岳亚军

(中国煤炭科工集团 上海有限公司， 上海 200030)

0 引言

近年来随着城市建设的不断发展，城市地下空间建设的需求也在不断提高。为保证城市交通地面顺畅,减少开挖，传统地下管道和人行通道施工技术已无法满足现在高速发展的施工建设需要。全断面矩形顶管掘进机具有端面利用率高，对浅覆土适应能力强，可适应城市各类联络通道,下穿地铁、公路、立交隧道等优越性，在市政建设中得到大量应用。

全断面矩形顶管掘进机是集机械、电子、液压、控制、激光测量等技术于一体的成套隧道设备。设备包括供配电系统、截割系统、出渣系统、顶进系统、减摩注浆系统、方向控制系统、润滑系统、测量导向系统、环境监测系统等。如何有效地串联各个子系统，实现设备的数据采集、控制算法、人机接口等功能,使设备具有集成化、自动化水平，提高掘进机的操作简便性，保障设备的高可靠性和稳定性是全断面矩形顶管掘进机电气控制系统亟需解决的问题。

1 掘进机电气控制系统设计原理及特点

1.1 设计原理

掘进机电气控制系统设计原理如图1所示。本系统由两台发电机进行供电，一台用于操作室及地面设备的供电，另一台用于隧道内的设备供电。控制系统主要由两套西门子1200系列可编程控制器(PLC)以RS485的通信方式实现主从通信。由从站PLC对掘进机内的截割系统、出土系统、方向控制系统、激光光靶、机内动作、数据采集等进行控制采集。同时机内还配备有两套ET200远程IO系统，主要用于控制和采集系统内的电动球阀,实现顶进过程中的减摩注浆和土体改良功能。……