螺旋輸送機的排土控制策略

發布時間：2013-10-25 00:00:00 作 者：admin 來 源：

1.螺旋輸送機液壓系統設計
采用液壓驅動及控制的螺旋輸送機可根據密封倉內土壓力反饋信號及變量泵比例控制螺旋輸送機轉速，從而有效地控制密封倉內土壓并使其與開挖面水土壓力相平衡。同時，螺旋輸送機出泥口閘門的可靠啟閉是隧道施工的安全保證。
螺旋輸送機電機正常啟動完畢后，系統處于推進狀態，且刀盤主驅動系統處于轉動狀態、出泥口閘門處于開啟狀態下，才能對螺旋輸送機進行正轉控制；螺旋輸送機的反轉控制則必須在聯鎖解除狀態下方可進行。另外，螺旋輸送機電機正常啟動完畢后，方可對出泥口閘門進行啟閉控制。系統壓力油通過三位四通電磁換向閥，液控單向閥進入液壓缸的無桿腔，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位移，當檢測到的推進位移等于預先設定的位移時，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定位置。系統中的行程開關用來提供出泥口閘門液壓缸的極限位置信號，可起到安全保護作用。
系統中馬達的轉速由安裝在其輸出軸上的轉速傳感器實時檢測，轉速傳感器檢測得到控制參數輸出量，經過整形、比較和增益調整放大，通過比例放大控制器控制主驅動泵的比例控制閥，使主驅動泵排量相應地成比例變化，從而達到所需螺旋輸送機的轉速。系統正常工作時，二位二通電磁換向閥得電處于關閉狀態，壓力油通過單向閥和截止球閥進入蓄能器，此時蓄能器進行充壓蓄能。
在斷電或突發性的故障停機狀態，為了防止發生噴涌事故，應能保證螺旋輸送機出泥口閘門的可靠關閉，以確保土倉內的土壓保持平衡。系統突然斷電時，二位二通電磁換向閥斷電，油路導通，此時蓄能器充當泵的功能。長時間停機時，應及時關閉管路上的截止球閥以防由于泄漏引起閉合壓力過低，造成密封不良的現象。溢流閥和卸荷球閥起安全保護作用，可防止蓄能器超壓。
2.螺旋輸送機排土控制策略
土壓平衡盾構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的進土量和排土量相匹配。通常采取兩種控制模式，一種是控制進土量的推進控制模式，即通過土壓檢測，改變推進速度控制進土量，此時螺旋輸送機轉速事先設定；另一種是控制排土量的排土控制模式，即通過土壓檢測，改變螺旋輸送機的轉速控制排土量，此時盾構推進速度事先設定。
土壓平衡式盾構機的排土控制模式根據所處的地質地層情況及實踐經驗事先設定好目標土壓和推進速度，同時通過密封倉內的土壓傳感器的實測值來實時調整螺旋輸送機的轉速，從而達到理想的排土量。當土壓力超過目標土壓設定的上限時，螺旋輸送機的轉速增大，加大排土量；當土壓力低于目標土壓設定的下限時，螺旋輸送機的轉速降低減少排土量；當土壓力位于目標土壓設定的范圍內時，螺旋輸送機以定轉速旋轉排土。
實際盾構施工時，土壓平衡自動控制一般采用PID控制，但PID控制對參數的整定要求非常高，參數的好壞將直接影響到調節品質，參數整定是PID控制中比較困難的部分。另一方面，由于目標值的變化、不可預測的外擾、控制對象的慢時變性都會導致系統特性的變化，使原來整定的PID參數無法保證對系統進行很好的控制。