目前，隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，地下管線的鋪設(shè)量也將隨之增加。鋪設(shè)、修復、更換地下管道和電纜是重要的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)內(nèi)容。而傳統(tǒng)的開槽埋管式地下管線施工法，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、工作帶來了諸多不便。而現(xiàn)在，以掘進機為主體的非開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(tǒng)的開挖施工法。

    　掘進機是集機、電、液、光于一體的專門用于地下隧道、管道工程施工的高科技施工裝備，近代掘進機的最大特點是廣泛使用電子、信息等高新技術(shù)對全部作業(yè)進行制導和監(jiān)控，使得整個掘進過程始終處于最佳工作狀態(tài)。

    　采用掘進機進行隧道、地下管道施工具有眾多優(yōu)點：不影響交通，不破壞環(huán)境，無需大量運輸堆放雜土，無噪聲干擾，不破壞地層結(jié)構(gòu)，不產(chǎn)生地面沉降，施工周期短，社會和經(jīng)濟效益顯著等。

    　結(jié)構(gòu)原理

    　掘進機種類豐富，組成復雜，但是大多掘進機的結(jié)構(gòu)設(shè)計中，均包括工具管、激光導向系統(tǒng)、出渣系統(tǒng)、頂進系統(tǒng)和管道潤滑系統(tǒng)這幾部分。

    　1.工具管  工具管主要由鉆掘系統(tǒng)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(tǒng)  激光導向系統(tǒng)由激光發(fā)射器和激光靶及信號傳輸顯示系統(tǒng)組成，其作用是掘進導向修正。

    　3.螺旋排渣系統(tǒng)  螺旋排渣系統(tǒng)由螺旋鉆桿、渣土提升裝置、套管和驅(qū)動裝置等組成，其作用是掘進過程中進行排渣。

    　4.頂進系統(tǒng)  頂進系統(tǒng)主要包括后座墻、千斤頂、頂鐵和導軌等，作用為掘進過程中的頂進。

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

       

 
   　 掘進機的工作過程為先啟動切削（排土）電機，其中切削系統(tǒng)和排土系統(tǒng)是連在一起的，在工作坑中用的是同一驅(qū)動裝置，由電機通過減速器驅(qū)動，與此同時啟動頂進裝置進行頂進，在千斤頂與工具管完全接觸后，以正常速度頂進。工具管為先導，工具管前方刀盤切削土體，后方千斤頂頂進管道，工具管刀盤的轉(zhuǎn)動與液壓千斤頂?shù)耐七M同步進行，螺旋排渣系統(tǒng)通過螺旋鉆桿、渣土提升裝置等進行排渣。當頂進一定距離后，千斤頂回縮，便可以進行如管道貼片之類的相關(guān)地下施工了。

    　控制功能

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

                             

    　1.切削（排土）控制  切削系統(tǒng)和排土系統(tǒng)是連在一起的，在工作坑中由電機通過減速器驅(qū)動，電機需要能夠進行正反轉(zhuǎn)控制。

    　2.頂進控制  頂進系統(tǒng)中，通過控制液壓系統(tǒng)，來實現(xiàn)千斤頂?shù)那斑M、后退和停機動作。

   　 3.導向控制  導向系統(tǒng)中主要控制液壓糾偏部分，通過控制糾偏油缸的伸出和縮回動作來控制機頭前進的方向。

   　 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。

    　掘進機控制系統(tǒng)的核心部件是可編程序控制器PLC，掘進的動力來源為各個動作單元的主電機，包括切削、頂進、導向以及注漿四個泵電機，控制內(nèi)容包括各個動作單元電機正反轉(zhuǎn)、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）、壓力傳感器和電動閥門。

    　典型配置

   　 采用HOLLiAS LM PLC的CPU模塊以及擴展模塊來對掘進機進行掘進控制。CPU模塊來進行各種數(shù)據(jù)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(shù)字量輸入輸出點配合數(shù)字量輸出擴展模塊采集和控制各泵電機和閥門的動作。

       

   　 LM CPU模塊本體所帶的40點數(shù)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(nèi)存，完全滿足了掘進機較多的數(shù)字量輸入輸出點控制需求和掉電數(shù)據(jù)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，使得整個掘進過程精確、高效。
   
    　HOLLiAS LM PLC作為掘進機的控制系統(tǒng)，使用效果良好，結(jié)構(gòu)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(shè)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)濟效益和社會效益。