盾构电气控制系统.ppt

;盾构机是集机械、液压、电气和自动化于一体，专用于隧道地下开挖的技术密集型重大工程装备。其技术先进、结构庞大。如果把机械部分比喻成人的四肢，液压系统比喻成人的血液系统，则电气系统就是人的神经系统。当前盾构机电气系统采用世界上最先进、最可靠的技术以保证系统稳定可靠的运行。;主要内容;1.盾构电气控制系统组成;盾构供配电系统;盾构供配电系统关键点;主机控制系统的组成;盾构机控制系统示意图;2.盾构主机控制系统（PLC）;; 简单的电机起动控制电路采用PLC控制:其外部接线及内部等效电路如图所示。可将PLC分成3部分：输入部分、内部控制电路和输出部分。;PLC是采用顺序扫描、不断循环的方式进行工作的。PLC的扫描工作过程可分为输入采样、程序执行和输出刷新3个阶段，并进行周期性循环。;4、常用PLC型号;盾构PLC控制系统组成（西门子）;盾构机PLC控制系统配置;PLC控制系统配置图;盾构PLC控制流程图;计算机控制及数据采集系统;;;;;;;;;在线状态监视显示屏--- WDAS（数据采集系统） ; 在线状态监视显示屏--- WDAS（数据采集系统）;PLC笔记本编程器在线实时查询和故障诊断 ; 故障在线实时显示屏----Magelis PLC的编程控制系统带有一个故障在线实时显示屏（Magelis），它可以将各种电气液压发生的故障及时地显示和记录下来。供故障诊断分析使用，并提供发生故障部位的信息或可能发生故障部位的相关信息，便于缩小故障找询范围，快速诊断故障。 Magelis的主要功能为： 立即显示并记录当前刚发生的故障信息，并有音响提示 可循环显示512个故障的历史记录，通过翻页形式来查询。 可循环显示当前尚未消除的故障信息 监视所有通道的实际显示值 可查询的故障信息内容有： 故障的内容，即何种故障 故障发生的时间和消除恢复的时间 故障的子程序和行号 故障的PLC输入端口地址，和相应元件的电气编号 模拟量输入信号的故障通道号等。 Magilis是最重要最实用的在线诊断工具，主要电气、液压故障都将首先在Magelis中显示，同样，当发生任何电气、液压故障时，操作人员首先要查看Magelis记录。;3.变频器在盾构机上的应用;HK开环矢量控制模式（穿黄盾构项目）; 控制系统采用施奈德系列PLC，变频器采用ECOWIN变频器，电机采用ELIN水冷电机，功率286KW，主回路电压690V，采用一拖一控制模式。 控制系统通过PROFIBUS DP总线连接6台变频器，实现变频器的控制。 6台变频器通过RS485数据接口与电脑连接，电脑可以实现变频器参数的设置及参数的监视功能。 6台变频器通过CAN-OPEN数据连接，主变频器安装旋转编码器，主变频器将扭矩指令传输给其余5台变频器，实现主从控制。; 控制系统采用AB系列PLC，采用ABB品牌ACS800系列变频器，功率为250KW，电机采用水冷电机，功率为225KW，主回路电压1000VAC，采用一拖一控制模式。 控制系统通过DEVICENET总线连接6台变频器，实现变频器的控制。 通过恒5M光缆将6台变频器形成内环，变频器采用自有主从宏控制模式，没有采用编码器，实现同步的控制。 ; 控制系统采用三菱Q系列PLC，采用东芝品牌变频器，功率为110KW，电机采用东芝电机，功率为55KW，主回路电压380VAC，采用一拖二控制模式。 主驱动系统没有通过任何总线协议，直接采用PLC控制模式，通过继电器控制刀盘的旋转。速度调节采用有级调速，分5个档位。至少保证两台以上电机运行，刀盘才能转动。 ;V/F控制模式 V/F控制方式的最基本原理是V/f=C的正弦脉宽调制模式，其特点是控制电路结构简单、成本较低，机械特性硬度也较好，能够满足一般传动的平滑调速要求。 V/F方式在低频时，由于输出电压较低，转矩受定子电阻压降的影响比较显著，使输出最大转矩减小。另外，其机械特性终究没有直流电动机硬，动态转矩能力和静态调速性能都还不尽如人意，且系统性能不高、控制曲线会随负载的变化而变化，转矩响应慢、电动机转矩利用率不高，低速时因定子电阻和逆变器死区效应的存在而性能下降，稳定性变差等。;开环矢量控制模式;开环矢量控制模式控制原理; 闭环矢量控制是有速度传感器的矢量控制，其主要用于高精度的速度控制、转矩控制等对控制性能要求严格的使用场合。在该方式下采用的控制传感器一般