工具管为先导，工具管前方刀盘切削土体，后方千斤顶顶进管道，工具管刀盘的转动与液压千斤顶的推进同步进行，螺旋排渣系统通过螺旋钻杆、渣土提升装置等进行排渣。当顶进一定距离后，千斤顶回缩，便可以进行如管道贴片之类的相关地下施工了。

    　控制功能

    　掘进机系统的控制，主要集中在排土电机正反转、顶进系统电机、纠偏系统电机和注浆系统电机的启停上。

                             

    　1.切削（排土）控制  切削系统和排土系统是连在一起的，在工作坑中由电机通过减速器驱动，电机需要能够进行正反转控制。

    　2.顶进控制  顶进系统中，通过控制液压系统，来实现千斤顶的前进、后退和停机动作。

   　 3.导向控制  导向系统中主要控制液压纠偏部分，通过控制纠偏油缸的伸出和缩回动作来控制机头前进的方向。

   　 4.注浆控制  注浆控制主要是对注浆泵和管路阀体的控制，阀体的开合保证浆液注出去以后就不能回流，以确保注浆管路的畅通。

    　掘进机控制系统的核心部件是可编程序控制器PLC，掘进的动力来源为各个动作单元的主电机，包括切削、顶进、导向以及注浆四个泵电机，控制内容包括各个动作单元电机正反转、各型传感器信号采集和电机起停保护，控制、采集的主要对象包括千斤顶传感器信号、电机启动停止继电器、电机换向继电器、电机保护继电器（热继电器）、压力传感器和电动阀门。

    　典型配置

   　 采用HOLLiAS LM PLC的CPU模块以及扩展模块来对掘进机进行掘进控制。CPU模块来进行各种数据的存储和运算，模拟量输入扩展模块采集千斤顶行程传感器和压力传感器信号，CPU本体自带的数字量输入输出点配合数字量输出扩展模块采集和控制各泵电机和阀门的动作。

       

   　 LM CPU模块本体所带的40点数字量输入、输出通道，配合8通道继电器输出扩展模块以及超大的6K掉电保持内存，完全满足了掘进机较多的数字量输入输出点控制需求和掉电数据存储需求，模拟量信号采集模块以其16位的高分辨率，能够精准采集千斤顶行程传感器和压力传感器的电压电流信号，使得整个掘进过程精确、高效。
   
    　HOLLiAS LM PLC作为掘进机的控制系统，使用效果良好，结构合理，性能可靠，维护检修方便快捷，有利于安全生产，减少了故障率，降低了设备维修成本，提高了整机的性能与技术水平，有巨大的经济效益和社会效益。