混凝土濕噴機(jī)組是一種通過混凝土噴射為隧道提供初次支護(hù)技術(shù)的工程機(jī)械,按照工作原理,大致可分為泵送和風(fēng)送兩種類型?；炷羾娚錂C(jī)組的優(yōu)勢在于就位速度快、噴射效率高、能極大地降低惡劣環(huán)境中的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn),現(xiàn)在已經(jīng)越來越廣泛地應(yīng)用到各個(gè)采用"新奧法"施工的工程隧道。目前已投入使用的混凝土噴射機(jī)組有很大一部分來自于國外引進(jìn)設(shè)備,控制系統(tǒng)技術(shù)較為成熟,但價(jià)格昂貴,對于現(xiàn)場操作人員和設(shè)備維護(hù)人員都有極高的要求,另一部分屬于國內(nèi)廠商自主研發(fā),由于設(shè)備的結(jié)構(gòu)局限,除了高昂的售價(jià)以外,設(shè)備的電氣控制系統(tǒng)無論是從穩(wěn)定性、環(huán)境適應(yīng)性或是智能化程度均有較大的改善空間。PSJ配備了自創(chuàng)的轉(zhuǎn)子活塞式送料機(jī)構(gòu)、獨(dú)特的臂架和底盤系統(tǒng),針對PSJ混凝土噴射機(jī)組的特點(diǎn),為使其各個(gè)系統(tǒng)在工作中發(fā)揮最佳效能,需要開發(fā)出一套與之匹配的電氣控制系統(tǒng)。本文以科學(xué)研究院自主研發(fā)的轉(zhuǎn)子活塞式砼噴射機(jī)組PSJ作為研究對象,PSJ屬于風(fēng)送類濕噴機(jī),主要由轉(zhuǎn)子活塞式濕噴機(jī)、主泵電機(jī)、速凝劑系統(tǒng)、底盤行走系統(tǒng)、臂架系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)以及電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成。該控制系統(tǒng)采用工業(yè)級PLC作為核心控制元件,通過雙無線遙控器對臂架系統(tǒng)及濕噴機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制,通過編碼器及比例調(diào)速閥對濕噴機(jī)轉(zhuǎn)子進(jìn)行PID閉環(huán)控制,同時(shí)使用變頻器對計(jì)量泵的輸出摻量進(jìn)行智能調(diào)節(jié),在電機(jī)啟動(dòng)方面,配置軟啟動(dòng)器,提高設(shè)備對現(xiàn)場電源的適應(yīng)能力。采用工業(yè)級HMI實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互,通過傳感器反饋和軟件編程完成系統(tǒng)相應(yīng)功能的操作、實(shí)時(shí)工況監(jiān)測以及智能故障判斷。該設(shè)備已量產(chǎn)投入市場,控制系統(tǒng)憑借其極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性、簡易的操作性和便捷的故障維護(hù)能力和較高的性價(jià)比得到了客戶極大的認(rèn)可。本文介紹了混凝土濕噴機(jī)組的發(fā)展現(xiàn)狀,對比了不同類型噴射機(jī)組的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì),提出了針對PSJ控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案,包括總體方案框架、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)功能、硬件選型和軟件開發(fā)以及實(shí)際工程應(yīng)用等。
[混凝土濕噴機(jī)組控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開發(fā)]
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