淺析盾構(gòu)機(jī)電氣系統(tǒng)及調(diào)試常見故障與解決方法

李晨陽

摘 要：盾構(gòu)機(jī)作為隧道掘進(jìn)施工中的重要應(yīng)用設(shè)備，保障其電氣系統(tǒng)能夠正常合理運(yùn)行是十分必要的，基于此，相關(guān)人員在調(diào)試過程中需要仔細(xì)分析，認(rèn)真做好盾構(gòu)機(jī)電氣系統(tǒng)的調(diào)試工作，使盾構(gòu)機(jī)隧道掘進(jìn)作業(yè)的正常開展得到保障。本文對(duì)盾構(gòu)機(jī)電氣系統(tǒng)調(diào)試過程及調(diào)試過程中常見故障及解決方法進(jìn)行了分析，并給出了相應(yīng)的說明和闡釋。

關(guān)鍵詞：盾構(gòu)機(jī)；電氣系統(tǒng)；調(diào)試

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

盾構(gòu)機(jī)的用電設(shè)備存在數(shù)量多且用電量大的特點(diǎn)，在作業(yè)時(shí)很容易發(fā)生電氣事故導(dǎo)致操作設(shè)備受到損毀，甚至危及操作人員的人身安全。因此，在對(duì)電氣系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試時(shí)需認(rèn)真對(duì)各組成部分的各方面情況進(jìn)行仔細(xì)分析，找出并改正其中的錯(cuò)誤和缺陷，從而確保盾構(gòu)機(jī)電氣系統(tǒng)可以安全、正常的運(yùn)轉(zhuǎn)和使用。

1 盾構(gòu)機(jī)電氣系統(tǒng)組成

盾構(gòu)機(jī)以電力為動(dòng)力源，采用的是10kV高壓供電。其電氣系統(tǒng)分為：高壓供電系統(tǒng)，低壓配電系統(tǒng)，PLC控制系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，機(jī)械液壓系統(tǒng)控制系統(tǒng)。其中械液壓系統(tǒng)控制系統(tǒng)又細(xì)分為刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，推進(jìn)系統(tǒng)，管片拼裝機(jī)和管片輸送系統(tǒng)，鉸接缸系統(tǒng)，螺旋輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)，泡沫和膨潤土系統(tǒng)，盾尾密封系統(tǒng)，同步注漿系統(tǒng)，集中自動(dòng)潤滑系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，仿形刀系統(tǒng)等。

2 盾構(gòu)電氣調(diào)試思路

（1）高壓送電，分級(jí)合閘。在盾構(gòu)機(jī)整機(jī)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(shí)線送電照明。檢查4號(hào)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(rèn)高壓相序無誤后，即可打開高壓開關(guān)柜開關(guān)給3號(hào)拖車低壓配電柜送高壓電。手動(dòng)將所有急停按鈕全部復(fù)位（包括主控室琴臺(tái)、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(guān)下級(jí)是否有線間短路及接地現(xiàn)象，電源火線、零線是否連接正確。確認(rèn)無誤后方可合閘。帶剎車電機(jī)需要打開電機(jī)接線盒，檢查其剎車模塊接線是否正確。

（2）參數(shù)設(shè)置：該階段的參數(shù)設(shè)置主要指電力參數(shù)儀設(shè)置、補(bǔ)償控制器設(shè)置、斷路器參數(shù)設(shè)置等動(dòng)力系統(tǒng)的參數(shù)設(shè)置。通電后，電力參數(shù)儀、補(bǔ)償控制器的設(shè)置依據(jù)要求設(shè)置即可。

（3）安裝PLC程序。常規(guī)盾構(gòu)機(jī)一般使用PLC進(jìn)行控制。以中鐵裝備集團(tuán)盾構(gòu)機(jī)為例。 盾構(gòu)機(jī)主機(jī)控制系統(tǒng)采用主從和上位機(jī)。上位機(jī)為墻面式工控機(jī)組成的基于工業(yè)以太網(wǎng)協(xié)議的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)，主控制系統(tǒng)是以Siemens S7-400為主站的可編程控制器系統(tǒng)。

（4）安裝上位機(jī)程序和攝像頭程序。1#上位機(jī)、2#上位機(jī)和監(jiān)視系統(tǒng)都要裝上位機(jī)程序，其中監(jiān)視系統(tǒng)電腦上安裝的上位機(jī)程序?yàn)閭溆贸绦颍粚?dǎo)向系統(tǒng)由生產(chǎn)廠家安裝、調(diào)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(shè)置撥好，再給所有PLC模塊和倍福模塊送電開始通訊。

（6）參數(shù)設(shè)置。該階段的參數(shù)設(shè)置主要指注漿控制盒參數(shù)調(diào)整；轉(zhuǎn)速監(jiān)控器的調(diào)試；齒輪油監(jiān)控器的調(diào)試；變頻器參數(shù)設(shè)置；軟啟動(dòng)器參數(shù)設(shè)置；寫入放大板程序等。

（7）根據(jù)上位機(jī)程序報(bào)警指示，消除報(bào)警點(diǎn)。 該過程是調(diào)試的重點(diǎn)部分，可根據(jù)上位機(jī)的報(bào)警信息反映出的故障代碼，結(jié)合設(shè)計(jì)圖紙，找到相應(yīng)的系統(tǒng)及其所處的位置。

（8）運(yùn)行各個(gè)系統(tǒng)，檢驗(yàn)其功能。包括刀盤驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，推進(jìn)系統(tǒng)，管片拼裝機(jī)和管片輸送系統(tǒng)，鉸接缸系統(tǒng)，螺旋輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)系統(tǒng)，泡沫和膨潤土系統(tǒng)，盾尾密封系統(tǒng)，同步注漿系統(tǒng)，集中自動(dòng)潤滑系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，仿形刀系統(tǒng)等。

3 盾構(gòu)電氣系統(tǒng)及常見故障的解決

（1）解決問題原則 。先簡后繁，由外而內(nèi)，先檢查電源，隨后再檢查外部線路。PLC程序出問題比較少，對(duì)于電氣故障要先從簡單的地方查起，當(dāng)外部可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)都排除后，才去考慮PLC可能出現(xiàn)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(wǎng)絡(luò)之間連接出現(xiàn)故障，如接觸不良或者短路，會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸不順暢，無法把信號(hào)傳到PLC的數(shù)據(jù)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?yàn)槎軜?gòu)機(jī)上面的線路都比較復(fù)雜，線路較長，連接的地方很多，處理此類問題最實(shí)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(xiàn)問題，接頭有松動(dòng)或者中間線路斷開，找出故障點(diǎn)重新接好，設(shè)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(dǎo)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(shí)繼電器能否正常吸合，失電后能否正常復(fù)位。在線圈未加電時(shí)常閉觸點(diǎn)接通是否良好，常開觸點(diǎn)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(huì)出現(xiàn)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(yīng)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(xiàn)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(xiàn)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(zhǔn)確快色的找出電氣元件的哪個(gè)部位出現(xiàn)問題，若元件或者接頭損壞就必須進(jìn)行更換。

（4）參數(shù)及程序問題。當(dāng)電氣線路與元器件等外部可能出現(xiàn)的故障點(diǎn)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(shù)等可能出現(xiàn)的問題。在調(diào)試中鐵XXX號(hào)盾構(gòu)機(jī)過程中，調(diào)試人員在對(duì)螺旋輸送機(jī)進(jìn)行調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，該臺(tái)螺旋輸送機(jī)最高轉(zhuǎn)速只能達(dá)到5轉(zhuǎn)/分鐘，與設(shè)計(jì)值25轉(zhuǎn)/分鐘相差很大。經(jīng)檢測，螺旋輸送機(jī)的外部線路及元器件等故障點(diǎn)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(hào)正常。后來通過檢測螺旋輸送機(jī)放大版參數(shù)，發(fā)現(xiàn)該放大版參數(shù)的輸出電流過小，于是修改放大版參數(shù)，重新檢測，螺旋輸送機(jī)轉(zhuǎn)速達(dá)到了調(diào)試要求。

4 結(jié)束語

綜上所述，本文重點(diǎn)對(duì)盾構(gòu)機(jī)電氣系統(tǒng)的調(diào)試過程進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，針對(duì)常見的故障的原因和解決辦法進(jìn)行了分析，從而人保證了在實(shí)際調(diào)試過程中對(duì)于常見的故障能夠快速的進(jìn)行處理。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]馬利.淺談盾構(gòu)機(jī)電氣系統(tǒng)及故障處理[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2015.