盾构机推进系统电液控制原理探究Word文档下载推荐.docx

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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，来控制泵的出口压力与设置值相符。

下面以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0-10V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，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）15-21Y4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进行控制，推进速度由比例调速阀15-28Y2（A110）进行控制。

液压原理图——18#油缸推进

电路控制图——18#油缸换向

电路控制图——A组推进速度压力调节

PLC控制梯形图——18#油缸伸缩

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

3、卸荷：

在完成一个推进工序后紧接着便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，避免对换向阀阀芯产生强烈冲击。

该步骤PLC控制图同步骤1推进。

液压原理图——18#油缸卸荷

电路控制图——18#油缸卸荷

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。

液压原理图——18#油缸快收

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

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——18#油缸快伸

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。

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

序号

阀组

分组

线号

阀号

PLC点位

功效

1

retrateextend

A

15-21Y2

A175

A9.0

18#油缸收

15-21Y4

A174

A9.1

18#油缸伸

15-21Y6

A177

A9.2

19#油缸收

15-21Y8

A176

A9.3

19#油缸伸

15-22Y2

A179

A9.4

20#油缸收

15-22Y4

A178

A9.5

20#油缸伸

15-23Y2

A141

A9.6

1#油缸收

15-23Y4

A140

A9.7

1#油缸伸

15-23Y6

A143

A10.0

2#油缸收

15-23Y8

A142

A10.1

2#油缸伸

B

15-39Y2

A145

A10.4

3#油缸收

15-39Y4

A144

A10.5

3#油缸伸

15-39Y6

A147

A10.6

4#油缸收

15-39Y8

A146

A10.7

4#油缸伸

15-40Y2

A149

A11.0

5#油缸收

15-40Y4

A148

A11.1

5#油缸伸

15-41Y2

A151

A11.2

6#油缸收

15-41Y4

A150

A11.3

6#油缸伸

15-41Y6

A153

A11.4

7#油缸收

15-41Y8

A152

A11.5

7#油缸伸

C

15-57Y2

A155

A12.0

8#油缸收

15-57Y4

A154

A12.1

8#油缸伸

15-57Y6

A157

A12.2

9#油缸收

15-57Y8

A156

A12.3

9#油缸伸

15-58Y2

A159

A12.4

10#油缸收

15-58Y4

A158

A12.5

10#油缸伸

15-59Y2

A161

A12.6

11#油缸收

15-59Y4

A160

A12.7

11#油缸伸

15-59Y6

A163

A13.0

12#油缸收

15-59Y8

A162

A13.1

12#油缸伸

D

15-76Y2

A165

A13.4

13#油缸收

15-76Y4

A164

A13.5

13#油缸伸

15-76Y6

A167

A13.6

14#油缸收

15-76Y8

A166

A13.7

14#油缸伸

15-77Y2

A169

A14.0

15#油缸收

15-77Y4

A168

A14.1

15#油缸伸

15-78Y2

A171

A14.2

16#油缸收

15-78Y4

A170

A14.3

16#油缸伸

15-78Y6

A172

A14.4

17#油缸收

15-78Y8

A14.5

17#油缸伸

2

segmentplacing

15-25Y3

A120

A10.2

A组快放

15-43Y3

A121

A11.6

B组快放

15-61Y2

A122

A13.2

C组快放

15-80Y3

A123

A14.6

D组快放

3

pressureregulation