目前，隨著(zhù)我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，在基礎設施建設中，地下管線(xiàn)的鋪設量也將隨之增加。鋪設、修復、更換地下管道和電纜是重要的基礎設施建設內容。而傳統的開(kāi)槽埋管式地下管線(xiàn)施工法，破壞環(huán)境，阻斷交通，影響經(jīng)濟的發(fā)展，也給人們的生活、工作帶來(lái)了諸多不便。而現在，以掘進(jìn)機為主體的非開(kāi)挖施工方法在地下管道、隧道的施工中已經(jīng)逐漸取代了傳統的開(kāi)挖施工法。

    掘進(jìn)機是集機、電、液、光于一體的專(zhuān)門(mén)用于地下隧道、管道工程施工的高科技施工裝備，近代掘進(jìn)機的最大特點(diǎn)是廣泛使用電子、信息等高新技術(shù)對全部作業(yè)進(jìn)行制導和監控，使得整個(gè)掘進(jìn)過(guò)程始終處于最佳工作狀態(tài)。

    采用掘進(jìn)機進(jìn)行隧道、地下管道施工具有眾多優(yōu)點(diǎn)：不影響交通，不破壞環(huán)境，無(wú)需大量運輸堆放雜土，無(wú)噪聲干擾，不破壞地層結構，不產(chǎn)生地面沉降，施工周期短，社會(huì )和經(jīng)濟效益顯著(zhù)等。

    結構原理

    掘進(jìn)機種類(lèi)豐富，組成復雜，但是大多掘進(jìn)機的結構設計中，均包括工具管、激光導向系統、出渣系統、頂進(jìn)系統和管道潤滑系統這幾部分。

    1.工具管  工具管主要由鉆掘系統和糾偏油缸組成，其作用是用于控制頂管方向、出泥和防止塌陷。

    2.激光導向系統  激光導向系統由激光發(fā)射器和激光靶及信號傳輸顯示系統組成，其作用是掘進(jìn)導向修正。

    3.螺旋排渣系統  螺旋排渣系統由螺旋鉆桿、渣土提升裝置、套管和驅動(dòng)裝置等組成，其作用是掘進(jìn)過(guò)程中進(jìn)行排渣。

    4.頂進(jìn)系統  頂進(jìn)系統主要包括后座墻、千斤頂、頂鐵和導軌等，作用為掘進(jìn)過(guò)程中的頂進(jìn)。

    5.管道潤滑系統  管道潤滑系統由泵送裝置、潤滑液和管路組成，其主要作用是減少掘進(jìn)時(shí)的摩擦力。

       
 
    掘進(jìn)機的工作過(guò)程為先啟動(dòng)切削（排土）電機，其中切削系統和排土系統是連在一起的，在工作坑中用的是同一驅動(dòng)裝置，由電機通過(guò)減速器驅動(dòng)，與此同時(shí)啟動(dòng)頂進(jìn)裝置進(jìn)行頂進(jìn)，在千斤頂與工具管完全接觸后，以正常速度頂進(jìn)。工具管為先導，工具管前方刀盤(pán)切削土體，后方千斤頂頂進(jìn)管道，工具管刀盤(pán)的轉動(dòng)與液壓千斤頂的推進(jìn)同步進(jìn)行，螺旋排渣系統通過(guò)螺旋鉆桿、渣土提升裝置等進(jìn)行排渣。當頂進(jìn)一定距離后，千斤頂回縮，便可以進(jìn)行如管道貼片之類(lèi)的相關(guān)地下施工了。

    控制功能

    掘進(jìn)機系統的控制，主要集中在排土電機正反轉、頂進(jìn)系統電機、糾偏系統電機和注漿系統電機的啟停上。

                             

    1.切削（排土）控制  切削系統和排土系統是連在一起的，在工作坑中由電機通過(guò)減速器驅動(dòng)，電機需要能夠進(jìn)行正反轉控制。

    2.頂進(jìn)控制  頂進(jìn)系統中，通過(guò)控制液壓系統，來(lái)實(shí)現千斤頂的前進(jìn)、后退和停機動(dòng)作。

    3.導向控制  導向系統中主要控制液壓糾偏部分，通過(guò)控制糾偏油缸的伸出和縮回動(dòng)作來(lái)控制機頭前進(jìn)的方向。

    4.注漿控制  注漿控制主要是對注漿泵和管路閥體的控制，閥體的開(kāi)合保證漿液注出去以后就不能回流，以確保注漿管路的暢通。

    掘進(jìn)機控制系統的核心部件是可編程序控制器PLC，掘進(jìn)的動(dòng)力來(lái)源為各個(gè)動(dòng)作單元的主電機，包括切削、頂進(jìn)、導向以及注漿四個(gè)泵電機，控制內容包括各個(gè)動(dòng)作單元電機正反轉、各型傳感器信號采集和電機起停保護，控制、采集的主要對象包括千斤頂傳感器信號、電機啟動(dòng)停止繼電器、電機換向繼電器、電機保護繼電器（熱繼電器）、壓力傳感器和電動(dòng)閥門(mén)。

    典型配置

    采用HOLLiAS LM PLC的CPU模塊以及擴展模塊來(lái)對掘進(jìn)機進(jìn)行掘進(jìn)控制。CPU模塊來(lái)進(jìn)行各種數據的存儲和運算，模擬量輸入擴展模塊采集千斤頂行程傳感器和壓力傳感器信號，CPU本體自帶的數字量輸入輸出點(diǎn)配合數字量輸出擴展模塊采集和控制各泵電機和閥門(mén)的動(dòng)作。

       

    LM CPU模塊本體所帶的40點(diǎn)數字量輸入、輸出通道，配合8通道繼電器輸出擴展模塊以及超大的6K掉電保持內存，完全滿(mǎn)足了掘進(jìn)機較多的數字量輸入輸出點(diǎn)控制需求和掉電數據存儲需求，模擬量信號采集模塊以其16位的高分辨率，能夠精準采集千斤頂行程傳感器和壓力傳感器的電壓電流信號，使得整個(gè)掘進(jìn)過(guò)程精確、高效。
   
    HOLLiAS LM PLC作為掘進(jìn)機的控制系統，使用效果良好，結構合理，性能可靠，維護檢修方便快捷，有利于安全生產(chǎn)，減少了故障率，降低了設備維修成本，提高了整機的性能與技術(shù)水平，有巨大的經(jīng)濟效益和社會(huì )效益。