淺析盾構機電氣系統及調試常見故障與解決方法

李晨陽

摘 要：盾構機作為隧道掘進施工中的重要應用設備，保障其電氣系統能夠正常合理運行是十分必要的，基于此，相關人員在調試過程中需要仔細分析，認真做好盾構機電氣系統的調試工作，使盾構機隧道掘進作業(yè)的正常開展得到保障。本文對盾構機電氣系統調試過程及調試過程中常見故障及解決方法進行了分析，并給出了相應的說明和闡釋。

關鍵詞：盾構機；電氣系統；調試

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.11.113

盾構機的用電設備存在數量多且用電量大的特點，在作業(yè)時很容易發(fā)生電氣事故導致操作設備受到損毀，甚至危及操作人員的人身安全。因此，在對電氣系統進行系統調試時需認真對各組成部分的各方面情況進行仔細分析，找出并改正其中的錯誤和缺陷，從而確保盾構機電氣系統可以安全、正常的運轉和使用。

1 盾構機電氣系統組成

盾構機以電力為動力源，采用的是10kV高壓供電。其電氣系統分為：高壓供電系統，低壓配電系統，PLC控制系統，計算機數據采集系統，機械液壓系統控制系統。其中械液壓系統控制系統又細分為刀盤驅動系統，推進系統，管片拼裝機和管片輸送系統，鉸接缸系統，螺旋輸送機、皮帶輸送機系統，泡沫和膨潤土系統，盾尾密封系統，同步注漿系統，集中自動潤滑系統，冷卻系統，仿形刀系統等。

2 盾構電氣調試思路

（1）高壓送電，分級合閘。在盾構機整機組裝完成之后，檢查拖車、盾體燈線控制線，給拖車和盾體的照明燈拉臨時線送電照明。檢查4號拖車（TC4）變壓器線路，查看油溫、油位等控制線圈連接是否正確，確認高壓相序無誤后，即可打開高壓開關柜開關給3號拖車低壓配電柜送高壓電。手動將所有急停按鈕全部復位（包括主控室琴臺、所有控制盒、配電柜、外部支撐柱上的急停按鈕）。用萬用表檢測（低壓配電柜中）開關下級是否有線間短路及接地現象，電源火線、零線是否連接正確。確認無誤后方可合閘。帶剎車電機需要打開電機接線盒，檢查其剎車模塊接線是否正確。

（2）參數設置：該階段的參數設置主要指電力參數儀設置、補償控制器設置、斷路器參數設置等動力系統的參數設置。通電后，電力參數儀、補償控制器的設置依據要求設置即可。

（3）安裝PLC程序。常規(guī)盾構機一般使用PLC進行控制。以中鐵裝備集團盾構機為例。 盾構機主機控制系統采用主從和上位機。上位機為墻面式工控機組成的基于工業(yè)以太網協議的計算機局域網絡，主控制系統是以Siemens S7-400為主站的可編程控制器系統。

（4）安裝上位機程序和攝像頭程序。1#上位機、2#上位機和監(jiān)視系統都要裝上位機程序，其中監(jiān)視系統電腦上安裝的上位機程序為備用程序；導向系統由生產廠家安裝、調試。

（5）打通PLC通訊回路。檢查通訊回路線路無誤后，將所有通訊模塊地址按圖紙所給地址設置撥好，再給所有PLC模塊和倍福模塊送電開始通訊。

（6）參數設置。該階段的參數設置主要指注漿控制盒參數調整；轉速監(jiān)控器的調試；齒輪油監(jiān)控器的調試；變頻器參數設置；軟啟動器參數設置；寫入放大板程序等。

（7）根據上位機程序報警指示，消除報警點。 該過程是調試的重點部分，可根據上位機的報警信息反映出的故障代碼，結合設計圖紙，找到相應的系統及其所處的位置。

（8）運行各個系統，檢驗其功能。包括刀盤驅動系統，推進系統，管片拼裝機和管片輸送系統，鉸接缸系統，螺旋輸送機、皮帶輸送機系統，泡沫和膨潤土系統，盾尾密封系統，同步注漿系統，集中自動潤滑系統，冷卻系統，仿形刀系統等。

3 盾構電氣系統及常見故障的解決

（1）解決問題原則 。先簡后繁，由外而內，先檢查電源，隨后再檢查外部線路。PLC程序出問題比較少，對于電氣故障要先從簡單的地方查起，當外部可能出現的故障點都排除后，才去考慮PLC可能出現的問題。

（2）連接線路問題。元器件跟模塊之間連接，或者通訊網絡之間連接出現故障，如接觸不良或者短路，會導致數據傳輸不順暢，無法把信號傳到PLC的數據處理模塊中。連接線路中間斷開或者短路故障比較難處理，因為盾構機上面的線路都比較復雜，線路較長，連接的地方很多，處理此類問題最實效的方法是把電箱里的線路一端短接，然后測量另外一端的電阻，如果顯示短接，則線路正常，顯示有電阻或者斷路則線路連接出現問題，接頭有松動或者中間線路斷開，找出故障點重新接好，設備就能正常工作。

（3）元器件故障。如繼電器，接觸器等類型的元器件如損壞或者燒掉，導致不能正常工作。我們可以通過觀察在電磁線圈加上額定電壓時繼電器能否正常吸合，失電后能否正常復位。在線圈未加電時常閉觸點接通是否良好，常開觸點是否斷開。如傳感器和電磁閥等類型電氣元器件，由于該類電氣元器件工作電壓和電流較小，一般情況下外觀不會出現明顯異常。此類問題的處理可以采取排除法：將傳感器接到相同工作的傳感器接口（此接口處應工作正常），如果傳感器正常工作，再將其他正常工作的傳感器接到出現故障的接口，觀察是否正常工作，如果不能正常工作即可判定為傳感器接口出現問題；依次類推，再排除傳輸線路的故障以及顯示器接口后，即可準確快色的找出電氣元件的哪個部位出現問題，若元件或者接頭損壞就必須進行更換。

（4）參數及程序問題。當電氣線路與元器件等外部可能出現的故障點都排除后，如果問題任然得不到解決，就要考慮PLC程序或者放大版參數等可能出現的問題。在調試中鐵XXX號盾構機過程中，調試人員在對螺旋輸送機進行調試過程中發(fā)現，該臺螺旋輸送機最高轉速只能達到5轉/分鐘，與設計值25轉/分鐘相差很大。經檢測，螺旋輸送機的外部線路及元器件等故障點都無問題，然后檢測液壓閥組連接方式，也沒有問題，PLC的輸入輸出信號正常。后來通過檢測螺旋輸送機放大版參數，發(fā)現該放大版參數的輸出電流過小，于是修改放大版參數，重新檢測，螺旋輸送機轉速達到了調試要求。

4 結束語

綜上所述，本文重點對盾構機電氣系統的調試過程進行了詳細的介紹，針對常見的故障的原因和解決辦法進行了分析，從而人保證了在實際調試過程中對于常見的故障能夠快速的進行處理。

參考文獻：

[1]王剛.盾構電氣組成系統及常見故障的解決[J].建筑機械化，2013（02）：73-75.

[2]馬利.淺談盾構機電氣系統及故障處理[J].建筑工程技術與設計，2015.