1、實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔海瑞克盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)電液控制原理探究 海瑞克盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)液壓閥組眾多，電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜， PLC 連鎖條件繁瑣。加之現(xiàn)場(chǎng)維保人員對(duì)其工作原理認(rèn)知不深，控 制思路理解不透，無(wú)法將液壓、電氣及 PLC 控制有效融合，導(dǎo)致故 障排查時(shí)間久效率低。為此，現(xiàn)以海瑞克 S465 盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)為 例，結(jié)合液壓、電氣圖紙及 PLC 控制程序詳細(xì)闡述推進(jìn)系統(tǒng)的電液 控制原理，為快速排查液壓電氣故障提供理論依據(jù)。另外，為方便 探究原理，特將推進(jìn)系統(tǒng)電磁閥、傳感器、電位器在電路液壓圖、 PLC 中的標(biāo)簽及功效列表呈現(xiàn)。一、操作原理上圖為推進(jìn)系統(tǒng)的操作面板，面板上包括兩種工作模式按鈕，15-6S4 按

2、鈕為正常掘進(jìn)模式， 15-6S7 按鈕為管片拼裝模式，紅色 按鈕 15-6S2 為停止操作按鈕。在正常推進(jìn)時(shí)，按一下 15-6S4 按文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔鈕，調(diào)節(jié)四組油缸的壓力調(diào)節(jié)電位器，直到理想的壓力值，然后調(diào) 節(jié)速度電位器 15-11R6 ，速度電位計(jì)控制所有四組油缸的比例閥開(kāi) 口相同；當(dāng)需要調(diào)節(jié)某一組油缸的速度時(shí)，就根據(jù)需要調(diào)節(jié)改組油 缸的推進(jìn)壓力電位器 （A 組 15-27R5 、 B 組 15-45R5 、 C 組 15- 63R5 、D 組 15-82R5） 。需要整體增加推進(jìn)速度時(shí)，需要調(diào)節(jié)速度 旋鈕 15-45R5 ，當(dāng)調(diào)節(jié)速度調(diào)節(jié)按鈕不能滿足掘進(jìn)速度要求時(shí)，需 要對(duì)各組壓力提

3、高。當(dāng)進(jìn)行盾構(gòu)機(jī)的姿態(tài)調(diào)整時(shí)，通過(guò)調(diào)節(jié)各組油 缸的壓力調(diào)節(jié)旋鈕使盾構(gòu)沿設(shè)計(jì)曲線掘進(jìn)。每組油缸中都設(shè)有位移 傳感器，顯示每組油缸的行程。二、推進(jìn)系統(tǒng)速度、壓力調(diào)節(jié)的電液控制原理1 、基礎(chǔ)設(shè)計(jì) 為實(shí)現(xiàn)推進(jìn)及拼裝功能，海瑞克盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)需具備以下能 力：推進(jìn)閥組滿足推進(jìn)速度的要求，能夠?qū)崿F(xiàn)方向調(diào)節(jié)、可遠(yuǎn)程連 續(xù)調(diào)整推進(jìn)方向及推進(jìn)速度，能夠?qū)崿F(xiàn)推進(jìn)油缸的快速回退。（1）推進(jìn)速度控制推進(jìn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制模式在自動(dòng)控制的模式下工作， PLC 可以根 據(jù)已建立的推進(jìn)壓力解算出當(dāng)前在所處的地質(zhì)狀況下的推進(jìn)速度， 因?yàn)橥七M(jìn)速度是由推進(jìn)壓力所決定的，在一定的推進(jìn)速度下所需的文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔最小工作流量是可以確

4、定的，進(jìn)而建立比例流量閥的合適開(kāi)口，以 提供合適的流量，進(jìn) 一步，根據(jù)比例流量閥的最小工作壓差（可知 的不變量），可以解算出泵出口的最小壓力，從而使系統(tǒng)工作在最 佳的效率點(diǎn)上。（2）推進(jìn)方向控制每組油缸的三位四通換向閥均處在推進(jìn)工作位置，插裝換向閥處 于關(guān)閉位置，遠(yuǎn)程比例壓力閥根據(jù)操作人員的調(diào)節(jié)建立推進(jìn)壓力， 推進(jìn)壓力經(jīng)壓力傳感器檢測(cè)反饋到 PLC，推進(jìn)方向控制是在四組控 制模塊所建立的控制壓力大小不同，且產(chǎn)生的合成推力偏離盾體中 心線時(shí)，將產(chǎn)生轉(zhuǎn)彎扭矩，迫使盾體轉(zhuǎn)彎。（3）推進(jìn)缸的快速退回控制在快退時(shí)，所選油缸的換向閥處于向油缸 有桿腔供油的位置， 進(jìn)油路上的插裝閥接通，采用大流量供油，實(shí)現(xiàn)

5、快速返回，油缸無(wú) 桿腔的回油經(jīng)插裝閥流回油箱。2、控制原理推進(jìn)系統(tǒng)分為兩種工作模式，掘進(jìn)模式和管片拼裝模式。合起來(lái)為一個(gè)工作循環(huán)，按先后順序分解為五個(gè)步驟：推進(jìn)（掘進(jìn)模式）、保壓、卸荷、快收（管片拼裝模式）、快伸（管片拼裝模文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔式）。這兩種模式五個(gè)步驟通過(guò)改變不同閥的工作來(lái)實(shí)現(xiàn)不同的功 能。推進(jìn)泵采用遠(yuǎn)程壓力控制柱塞泵，由比例溢流閥控制出口壓力， 泵出口裝有兩級(jí)安全閥及壓力傳感器。推進(jìn)系統(tǒng)的自動(dòng)控制模式在 自動(dòng)控制的模式下工作， PLC 可以根據(jù)已建立的推進(jìn)壓力解算出推 進(jìn)速度（在所處的地質(zhì)狀況下），在一定的推進(jìn)速度下所需要的最 小工作流量是可以確定的，進(jìn)而建立比例流量閥的合適

6、開(kāi)口，以提 供合適的流量，進(jìn)一步，根據(jù)比例流量閥的最小工作壓差（可知的 不變量），可以解算出泵出口的最小壓力，從而使系統(tǒng)工作在最佳 的效率點(diǎn)上。為此海瑞克將控制算法設(shè)計(jì)為推進(jìn)泵先導(dǎo)控制比例溢 流閥的壓力根據(jù)泵出口壓力 P 泵和推進(jìn)油缸壓力傳感器的顯示壓力 Pmax （四組油缸 A、B、C、D 中最大的一組）加 20bar 通過(guò) PLC 進(jìn)行 PID 控制自動(dòng)調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍是 0-350bar ；通過(guò)程序中的 PID 控制使泵建立一種動(dòng)態(tài)平衡就是 P 泵=Pmax+20 。在管片拼裝 模式下，壓力是通過(guò)人機(jī)界面輸入?yún)?shù)值 （一般為 50-100bar ）， 然后通過(guò) PLC 控制溢流閥的溢流壓力

7、，來(lái)控制泵的出口壓力與設(shè)置 值相符。文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔面以 A 組 18# 油缸為例結(jié)合電液控制原理圖、液壓圖、電路圖和 PLC 程序詳細(xì)闡述其工作原理。電液控制原理圖A 組壓力調(diào)節(jié)電位器【 15-27R5 】是一個(gè)滑動(dòng)電阻，加載 010V 直流電。當(dāng)從小擰到大時(shí)，電阻從大變到小，電壓從 0-10V 平 滑過(guò)渡 ,該電壓作為一個(gè)模擬量輸入【 pew534 】到 PlC 參與運(yùn)算， 運(yùn)算完畢后輸出【 paw522 】一個(gè) 0-10V 的電壓信號(hào)，該電壓信號(hào) 做放大器的輸入變量，放大器運(yùn)算后輸出一個(gè) 230-530ma 的電流 信號(hào)，這個(gè)大電流直接連接到比例閥的電磁鐵上用于改變磁通量，文案大全實(shí)

8、用標(biāo)準(zhǔn)文檔電流越大磁通越大。如果是溢流閥，電流大則溢流壓力高，通過(guò)油缸的油壓就越大；如果是調(diào)速閥，電流越大則節(jié)流孔開(kāi)口越大，流 量越大，速度越快。這就是旋轉(zhuǎn)旋鈕，速度和壓力能夠跟著變化的 根本原因?，F(xiàn)在按照盾構(gòu)機(jī)施工流程按先后順序分五個(gè)步驟詳細(xì)闡述推進(jìn)系統(tǒng)工作原理：1、推進(jìn)：正常掘進(jìn)的情況，電液換向閥右端 (A174)15-21Y4 得電， 此時(shí)電磁換向閥 (A120)15-25Y3 、電磁換向閥 (A789)15-90Y3 和電 磁球閥 (A418)15-88Y3 失電,壓力油由泵的出口經(jīng)單向閥、球閥、濾 清器、比例調(diào)速閥 (A110)15-28Y2 、三位四通電磁閥右位 (A174)15-

9、21Y4 進(jìn)入推進(jìn)缸無(wú)桿腔，回油經(jīng)三位四通電磁閥流回油箱，油缸向前推進(jìn)。此時(shí)推進(jìn)壓力由比例溢流閥 (A100)15-28Y4行控制，推進(jìn)速度由比例調(diào)速閥 15-28Y2(A110) 進(jìn)行控制。實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔液壓原理圖 18# 油缸推進(jìn)文案大全電路控制圖 18# 油缸換向?qū)嵱脴?biāo)準(zhǔn)文檔電路控制圖A 組推進(jìn)速度壓力調(diào)節(jié)文案大全PLC 控制梯形圖18# 油缸伸縮實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔2、保壓：當(dāng)按下停止按鈕時(shí)所有電磁鐵斷電，電液換向閥回到中位，液控單向閥 V4 使高壓油無(wú)法回流，起到保壓作用液壓原理圖18# 油缸保壓避免對(duì)換向閥閥芯產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊1 推進(jìn)。該步驟 PLC 控制圖3、卸荷：在完成一個(gè)推進(jìn)工序后緊接著便

10、是管片拼裝模式下的油缸快收。在回收前先讓卸荷閥 A418 (15-88Y3 ，對(duì)應(yīng) PLC 程序數(shù)字 量輸出點(diǎn) Q15.5 )先得電 1S 鐘，使得油缸無(wú)桿腔的高壓得以釋放，文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔液壓原理圖 18# 油缸卸荷電路控制圖 18# 油缸卸荷文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔4、快收：在主機(jī)室的控制面板上，將推進(jìn)控制切換到管片拼裝模式， 此時(shí)插裝閥 A120(15-25Y3) 得電；比例溢流閥 A100(15-28Y4) 得 電(溢流壓力最大)，此時(shí)的溢流壓力為最大值；比例調(diào)速閥 A100(15-28Y2) 得電，流量為最大；收油缸時(shí)，三位四通電液換向 閥 Y2 閥頭 A174(15-21Y4) 得

11、電，這時(shí)卸荷閥 A418(15-88Y3) 得電， 1 秒后插裝閥 A798(15-90Y3) 得電，壓力油經(jīng)過(guò)插裝閥 A120(15- 25Y3) 、電液換向閥 A174(15-21Y4) 進(jìn)入有桿腔，無(wú)桿腔壓力油先 經(jīng)過(guò)電磁球閥 A418(15-88Y3) 卸荷，然后主要經(jīng)過(guò)插裝閥 A798(15-90Y3) 回回油管。這樣設(shè)計(jì)的目的是管片拼裝模式下推進(jìn) 油缸不再承受極大負(fù)載，系統(tǒng)對(duì)壓力沒(méi)有專(zhuān)項(xiàng)要求，追求的是油缸 的快速回收以便縮減油缸回收時(shí)間提高拼裝效率。下面列舉液壓電 氣原理圖及 PLC 控制原理圖，詳細(xì)闡述管片拼裝模式下的油缸快收。文實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔液壓原理圖 18# 油缸快收電路控制圖

12、 18# 油缸快收時(shí)進(jìn)油路插裝閥文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔電路控制圖 18# 油缸快收時(shí)進(jìn)油路插裝閥PLC控制梯形圖 A 組油缸快速伸縮插裝閥文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔5、快伸：在管片拼裝模式下伸油缸時(shí)，三位四通電液換向閥Y1 端A175(15-21Y2) 得電，這時(shí)卸荷閥 A418(15-88Y3) 、插裝閥A798(15-90Y3) 不得電，壓力油經(jīng)過(guò)插裝閥 A120(15-25Y3) 、電液換向閥 Y1 端 A175(15-21Y2) 進(jìn)入無(wú)桿腔，有桿腔壓力油經(jīng)過(guò)三位四通電液換向閥回到回油路。液壓原理圖 1缸快伸電路控制圖及 PLC 梯形圖同上述步驟，這邊不再贅述。三、推進(jìn)系統(tǒng)電磁閥、傳感器、電位器

13、在電路液壓圖、 PLC 中的標(biāo)簽及功效為方便對(duì) S465/466 盾構(gòu)機(jī)推進(jìn)系統(tǒng)電液控制原理進(jìn)行探究，理清液壓圖、電路圖及 PLC 程序間的脈絡(luò)關(guān)系，深層次領(lǐng)會(huì)推進(jìn)系統(tǒng)文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔工作原理，便于電氣液壓故障排查，現(xiàn)將推進(jìn)系統(tǒng)電磁閥、傳感器、 電位器在電路液壓圖、 PLC 中的標(biāo)簽及功效以圖表形式呈現(xiàn)如下。序號(hào)閥組推進(jìn)系統(tǒng)電磁閥、傳感器、電位器在電路液壓圖、分組PLC 中的標(biāo)簽及功效線號(hào)閥號(hào)PLC 點(diǎn)位功效15-21Y2A175A9.018# 油缸收15-21Y4A174A9.118# 油缸伸15-21Y6A177A9.219# 油缸收15-21Y8A176A9.319# 油缸伸A15-

14、22Y2A179A9.420# 油缸收15-22Y4A178A9.520# 油缸伸15-23Y2A141A9.61#油缸收15-23Y4A140A9.71#油缸伸15-23Y6A143A10.02#油缸收15-23Y8A142A10.12#油缸伸retrate extend15-39Y2A145A10.43#油缸收115-39Y4A144A10.53#油缸伸15-39Y6A147A10.64#油缸收15-39Y8A146A10.74#油缸伸B15-40Y2A149A11.05#油缸收15-40Y4A148A11.15#油缸伸15-41Y2A151A11.26#油缸收15-41Y4A150A11

15、.36#油缸伸15-41Y6A153A11.47#油缸收15-41Y8A152A11.57#油缸伸15-57Y2A155A12.08#油缸收C15-57Y4A154A12.18#油缸伸15-57Y6A157A12.29#油缸收文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔15-57Y8A156A12.39#油缸伸15-58Y2A159A12.410# 油缸收15-58Y4A158A12.510# 油缸伸15-59Y2A161A12.611# 油缸收15-59Y4A160A12.711# 油缸伸15-59Y6A163A13.012# 油缸收15-59Y8A162A13.112# 油缸伸15-76Y2A165A13.413

16、# 油缸收15-76Y4A164A13.513# 油缸伸15-76Y6A167A13.614# 油缸收15-76Y8A166A13.714# 油缸伸D15-77Y215-77Y4A169A168A14.0A14.115# 油缸收15# 油缸伸15-78Y2A171A14.216# 油缸收15-78Y4A170A14.316# 油缸伸15-78Y6A172A14.417# 油缸收15-78Y8A172A14.517# 油缸伸segmeA15-25Y3A120A10.2A 組快放2ntB15-43Y3A121A11.6B 組快放placinC15-61Y2A122A13.2C 組快放gD15-80

17、Y3A123A14.6D 組快放15-28Y2A110PAW520A 組流量A15-28Y4A100PAW522A 組壓力pressu15-29B2PEW536A 組壓力傳感 器3re15-46Y2A111PAW524B 組流量regulaB15-46Y4A101PAW526B 組壓力tion15-47B2PEW540B 組壓力傳感 器C15-64Y2A112PAW528C 組流量15-64Y4A102PAW530C 組壓力文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔15-65B2PEW544C 組壓力傳感 器15-83Y2A113PAW532D 組流量D15-83Y415-84B2A103PAW534PEW548D

18、 組壓力D 組壓力傳感 器15-88Y3A418A15.018# 油缸卸荷15-88Y5A419A15.119# 油缸卸荷A15-88Y7A420A15.220# 油缸卸荷15-89Y3A401A15.31#油缸卸荷15-89Y5A402A15.42#油缸卸荷15-93Y3A403A16.23#油缸卸荷15-93Y5A404A16.34#油缸卸荷B15-93Y7A405A16.45#油缸卸荷15-94Y3A406A16.56#油缸卸荷4prerelief valve15-94Y5A407A16.67#油缸卸荷15-98Y3A408A17.48#油缸卸荷15-98Y5A409A17.59#油缸卸

19、荷C15-98Y7A410A17.610# 油缸卸荷15-99Y3A411A17.711# 油缸卸荷15-99Y5A412A18.012# 油缸卸荷15-103Y3A413A18.613# 油缸卸荷15-103Y5A414A18.714# 油缸卸荷D15-103Y7A415A19.015# 油缸卸荷15-104Y3A416A19.116# 油缸卸荷15-104Y5A417A19.217# 油缸卸荷15-90Y3A798A15.518# 油缸快收5catridgA15-90Y515-90Y7A799A800A15.6A15.719# 油缸快收20# 油缸快收e15-91Y3A781A16.01#油缸快收15-91Y5A782A16.12#油缸快收文案大全實(shí)用標(biāo)準(zhǔn)文檔15-95Y3A783A16.73#油缸快收15-95Y5A784A17.04#油缸快收B15-95Y7A785A17.15#油缸快收15-96Y3A786A17.26#油缸快收15-96Y5A787A17.37#油缸快收15-100Y3A788A18.18#油缸快收15-100Y5A789A18.29#油缸快收C15-100Y7A790A18.310# 油缸快收15-101Y3A791A18