盾構機電氣系統與故障問題排除技術分析

朱少瓊

摘要：盾構機電氣系統集中了多種學科的知識，在隧道開挖的過程中發揮著重要作用。在運行過程中，盾構機電氣系統可能會發生各種故障，給系統 的正常運行帶來了較大的隱患。為此，需要深入研究盾構機的組成結構及故障發生的特征，提出針對性的解決策略，提高盾構機電氣系統運行的穩定性。本文主要闡述了盾構機電氣系統與故障問題排除的方法。

關鍵詞：盾構機電氣系統;故障問題排除策略;PLC 控制系統

當前，社會經濟發展速度日益加快，交通壓力日益增加，為了保證隧?道開挖工程的穩定性，需要不斷革新盾構電氣系統，滿足施工過程的需求。

一、盾構機電氣系統概述分析

（一）盾構機概述

當前，盾構機融合了機電技術、液壓技術和自動控制技術，是一種綜 合性較強的機械設備，能夠開挖土壤，完成輸送支護任務。該技術的先進 性較強，在處理大型工程時具有十分重要的應用。機械系統、液壓系統和 電氣系統是組成盾構機的三個主要部分。首先，機械系統主要包括刀盤、?連接橋及臺車等硬件設備，對整個骨架起著重要的支撐作用。液壓系統包 括油缸、馬達及管道等多種設備，給設備的正常運行帶來源源不斷的動力，使其能夠順利完成傳動工作。電氣系統運用了以 PLC 技術為基礎的編程工 作，能夠提高系統運行的穩定性與可靠性。盾構機設備的用電量較大，工 程狀況十分復雜，需要及時排除作業隱患，確保電氣系統的正常運行。

（二）盾構機電氣系統的組成分析

高壓供電系統、低壓配電系統、傳感器裝置及 PLC 輸出裝置均為盾構 機電氣系統的重要組成部分。供電過程中的電壓值高達 10KV，能夠沿著電 纜傳輸到變壓器上，為主變壓器提供電力源泉。變壓器產生的低壓供電可 以提供給電源柜、電泵站及控制柜使用。在主控制空間當中，安裝著 PLC 控制系統，是整個設備的核心。PLC 控制系統能夠讀取系統中的信號，將 其傳輸到操作界面當中，為操作人員提供可操作機會，使其能夠準確接收 指令信息，以便快速完成盾構機的掘進與拼裝任務。位于各個設備處的控 制柜屬于 PLC 分層控制系統，可以通過通信線和主控制中心連接起來，以 便能夠控制局部的設備。

二、盾構機電氣系統發生的故障及其排除方法分析

（一）將盾構機電氣系統的線路連接起來

在分析盾構機電氣系統故障時，需要分析元器件和模塊的連接問題，避免出現接觸不良或者是短路的情況，確保信息傳輸過程的流暢性，降低 傳輸過程中發生錯誤的概率，確保信號能夠傳輸到信號處理模塊當中，確 保電氣系統的正常運行。盾構機線路的連接線路較長，內部組成十分復雜，作業人員需要通過線路短接測量其通斷情況，確保線路傳輸工作的正常進 行。若電路中的電阻值較高或者出現了斷路問題，說明線路無法維持正常 運行狀態，需要重新組裝電路中的各個元件，提高設備運行的穩定性。

（二）排查元器件的故障

在元器件發生故障時，會限制系統的正常運行情況，需要及時排除隱 患。首先，若盾構機電氣系統中的繼電器發生了故障，需要考慮元件損壞 或者是燒壞情況，確保電機能夠持續輸出信號信息。在排查時，電磁線圈 上的繼電器運行穩定，需要檢查系統的失電情況，確保繼電器能夠維持到 復位狀態。在線圈連接電源時，需要檢查觸點的連通性，避免發生連接中?斷情況。同時，若傳感器或者電磁閥門等部位發生了元器件故障，會導致 此處的電流強度較弱，難以及時排除隱患。為了有效改善此類問題，需要 將傳感器連接到對應的連接口上，使得系統維持正常的運行狀態，判斷傳 感器接口的有效性。若接口發生了故障情況，需要科學選擇故障檢測方法，提高維修效率。第一，需要控制拼裝機油缸的平行移動位置及運動情況，確保電磁閥門處于正常的運行狀態。第二，需要檢查手柄上的警報指示燈是否處于正常的工作狀態，確保系統發射及接收信號過程的質量。第三，在拆封遙控器時，需要檢查彈簧與電路接觸板接觸性能，使得電路維持正 常的運行狀態。

（三）排查程序及參數的故障

在排除元器件及電路的隱患之后，盾構機的電氣系統可能仍然無法處 于正常的工作狀態下，需要檢查 PLC 控制程序的合理性，調整程序運行參 數。首先，相關人員需要調試螺旋輸送機的運行情況，測試其最大的轉速 值，避免檢測結果與測試結果之間出現較大差異。檢測表明，螺旋輸送機 的線路及元器件均為發生故障狀況，核心控制系統的信號傳輸過程也處于 正常狀態。檢測人員需要提高閥門板的參數值，降低電流輸出值，排除放 大板中存在的各種隱患，積極調整程序中的做個參數。在此過程中，檢驗 人員的專業素質水平及編程能力必須過硬，盡量少改動程序中的參數。

三、解決盾構機電氣系統中故障的有效策略分析

在解決系統故障時，需要將電源作為檢測的重點部位，確保外部線路 的完整性，首先檢查 PLC 運行程序的故障情況，排除故障點信息，確保系 統維持穩定的狀態。

首先，在遇到線路連接故障時，需要檢查線路之間的短路及接觸不良 情況，確保信號能夠正常運輸，及時傳送到數據處理模塊中。實際上，盾 構機內部的線路構成十分復雜，處理短路故障及電路斷開問題具有較大的 難度。

在處理該問題時，可以運用電線短接電箱中的線路，測量另一端的電 阻情況，驗證線路的運行情況。若出現了斷路情況，需要檢查接頭處是否 有松動的情況，迅速查找故障所在的位置，確保所有設備的正常運行。

其次，在解決元器件的故障情況時，可以逐個檢查元器件的故障情況，使得設備處于正常的運行狀態。

最后，若在排查了元器件及線路外部的故障問題之外，線路仍然不能 維持正常的運行狀態，需要檢查放大板參數的質量問題，確保 PLC 控制程 序正常運行。例如，在調試盾構機質量問題時，螺旋輸送機的轉速較低，與預定值之間存在著較大的差別。因此，需要仔細檢查程序中的異常狀況，尋找問題發生的原因，調整參數狀況，提高螺旋輸送機的轉速大小，滿足 設計標準值。

結束語：

綜上所述，為了提高發現故障的效率，作業人員需要檢查掌握電氣系 統的內部構成情況，尋找故障產生的原因，按照由簡單到復雜、由外向內 的順序完成故障檢測工作，避免 PLC 控制程序中出現較多問題，構建起有 效的檢測機制，提高盾構機電氣系統運行過程的穩定性。

參考文獻：

[1]于穎. 土壓平衡盾構機電氣系統概述及電氣故障處理方法與心得[J]. 科技創新與應用，2015（10）：113.

[2]吳玉鵬，蔡啟仲，湯堯. 土壓平衡盾構機電氣安全保護應用分析[J]. 廣西工學院學報，2011，22（02）：6-9+42.

[3]李申山，許鳴珠，馬立明，張宏力. 盾構機在施工中的接地保護系 統分析[J]. 工程機械，2009，40（05）：33-35+6.