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履带式液压露天钻车是一种优良的钻孔设备,主要用于露天台阶式开挖钻凿边坡预裂孔、爆破孔和边坡锚杆孔。论文主要针对重型凿岩钻车ROC 848 HC存在的如下问题提出改进方案:1)钻臂定位精度、效率和自动化程度不高。2)液压凿岩机档位有限,无法根据岩石具体情况实现无级、调频、调幅钻进。3)纯液压式预防卡钎系统对Ⅰ,Ⅱ类卡钎判别所需时间长,预防效果不很理想。本文根据原车存在的这些问题提出了基于PLC的改进控制方案:1)机械钻臂加装角度、位置传感器,采用电液比例和脉宽调制的方法,应用PLC对钻臂定位实现闭环控制,并在触摸屏上实时显示钻臂位置和钻进情况。2)提出了一种基于PLC控制的,配合使用高速开关阀和插装阀,根据钎杆反弹速率,实现自适应凿岩的液压冲击器无级调速方案。设计出一种新型可无级、调频、调幅的前腔常压、压力反馈式液压冲击器方案,对其进行理论分析并建立了数学模型。针对现有冲击器只有三个冲击档位的具体情况,利用PLC的高速运算功能,在凿岩过程中对冲击油压、钻进油压和转钎流量这三个参数采用试行登山法进行自寻优控制,以提高钻孔效率。3)对凿岩过程中的卡钎种类进行理论分析,提出了利用PLC,根据转钎和钻进油压变化速率的卡钎判别方案,更迅速地对卡钎种类进行判别,更好地实现二路反馈三级防卡的预防卡钎方案。同时采用PLC改进原钻机电路控制系统,省略了该机电路中的一些辅助继电器、时间继电器、脉冲继电器,从而简化了电路,提高了控制系统的可靠性、维修简便性和柔性;采用触摸屏进行人机交互,改善了操作界面,简化了操作面板,更好地对整机运行状况实行监控。论文主要包括以下内容:通过分析凿岩钻车的机械结构、工作原理、液压系统和电路系统,从理论上论证了采用PLC作为控制器的合理性和可行性。围绕PLC控制进行周边设备的改造和选型,搭建凿岩钻车控制系统硬件平台,开发控制系统软件。论文使用了三菱公司的PLC编程软件Gx Developerv8.34和Gx Simluator6进行梯形图的设计与仿真,使用三菱公司的触摸屏设计软件GT Designer2和仿真软件GT Simulator2进行界面设计与仿真,提高了工作效率。