ABB IMDSI14

《厦门莫格电气自动化有限公司》

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摘　要： 介绍了一种专门为旋挖钻机的垂直起竖和井深测量而设计的控制系统的原理、实现方法和软硬件构成等。该系统基于高性能八位微处理器Mega128而设计，集成了垂直度检测、井深测量、垂直度控制和操作指示等功能。
关键词： 旋挖钻机 电液比例控制 Mega128 PID PWM

　　旋挖钻机是一种用于建筑基础工程中成孔作业的施工机械。它是以履带为支承的回转斗式旋挖钻孔机械，其工作装置由动力头、伸缩钻杆、加压装置和液压系统等组成。
　　旋挖钻机的控制属于一般工业自动化应用领域，它要求一种廉价、节能、维护方便、适用于大功率控制及具有一定控制精度的控制技术，所以采用电液比例控制。它能够接受模拟信号和数字信号，使输出的流量或压力连续成比例地受到控制。电液比例控制系统[1]有数字控制系统、脉宽调节(PWM)控制系统等。
　　旋挖钻机钻桅的垂直度直接影响到所钻孔的质量，对于提高工程机械作业效率有着很重要的意义，保证其在要求的范围内是控制系统应完成的主要任务。所以旋挖钻机的控制方案为：根据操作员的指令，利用电液比例控制系统控制液压缸运动，实现钻具安全平稳起竖，进而保证旋挖钻机钻桅的垂直度在要求范围内。同时，***的井深测量也能极大提高工作效率。所以，它也是控制系统应完成的任务。
　　目前，国内外旋挖钻控制系统的特点是其控制器的所有控制规律处理、输入/输出信号波形处理和功率放大等都由模拟电路进行，因此迫切需要改进。而旋挖钻机控制的数字化正是目前提高旋挖钻机工作性能的必然要求和发展趋势。

1 计算机控制系统方案
　　控制系统方案如图1所示。系统监测倾角传感器信号、比例阀反馈信号、液压缸位置传感器信号和操纵杆发来的指令，根据控制算法产生控制数据，控制数据经过转换算法产生控制量(PWM信号)，并通过驱动电路控制电液比例阀，采用反馈控制技术实现两个液压通道的***同步控制，克服了钻具起竖过程中由于两个比例方向阀参数不一致而造成的歪斜。