螺旋輸送機(jī)的排土控制策略

發(fā)布時間：2013-10-25 00:00:00 作 者：admin 來 源：

1.螺旋輸送機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計
采用液壓驅(qū)動及控制的螺旋輸送機(jī)可根據(jù)密封倉內(nèi)土壓力反饋信號及變量泵比例控制螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速，從而有效地控制密封倉內(nèi)土壓并使其與開挖面水土壓力相平衡。同時，螺旋輸送機(jī)出泥口閘門的可靠啟閉是隧道施工的安全保證。
螺旋輸送機(jī)電機(jī)正常啟動完畢后，系統(tǒng)處于推進(jìn)狀態(tài)，且刀盤主驅(qū)動系統(tǒng)處于轉(zhuǎn)動狀態(tài)、出泥口閘門處于開啟狀態(tài)下，才能對螺旋輸送機(jī)進(jìn)行正轉(zhuǎn)控制；螺旋輸送機(jī)的反轉(zhuǎn)控制則必須在聯(lián)鎖解除狀態(tài)下方可進(jìn)行。另外，螺旋輸送機(jī)電機(jī)正常啟動完畢后，方可對出泥口閘門進(jìn)行啟閉控制。系統(tǒng)壓力油通過三位四通電磁換向閥，液控單向閥進(jìn)入液壓缸的無桿腔，推動液壓缸的活塞桿向前運動。活塞桿向前推進(jìn)時，出泥口閘門打開，其開口量逐漸增大。位移傳感器用來實時檢測液壓缸的推進(jìn)位移，當(dāng)檢測到的推進(jìn)位移等于預(yù)先設(shè)定的位移時，三位四通電磁換向閥斷電處于中位，液壓缸的活塞桿固定在設(shè)定位置。系統(tǒng)中的行程開關(guān)用來提供出泥口閘門液壓缸的極限位置信號，可起到安全保護(hù)作用。
系統(tǒng)中馬達(dá)的轉(zhuǎn)速由安裝在其輸出軸上的轉(zhuǎn)速傳感器實時檢測，轉(zhuǎn)速傳感器檢測得到控制參數(shù)輸出量，經(jīng)過整形、比較和增益調(diào)整放大，通過比例放大控制器控制主驅(qū)動泵的比例控制閥，使主驅(qū)動泵排量相應(yīng)地成比例變化，從而達(dá)到所需螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速。系統(tǒng)正常工作時，二位二通電磁換向閥得電處于關(guān)閉狀態(tài)，壓力油通過單向閥和截止球閥進(jìn)入蓄能器，此時蓄能器進(jìn)行充壓蓄能。
在斷電或突發(fā)性的故障停機(jī)狀態(tài)，為了防止發(fā)生噴涌事故，應(yīng)能保證螺旋輸送機(jī)出泥口閘門的可靠關(guān)閉，以確保土倉內(nèi)的土壓保持平衡。系統(tǒng)突然斷電時，二位二通電磁換向閥斷電，油路導(dǎo)通，此時蓄能器充當(dāng)泵的功能。長時間停機(jī)時，應(yīng)及時關(guān)閉管路上的截止球閥以防由于泄漏引起閉合壓力過低，造成密封不良的現(xiàn)象。溢流閥和卸荷球閥起安全保護(hù)作用，可防止蓄能器超壓。
2.螺旋輸送機(jī)排土控制策略
土壓平衡盾構(gòu)用于城市地下施工時，為了控制地表沉降，減小地表變形，一個重要因素是要保持密封倉內(nèi)的進(jìn)土量和排土量相匹配。通常采取兩種控制模式，一種是控制進(jìn)土量的推進(jìn)控制模式，即通過土壓檢測，改變推進(jìn)速度控制進(jìn)土量，此時螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速事先設(shè)定；另一種是控制排土量的排土控制模式，即通過土壓檢測，改變螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速控制排土量，此時盾構(gòu)推進(jìn)速度事先設(shè)定。
土壓平衡式盾構(gòu)機(jī)的排土控制模式根據(jù)所處的地質(zhì)地層情況及實踐經(jīng)驗事先設(shè)定好目標(biāo)土壓和推進(jìn)速度，同時通過密封倉內(nèi)的土壓傳感器的實測值來實時調(diào)整螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速，從而達(dá)到理想的排土量。當(dāng)土壓力超過目標(biāo)土壓設(shè)定的上限時，螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速增大，加大排土量；當(dāng)土壓力低于目標(biāo)土壓設(shè)定的下限時，螺旋輸送機(jī)的轉(zhuǎn)速降低減少排土量；當(dāng)土壓力位于目標(biāo)土壓設(shè)定的范圍內(nèi)時，螺旋輸送機(jī)以定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)排土。
實際盾構(gòu)施工時，土壓平衡自動控制一般采用PID控制，但PID控制對參數(shù)的整定要求非常高，參數(shù)的好壞將直接影響到調(diào)節(jié)品質(zhì)，參數(shù)整定是PID控制中比較困難的部分。另一方面，由于目標(biāo)值的變化、不可預(yù)測的外擾、控制對象的慢時變性都會導(dǎo)致系統(tǒng)特性的變化，使原來整定的PID參數(shù)無法保證對系統(tǒng)進(jìn)行很好的控制。