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本课题针对施工工艺要求和现场要求,对施工控制工艺做了详细的研究,并对控制系统的系统控制柜、PLC控制部分、触摸屏部分进行了详细的研究分析和设计。
该控制系统的设计首先研究了振冲器结构原理和施工工艺。振冲器主要通过其振密电流的变化,来判断振密的效果。对施工工艺的详细研究,为控制系统的设计提供了可靠的依据。然后确定采用软启动器-PLC-触摸屏三者组合的总体控制方案,再根据这个方案完成PLC部分的设计,触摸屏界面和程序的设计。最后采用LabVIEW开发的数据处理软件对施工存储的数据进行后处理。
振冲控制系统通过各种接口及外围设备与施工振冲的过程发生关系,并对施工过程的各个工艺参数进行设置、控制以及处理。振冲控制系统由主机PLC、执行电磁阀、工作状态指示灯、人机界面(触摸屏)、软启动器、旋转位移编码器组成,主要完成对振冲器的控制与数据采集、存储。PLC是整个振冲控制系统的核心部分,采用的是性价比极好的SIEMENSS7-200型可编程控制器。在PLC系统设计中,首先确定PLC控制工艺流程,然后确定PLC与其他硬件的通讯,最后按照步骤设计PLC程序。触摸屏是施工人员与控制系统的人机交互界面,因此设计交互性良好的界面是触摸屏程序设计的要求。在触摸屏程序设计中,选用的是MT8056T型触摸屏,采用的触摸屏软件是EB8000,主要完成了主界面以及其他5个重要界面的设计。最后进行了整个系统的硬件和软件的安装调试,结果表明该系统完全符合施工工艺控制要求。
振冲控制系统的设计不仅能够满足施工工艺要求,而且取得了以下成果:采用软启动器技术,解决了振冲器的软启动和软停车技术要求,减小控制器重量及能耗;能够通过触摸屏对现场施工的参数进行设置和修改,增加了施工的可协调性;解决了对施工过程数据和图表的显示,方便施工人员直观的监控施工过程;由于选用的触摸屏具有外接存储接口,解决了施工数据的大容量存储难题;对施工的数据采用LabVIEW开发的软件进行后处理,输出了各种参数-时间曲线图和制桩轮廓图。此外,还解决了远程非现场控制的振冲控制技术难题。