一种基于PLC的喷雾养护台车的电气控制系统及其运行方法技术方案

本发明专利技术涉及一种基于PLC的喷雾养护台车的电气控制系统及其运行方法，其采用PLC来实现对喷雾养护台车的养护过程自动控制。喷雾养护台车电气控制系统包括控制单元和与控制单元连接的检测单元和执行单元，控制单元包括PLC控制器、变频器、继电器、接触器和其他辅助控制元件。所述检测单元包括用于检测混凝土表面湿度的红外线湿度检测仪、用于检测混凝土表面温度的红外温度传感器、水温传感器、液位传感器、设置在喷雾养护台车行走机构上的前进限位开关和后退限位开关；所述执行单元包括行走电机、水泵和加热棒。本发明专利技术能够自动持续有效的对衬砌混凝土进行喷雾养护，提高了养护效率，减少工人劳动强度，同时降低水温与养护混凝土的温差，提高养护质量。

An electric control system and operation method of spray maintenance Trolley Based on PLC

The invention relates to an electric control system and a running method of a spray maintenance Trolley Based on PLC, which adopts PLC to realize automatic control of the maintenance process of spray maintenance trolley. The electric control system of spray maintenance trolley includes control unit and detection unit and execution unit connected with control unit. The control unit includes PLC controller, frequency converter, relay, contactor and other auxiliary control elements. The detection unit comprises an infrared humidity detector for detecting the humidity of the concrete surface, an infrared temperature sensor for detecting the temperature of the concrete surface, a water temperature sensor, a liquid level sensor, a forward limit switch and a back limit switch arranged on the walking mechanism of the spray maintenance trolley, and the execution unit comprises a row. Take the motor, the water pump and the heating rod. The invention can automatically and continuously spray and maintain the lining concrete, improve the maintenance efficiency, reduce the labor intensity of the workers, reduce the temperature difference between the water temperature and the curing concrete at the same time, and improve the maintenance quality.

【技术实现步骤摘要】
一种基于PLC的喷雾养护台车的电气控制系统及其运行方法
本专利技术涉及电气控制系统
，具体为一种基于PLC的喷雾养护台车电气控制系统及其运行方法。
技术介绍
在隧道施工中，二衬混凝土浇筑后需要14天以上的喷淋养护，如果二衬混凝土养护措施不当，混凝土强度就不能快速达到设计要求，且表面易产生温度裂纹及裂缝，直接影响隧道施工质量。目前二衬混凝土养护多采用人工雾炮养护，所述人工雾炮养护是工人使用雾炮机对已衬砌好的混凝土表面进行喷水养护，其缺点是耗费人力，养护时间以及养护效果都得不到保证。因此现在亟待一种在隧道内能够高效、自动以及过程可监控的养护方式。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于PLC的喷雾养护台车的电气控制系统及其运行方法。一种基于PLC的喷雾养护台车的电气控制系统：喷雾养护台车底部为行走机构，行走机构包括轮系、驱动轮系的行走电机以及沿隧道纵向铺设的与轮系相配合的行走轨道；喷雾养护台车上设置有小储水箱和大储水箱，大储水箱通过管道与小储水箱连通，并在管道上设置第一水泵；小储水箱内设置有加热棒；喷雾养护台车顶部是喷雾架，喷雾架上设置喷头，喷头通过喷水管路与小储水箱连通，并在管路上设置第二水泵；喷雾养护台车上设置有电控箱；喷雾养护台车的电气控制系统包括：控制单元、检测单元和执行单元，所述检测单元包括用于检测混凝土表面湿度的红外线湿度检测仪、用于检测混凝土表面温度的红外温度传感器、用于检测小储水箱水温的水温传感器、用于检测大储水箱低液位的大储水箱低液位传感器、用于检测小储水箱高液位的小储水箱高液位传感器、用于检测小储水箱低液位的小储水箱低液位传感器、设置在所述行走机构的前端的前进限位开关、设置在所述行走机构的后端的后退限位开关；所述执行单元包括所述行走电机、所述第一水泵、所述第二水泵和所述加热棒；所述控制单元包括PLC控制器、变频器、继电器和接触器；PLC控制器的输入端与所述红外线湿度检测仪、红外温度传感器、水温传感器、大储水箱低液位传感器、小储水箱高液位传感器、小储水箱低液位传感器、前进限位开关、后退限位开关连接，PLC控制器的输出端与所述变频器的控制端子连接，变频器的输出端子与行走电机相连接，实现对行走电机的控制，PLC控制器的输出端还通过继电器和接触器组件与所述第一水泵、所述第二水泵和所述加热棒连接，实现对水泵和加热棒的启停控制。在上述技术方案中，所述控制单元包括控制按钮，控制按钮与PLC控制器的输入端连接，控制按钮包括手动/自动按钮、温控选择旋钮、湿度检测选择旋钮、前进启动按钮、后退启动按钮、手动上水按钮和停止按钮。在上述技术方案中，执行单元还包括警报灯，警报灯与PLC控制器的输出端连接，所述警报灯分为行走养护警报灯和缺水警报灯，所述行走养护报警灯在所述喷雾养护台车行走时开启，提醒周围人员注意避让；所述缺水报警灯在所述大储水箱内水位低于下限值时自动开启，提醒操作人员进行补水。在上述技术方案中，所述接触器包括控制第一水泵接触器、控制第二水泵接触器和控制加热棒接触器；所述继电器包括控制行走养护警报灯继电器、控制缺水警报灯继电器、控制第一水泵接触器继电器、控制第二水泵接触器继电器和控制加热棒接触器继电器；PLC控制器的输出端子与继电器的线圈接线端相连接；所述控制第一水泵接触器继电器的辅助触点与第一水泵接触器的线圈接线端相连接、所述控制第二水泵接触器继电器的辅助触点与第二水泵接触器的线圈接线端相连接、所述控制加热棒接触器继电器的辅助触点与控制加热棒接触器的线圈接线端相连接；所述控制第一水泵接触器的主触点与第一水泵相连接、控制第二水泵接触器的主触点与第二水泵相连接、控制加热棒接触器的主触点与加热棒相连接。在上述技术方案中，所述控制单元的电气元件安装在电控箱内部以及面板上；所述检测单元的红外温度传感器和红外湿度检测仪安装在小储水箱外侧；所述检测单元的水温传感器安装在小储水箱的内壁。在上述技术方案中，在行走轨道的两端设置限位块，通过前进限位开关、后退限位开关检测喷雾养护台车是否运行到轨道的前后两端限位块的截止位置。在上述技术方案中，所述PLC控制器还与触摸屏通过以太网口相连接来进行通讯。触摸屏用于显示所述检测单元所检测出的相应数值，以及用于设定控制所述喷雾养护台车所需的相应参数。在上述技术方案中，喷雾养护台车的电气控制系统还包括水源处理器、控制水源处理器接触器、控制水源处理器接触器继电器，所述水源处理器设置在小储水箱出水口处，PLC控制器的输出点与控制水源处理器接触器继电器的线圈接线端相连接，控制水源处理器接触器继电器的辅助触点与控制水源处理器接触器的线圈接线端相连接，控制水源处理器接触器与水源处理器相连接。当养护启动后，PLC控制器会同时启动水源处理器。喷雾养护台车电气控制系统的自动运行方法：在养护混凝土前，将轨道提前铺设在需要养护的区间内，定位好所述限位块，并在所述触摸屏界面上设定好往复循环次数，利用所述检测单元的红外温度传感器和水温传感器开始监测混凝土表面和水箱内的温度，同时所述PLC控制器将所述红外温度传感器与水温传感器检测来的信号值进行换算比对，当所述红外传感器检测的混凝土表面温度比所述水温传感器检测的水温大于等于15度时，所述PLC控制器将自动开启加热棒对水进行加热，直到混凝土表面温度和水箱内水温差小于15度才会启动养护；在养护期间，如果所述PLC控制器监测到小储水箱内的水温高于混凝土表面的温度时，所述PLC控制器会自动关闭加热棒；在养护启动后，所述第二水泵会从小储水箱内抽水供到碰雾管路，使水以雾状形式均匀的喷洒到待养护的混凝土表面上；当所述行走装置行走到所述行走限位块位置时，会触发所述限位开关，所述行走装置会自动折返；当所述喷雾养护台车完成一个养护周期后停止养护，所述湿度检测仪按设定的时间监测混凝土表面的湿度，当混凝土表面湿度降低于设定值时，所述PLC控制器会自动开始下一个养护周期。进一步的，在工作过程中，小储水箱高液位传感器和小储水箱低液位传感器会实时监测小储水箱内的水位情况，当小储水箱低液位传感器检测到小储水箱的水位过低时，PLC控制器会控制第一水泵启动，向小储水箱蓄水，蓄水水到一定高度会触发小储水箱高液位传感器，则PLC控制器会控制第一水泵停止；大储水箱低液位传感器也会实时检测大储水箱水位情况，当大储水箱低液位传感器检测到大储水箱的水位过低时，PLC控制器控制缺水警报灯启动，进行报警。本专利技术所述电气控制系统的优点在于：能够自动持续有效的对衬砌混凝土进行喷雾养护，提高了养护效率，减少工人劳动强度，同时降低水温与养护混凝土的温差，提高养护质量。附图说明图1是本专利技术所述喷雾养护台车的结构后视示意图。图2是本专利技术所述喷雾养护台车的结构侧视示意图。图3是本专利技术所述喷雾养护台车电气控制系统控制流程图。图中标记所示：1-行走机构，2-小储水箱，3-大储水箱，4-电缆卷盘，5-喷雾架，6-电控箱。对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，可以根据以上附图获得其他的相关附图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。实施例一喷雾养护台车底部为行走机构1，行走机构包括轮系、驱动轮系的行走电机以及沿隧道纵向铺设的与轮系相配合的行走轨道；喷雾养护台车上设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PLC的喷雾养护台车的电气控制系统，其特征在于：喷雾养护台车底部为行走机构，行走机构包括轮系、驱动轮系的行走电机以及沿隧道纵向铺设的与轮系相配合的行走轨道；喷雾养护台车上设置有小储水箱和大储水箱，大储水箱通过管道与小储水箱连通，并在管道上设置第一水泵；小储水箱内设置有加热棒；喷雾养护台车顶部是喷雾架，喷雾架上设置喷头，喷头通过喷水管路与小储水箱连通，并在管路上设置第二水泵；喷雾养护台车上设置有电控箱；喷雾养护台车的电气控制系统包括：控制单元、检测单元和执行单元；所述检测单元包括用于检测混凝土表面湿度的红外线湿度检测仪、用于检测混凝土表面温度的红外温度传感器、用于检测小储水箱水温的水温传感器、用于检测大储水箱低液位的大储水箱低液位传感器、用于检测小储水箱高液位的小储水箱高液位传感器、用于检测小储水箱低液位的小储水箱低液位传感器、设置在所述行走机构的前端的前进限位开关、设置在所述行走机构的后端的后退限位开关；所述执行单元包括所述行走电机、所述第一水泵、所述第二水泵和所述加热棒；所述控制单元包括PLC控制器、变频器、继电器和接触器；PLC控制器的输入端与所述红外线湿度检测仪、红外温度传感器、水温传感器、大储水箱低液位传感器、小储水箱高液位传感器、小储水箱低液位传感器、前进限位开关、后退限位开关连接，PLC控制器的输出端与所述变频器的控制端子连接，变频器的输出端子与行走电机相连接，实现对行走电机的控制，PLC控制器的输出端还通过继电器和接触器组件与所述第一水泵、所述第二水泵和所述加热棒连接，实现对水泵和加热棒的启停控制。...

【技术特征摘要】
1.一种基于PLC的喷雾养护台车的电气控制系统，其特征在于：喷雾养护台车底部为行走机构，行走机构包括轮系、驱动轮系的行走电机以及沿隧道纵向铺设的与轮系相配合的行走轨道；喷雾养护台车上设置有小储水箱和大储水箱，大储水箱通过管道与小储水箱连通，并在管道上设置第一水泵；小储水箱内设置有加热棒；喷雾养护台车顶部是喷雾架，喷雾架上设置喷头，喷头通过喷水管路与小储水箱连通，并在管路上设置第二水泵；喷雾养护台车上设置有电控箱；喷雾养护台车的电气控制系统包括：控制单元、检测单元和执行单元；所述检测单元包括用于检测混凝土表面湿度的红外线湿度检测仪、用于检测混凝土表面温度的红外温度传感器、用于检测小储水箱水温的水温传感器、用于检测大储水箱低液位的大储水箱低液位传感器、用于检测小储水箱高液位的小储水箱高液位传感器、用于检测小储水箱低液位的小储水箱低液位传感器、设置在所述行走机构的前端的前进限位开关、设置在所述行走机构的后端的后退限位开关；所述执行单元包括所述行走电机、所述第一水泵、所述第二水泵和所述加热棒；所述控制单元包括PLC控制器、变频器、继电器和接触器；PLC控制器的输入端与所述红外线湿度检测仪、红外温度传感器、水温传感器、大储水箱低液位传感器、小储水箱高液位传感器、小储水箱低液位传感器、前进限位开关、后退限位开关连接，PLC控制器的输出端与所述变频器的控制端子连接，变频器的输出端子与行走电机相连接，实现对行走电机的控制，PLC控制器的输出端还通过继电器和接触器组件与所述第一水泵、所述第二水泵和所述加热棒连接，实现对水泵和加热棒的启停控制。2.根据权利要求1所述的基于PLC的喷雾养护台车的电气控制系统，其特征在于：所述控制单元包括控制按钮，控制按钮与PLC控制器的输入端连接，控制按钮包括手动/自动按钮、温控选择旋钮、湿度检测选择旋钮、前进启动按钮、后退启动按钮、手动上水按钮和停止按钮。3.根据权利要求1所述的基于PLC的喷雾养护台车的电气控制系统，其特征在于：执行单元还包括警报灯，警报灯与PLC控制器的输出端连接，所述警报灯分为行走养护警报灯和缺水警报灯。4.根据权利要求1所述的基于PLC的喷雾养护台车的电气控制系统，其特征在于：所述接触器包括控制第一水泵接触器、控制第二水泵接触器和控制加热棒接触器；所述继电器包括控制行走养护警报灯继电器、控制缺水警报灯继电器、控制第一水泵接触器继电器、控制第二水泵接触器继电器和控制加热棒接触器继电器；PLC控制器的输出端子与继电器的线圈接线端相连接；所述控制第一水泵接触器继电器的辅助触点与第一水泵接触器的线圈接线端相连接、所述控制第二水泵接触器继电器的辅助触点与第二水泵接触器的线圈接线端相连接、所述控制加热棒接触器继电器的辅助触点与控制加热棒接触器的线圈接线端相连接；所述控制第一水泵接触器的主触点与第一水泵相连接、控制第二水泵接触器的主触点与第二水泵相连接、控制加热棒接触器的主触点与加热棒相连接。5.根据权利要求1所述的基于PLC的喷雾养护台车的电气控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘兴波，哈建波，高子谦，任勇，吴相斌，刘伟，陈海建，晋龙凤，彭伟，马新磊，马艳红，王伟，杨青玉，
申请(专利权)人：中铁隧道集团二处有限公司，中铁隧道局集团有限公司，
类型：发明
国别省市：河北,13