盾构机推进系统电液控制原理探究

1、实用标准文档海瑞克盾构机推进系统电液控制原理探究 海瑞克盾构机推进系统液压阀组众多，电气控制系统复杂， PLC 连锁条件繁琐。加之现场维保人员对其工作原理认知不深，控 制思路理解不透，无法将液压、电气及 PLC 控制有效融合，导致故 障排查时间久效率低。为此，现以海瑞克 S465 盾构机推进系统为 例，结合液压、电气图纸及 PLC 控制程序详细阐述推进系统的电液 控制原理，为快速排查液压电气故障提供理论依据。另外，为方便 探究原理，特将推进系统电磁阀、传感器、电位器在电路液压图、 PLC 中的标签及功效列表呈现。一、操作原理上图为推进系统的操作面板，面板上包括两种工作模式按钮，15-6S4 按

2、钮为正常掘进模式， 15-6S7 按钮为管片拼装模式，红色 按钮 15-6S2 为停止操作按钮。在正常推进时，按一下 15-6S4 按文案大全实用标准文档钮，调节四组油缸的压力调节电位器，直到理想的压力值，然后调 节速度电位器 15-11R6 ，速度电位计控制所有四组油缸的比例阀开 口相同；当需要调节某一组油缸的速度时，就根据需要调节改组油 缸的推进压力电位器 （A 组 15-27R5 、 B 组 15-45R5 、 C 组 15- 63R5 、D 组 15-82R5） 。需要整体增加推进速度时，需要调节速度 旋钮 15-45R5 ，当调节速度调节按钮不能满足掘进速度要求时，需 要对各组压力提

3、高。当进行盾构机的姿态调整时，通过调节各组油 缸的压力调节旋钮使盾构沿设计曲线掘进。每组油缸中都设有位移 传感器，显示每组油缸的行程。二、推进系统速度、压力调节的电液控制原理1 、基础设计 为实现推进及拼装功能，海瑞克盾构机推进系统需具备以下能 力：推进阀组满足推进速度的要求，能够实现方向调节、可远程连 续调整推进方向及推进速度，能够实现推进油缸的快速回退。（1）推进速度控制推进系统的自动控制模式在自动控制的模式下工作， PLC 可以根 据已建立的推进压力解算出当前在所处的地质状况下的推进速度， 因为推进速度是由推进压力所决定的，在一定的推进速度下所需的文案大全实用标准文档最小工作流量是可以确

4、定的，进而建立比例流量阀的合适开口，以 提供合适的流量，进 一步，根据比例流量阀的最小工作压差（可知 的不变量），可以解算出泵出口的最小压力，从而使系统工作在最 佳的效率点上。（2）推进方向控制每组油缸的三位四通换向阀均处在推进工作位置，插装换向阀处 于关闭位置，远程比例压力阀根据操作人员的调节建立推进压力， 推进压力经压力传感器检测反馈到 PLC，推进方向控制是在四组控 制模块所建立的控制压力大小不同，且产生的合成推力偏离盾体中 心线时，将产生转弯扭矩，迫使盾体转弯。（3）推进缸的快速退回控制在快退时，所选油缸的换向阀处于向油缸 有杆腔供油的位置， 进油路上的插装阀接通，采用大流量供油，实现

5、快速返回，油缸无 杆腔的回油经插装阀流回油箱。2、控制原理推进系统分为两种工作模式，掘进模式和管片拼装模式。合起来为一个工作循环，按先后顺序分解为五个步骤：推进（掘进模式）、保压、卸荷、快收（管片拼装模式）、快伸（管片拼装模文案大全实用标准文档式）。这两种模式五个步骤通过改变不同阀的工作来实现不同的功 能。推进泵采用远程压力控制柱塞泵，由比例溢流阀控制出口压力， 泵出口装有两级安全阀及压力传感器。推进系统的自动控制模式在 自动控制的模式下工作， PLC 可以根据已建立的推进压力解算出推 进速度（在所处的地质状况下），在一定的推进速度下所需要的最 小工作流量是可以确定的，进而建立比例流量阀的合适

6、开口，以提 供合适的流量，进一步，根据比例流量阀的最小工作压差（可知的 不变量），可以解算出泵出口的最小压力，从而使系统工作在最佳 的效率点上。为此海瑞克将控制算法设计为推进泵先导控制比例溢 流阀的压力根据泵出口压力 P 泵和推进油缸压力传感器的显示压力 Pmax （四组油缸 A、B、C、D 中最大的一组）加 20bar 通过 PLC 进行 PID 控制自动调节，调节范围是 0-350bar ；通过程序中的 PID 控制使泵建立一种动态平衡就是 P 泵=Pmax+20 。在管片拼装 模式下，压力是通过人机界面输入参数值 （一般为 50-100bar ）， 然后通过 PLC 控制溢流阀的溢流压力

7、，来控制泵的出口压力与设置 值相符。文案大全实用标准文档面以 A 组 18# 油缸为例结合电液控制原理图、液压图、电路图和 PLC 程序详细阐述其工作原理。电液控制原理图A 组压力调节电位器【 15-27R5 】是一个滑动电阻，加载 010V 直流电。当从小拧到大时，电阻从大变到小，电压从 0-10V 平 滑过渡 ,该电压作为一个模拟量输入【 pew534 】到 PlC 参与运算， 运算完毕后输出【 paw522 】一个 0-10V 的电压信号，该电压信号 做放大器的输入变量，放大器运算后输出一个 230-530ma 的电流 信号，这个大电流直接连接到比例阀的电磁铁上用于改变磁通量，文案大全实

8、用标准文档电流越大磁通越大。如果是溢流阀，电流大则溢流压力高，通过油缸的油压就越大；如果是调速阀，电流越大则节流孔开口越大，流 量越大，速度越快。这就是旋转旋钮，速度和压力能够跟着变化的 根本原因。现在按照盾构机施工流程按先后顺序分五个步骤详细阐述推进系统工作原理：1、推进：正常掘进的情况，电液换向阀右端 (A174)15-21Y4 得电， 此时电磁换向阀 (A120)15-25Y3 、电磁换向阀 (A789)15-90Y3 和电 磁球阀 (A418)15-88Y3 失电,压力油由泵的出口经单向阀、球阀、滤 清器、比例调速阀 (A110)15-28Y2 、三位四通电磁阀右位 (A174)15-

9、21Y4 进入推进缸无杆腔，回油经三位四通电磁阀流回油箱，油缸向前推进。此时推进压力由比例溢流阀 (A100)15-28Y4行控制，推进速度由比例调速阀 15-28Y2(A110) 进行控制。实用标准文档液压原理图 18# 油缸推进文案大全电路控制图 18# 油缸换向实用标准文档电路控制图A 组推进速度压力调节文案大全PLC 控制梯形图18# 油缸伸缩实用标准文档2、保压：当按下停止按钮时所有电磁铁断电，电液换向阀回到中位，液控单向阀 V4 使高压油无法回流，起到保压作用液压原理图18# 油缸保压避免对换向阀阀芯产生强烈冲击1 推进。该步骤 PLC 控制图3、卸荷：在完成一个推进工序后紧接着便

10、是管片拼装模式下的油缸快收。在回收前先让卸荷阀 A418 (15-88Y3 ，对应 PLC 程序数字 量输出点 Q15.5 )先得电 1S 钟，使得油缸无杆腔的高压得以释放，文案大全实用标准文档液压原理图 18# 油缸卸荷电路控制图 18# 油缸卸荷文案大全实用标准文档4、快收：在主机室的控制面板上，将推进控制切换到管片拼装模式， 此时插装阀 A120(15-25Y3) 得电；比例溢流阀 A100(15-28Y4) 得 电(溢流压力最大)，此时的溢流压力为最大值；比例调速阀 A100(15-28Y2) 得电，流量为最大；收油缸时，三位四通电液换向 阀 Y2 阀头 A174(15-21Y4) 得

11、电，这时卸荷阀 A418(15-88Y3) 得电， 1 秒后插装阀 A798(15-90Y3) 得电，压力油经过插装阀 A120(15- 25Y3) 、电液换向阀 A174(15-21Y4) 进入有杆腔，无杆腔压力油先 经过电磁球阀 A418(15-88Y3) 卸荷，然后主要经过插装阀 A798(15-90Y3) 回回油管。这样设计的目的是管片拼装模式下推进 油缸不再承受极大负载，系统对压力没有专项要求，追求的是油缸 的快速回收以便缩减油缸回收时间提高拼装效率。下面列举液压电 气原理图及 PLC 控制原理图，详细阐述管片拼装模式下的油缸快收。文实用标准文档液压原理图 18# 油缸快收电路控制图

12、 18# 油缸快收时进油路插装阀文案大全实用标准文档电路控制图 18# 油缸快收时进油路插装阀PLC控制梯形图 A 组油缸快速伸缩插装阀文案大全实用标准文档5、快伸：在管片拼装模式下伸油缸时，三位四通电液换向阀Y1 端A175(15-21Y2) 得电，这时卸荷阀 A418(15-88Y3) 、插装阀A798(15-90Y3) 不得电，压力油经过插装阀 A120(15-25Y3) 、电液换向阀 Y1 端 A175(15-21Y2) 进入无杆腔，有杆腔压力油经过三位四通电液换向阀回到回油路。液压原理图 1缸快伸电路控制图及 PLC 梯形图同上述步骤，这边不再赘述。三、推进系统电磁阀、传感器、电位器

13、在电路液压图、 PLC 中的标签及功效为方便对 S465/466 盾构机推进系统电液控制原理进行探究，理清液压图、电路图及 PLC 程序间的脉络关系，深层次领会推进系统文案大全实用标准文档工作原理，便于电气液压故障排查，现将推进系统电磁阀、传感器、 电位器在电路液压图、 PLC 中的标签及功效以图表形式呈现如下。序号阀组推进系统电磁阀、传感器、电位器在电路液压图、分组PLC 中的标签及功效线号阀号PLC 点位功效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#油缸收文案大全实用标准文档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 组快放2ntB15-43Y3A121A11.6B 组快放placinC15-61Y2A122A13.2C 组快放gD15-80

17、Y3A123A14.6D 组快放15-28Y2A110PAW520A 组流量A15-28Y4A100PAW522A 组压力pressu15-29B2PEW536A 组压力传感 器3re15-46Y2A111PAW524B 组流量regulaB15-46Y4A101PAW526B 组压力tion15-47B2PEW540B 组压力传感 器C15-64Y2A112PAW528C 组流量15-64Y4A102PAW530C 组压力文案大全实用标准文档15-65B2PEW544C 组压力传感 器15-83Y2A113PAW532D 组流量D15-83Y415-84B2A103PAW534PEW548D

18、 组压力D 组压力传感 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#油缸快收文案大全实用标准文档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