[发明专利]一种复合式盾构机刀盘驱动变频控制装置

摘要

一种复合式盾构机刀盘驱动变频控制装置，包括人机操作界面、以太网交换机、施耐德PLC、以太网通讯模板ETY、profibus‑dp网络通信模板‑PBY、profibus‑dp网络通信电缆、ABB变频器VFD1‑VFD6、光纤链路、刀盘变频电机M1‑M6，人机操作界面是整个装置的控制、显示及操作界面，以太网交换机是用来连接人机操作界面、施耐德PLC和变频器的网络通讯设备；刀盘变频电机M1‑M6通过减速机连接到刀盘驱动大齿轮上，通过机械结构刚性连接，为盾构机刀盘旋转提供动力。该发明通过PLC作为主控制器，通过通信网络连接到盾构机刀盘驱动变频器，采用编程方法实现盾构机刀盘具备主从控制与滑差两种控制方式切换,提高设备的使用寿命，应用于盾构隧道掘进机自动化控制领域中。

主权项

一种复合式盾构机刀盘驱动变频控制装置，包括人机操作界面、以太网交换机、施耐德PLC、以太网通讯模板ETY、profibus‑dp网络通信模板‑PBY、profibus‑dp网络通信电缆、ABB变频器VFD1‑VFD6、光纤链路、刀盘变频电机M1‑M6，其特征在于：所述的人机操作界面是整个装置的控制、显示及操作界面，操作者通过该人机操作界面操作刀盘运转，查看运行状态；所述的以太网交换机是用来连接人机操作界面、施耐德PLC和变频器的网络通讯设备；所述的以太网通讯模板ETY是施耐德PLC的通信接口，连接人机操作界面和施耐德PLC；所述的施耐德PLC，是控制装置的核心部件，内部存有控制程序，根据人机操作界面传来的指令，进行运算后，发出给6台ABB变频器VFD1‑VFD6的控制命令，主从/滑差控制模式选择，启动，停止，正传，反转，速度给定，转矩给定等命令；施耐德PLC接受6台ABB变频器VFD1‑VFD6的反馈信号，转速、转矩、运行状态数据通过程序进行运算后，把结果传递给人机界面进行显示；所述的profibus‑dp网络通信模板‑PBY和profibus‑dp网络通信电缆把的施耐德PLC控制命令以profibus‑dp通讯协议的格式传递给6台ABB变频器VFD1‑VFD6，同时也把6台ABB变频器VFD1‑VFD6的反馈信号传递给施耐德PLC；所述的ABB变频器VFD1‑VFD6，通过电缆连接到6台刀盘变频电机M1‑M6，通过profibus‑dp网络通信模板‑PBY连接到施耐德PLC；ABB变频器VFD1‑VFD6内部存储单元存有电机的相关电气参数值，接受到施耐德PLC发出的控制命令，经过ABB变频器VFD1‑VFD6内部控制器进行运算，驱动功率单元输出相应的电压、电流和频率信号，驱动变频电机运转；所述的光纤链路，当ABB变频器VFD1‑VFD6工作在主从控制模式时，在6台变频器中，设置ABB变频器VFD1作为主变频器，通过光纤链路把转矩值传递给从ABB变频器VFD2‑VFD6，实现从ABB变频器VFD2‑VFD6的转矩输出值跟随主变频器的转矩输出值实现转矩同步；所述的M1‑M6变频电机刀盘变频电机M1‑M6是盾构机刀盘驱动的动力单元，六台刀盘变频电机M1‑M6通过减速机连接到刀盘驱动大齿轮上，通过机械结构刚性连接在一起，为盾构机刀盘旋转提供动力。