李晨阳

摘 要：盾构机作为隧道掘进施工中的重要应用设备，保障其电气系统能够正常合理运行是十分必要的，基于此，相关人员在调试过程中需要仔细分析，认真做好盾构机电气系统的调试工作，使盾构机隧道掘进作业的正常开展得到保障。本文对盾构机电气系统调试过程及调试过程中常见故障及解决方法进行了分析，并给出了相应的说明和阐释。

关键词：盾构机；电气系统；调试

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

盾构机的用电设备存在数量多且用电量大的特点，在作业时很容易发生电气事故导致操作设备受到损毁，甚至危及操作人员的人身安全。因此，在对电气系统进行系统调试时需认真对各组成部分的各方面情况进行仔细分析，找出并改正其中的错误和缺陷，从而确保盾构机电气系统可以安全、正常的运转和使用。

1 盾构机电气系统组成

盾构机以电力为动力源，采用的是10kV高压供电。其电气系统分为：高压供电系统，低压配电系统，PLC控制系统，计算机数据采集系统，机械液压系统控制系统。其中械液压系统控制系统又细分为刀盘驱动系统，推进系统，管片拼装机和管片输送系统，铰接缸系统，螺旋输送机、皮带输送机系统，泡沫和膨润土系统，盾尾密封系统，同步注浆系统，集中自动润滑系统，冷却系统，仿形刀系统等。

2 盾构电气调试思路

（1）高压送电，分级合闸。在盾构机整机组装完成之后，检查拖车、盾体灯线控制线，给拖车和盾体的照明灯拉临时线送电照明。检查4号拖车（TC4）变压器线路，查看油温、油位等控制线圈连接是否正确，确认高压相序无误后，即可打开高压开关柜开关给3号拖车低压配电柜送高压电。手动将所有急停按钮全部复位（包括主控室琴台、所有控制盒、配电柜、外部支撑柱上的急停按钮）。用万用表检测（低压配电柜中）开关下级是否有线间短路及接地现象，电源火线、零线是否连接正确。确认无误后方可合闸。带刹车电机需要打开电机接线盒，检查其刹车模块接线是否正确。

（2）参数设置：该阶段的参数设置主要指电力参数仪设置、补偿控制器设置、断路器参数设置等动力系统的参数设置。通电后，电力参数仪、补偿控制器的设置依据要求设置即可。

（3）安装PLC程序。常规盾构机一般使用PLC进行控制。以中铁装备集团盾构机为例。 盾构机主机控制系统采用主从和上位机。上位机为墙面式工控机组成的基于工业以太网协议的计算机局域网络，主控制系统是以Siemens S7-400为主站的可编程控制器系统。

（4）安装上位机程序和摄像头程序。1#上位机、2#上位机和监视系统都要装上位机程序，其中监视系统电脑上安装的上位机程序为备用程序；导向系统由生产厂家安装、调试。

（5）打通PLC通讯回路。检查通讯回路线路无误后，将所有通讯模块地址按图纸所给地址设置拨好，再给所有PLC模块和倍福模块送电开始通讯。

（6）参数设置。该阶段的参数设置主要指注浆控制盒参数调整；转速监控器的调试；齿轮油监控器的调试；变频器参数设置；软启动器参数设置；写入放大板程序等。

（7）根据上位机程序报警指示，消除报警点。 该过程是调试的重点部分，可根据上位机的报警信息反映出的故障代码，结合设计图纸，找到相应的系统及其所处的位置。

（8）运行各个系统，检验其功能。包括刀盘驱动系统，推进系统，管片拼装机和管片输送系统，铰接缸系统，螺旋输送机、皮带输送机系统，泡沫和膨润土系统，盾尾密封系统，同步注浆系统，集中自动润滑系统，冷却系统，仿形刀系统等。

3 盾构电气系统及常见故障的解决

（1）解决问题原则 。先简后繁，由外而内，先检查电源，随后再检查外部线路。PLC程序出问题比较少，对于电气故障要先从简单的地方查起，当外部可能出现的故障点都排除后，才去考虑PLC可能出现的问题。

（2）连接线路问题。元器件跟模块之间连接，或者通讯网络之间连接出现故障，如接触不良或者短路，会导致数据传输不顺畅，无法把信号传到PLC的数据处理模块中。连接线路中间断开或者短路故障比较难处理，因为盾构机上面的线路都比较复杂，线路较长，连接的地方很多，处理此类问题最实效的方法是把电箱里的线路一端短接，然后测量另外一端的电阻，如果显示短接，则线路正常，显示有电阻或者断路则线路连接出现问题，接头有松动或者中间线路断开，找出故障点重新接好，设备就能正常工作。

（3）元器件故障。如继电器，接触器等类型的元器件如损坏或者烧掉，导致不能正常工作。我们可以通过观察在电磁线圈加上额定电压时继电器能否正常吸合，失电后能否正常复位。在线圈未加电时常闭触点接通是否良好，常开触点是否断开。如传感器和电磁阀等类型电气元器件，由于该类电气元器件工作电压和电流较小，一般情况下外观不会出现明显异常。此类问题的处理可以采取排除法：将传感器接到相同工作的传感器接口（此接口处应工作正常），如果传感器正常工作，再将其他正常工作的传感器接到出现故障的接口，观察是否正常工作，如果不能正常工作即可判定为传感器接口出现问题；依次类推，再排除传输线路的故障以及显示器接口后，即可准确快色的找出电气元件的哪个部位出现问题，若元件或者接头损坏就必须进行更换。

（4）参数及程序问题。当电气线路与元器件等外部可能出現的故障点都排除后，如果问题任然得不到解决，就要考虑PLC程序或者放大版参数等可能出现的问题。在调试中铁XXX号盾构机过程中，调试人员在对螺旋输送机进行调试过程中发现，该台螺旋输送机最高转速只能达到5转/分钟，与设计值25转/分钟相差很大。经检测，螺旋输送机的外部线路及元器件等故障点都无问题，然后检测液压阀组连接方式，也没有问题，PLC的输入输出信号正常。后来通过检测螺旋输送机放大版参数，发现该放大版参数的输出电流过小，于是修改放大版参数，重新检测，螺旋输送机转速达到了调试要求。

4 结束语

综上所述，本文重点对盾构机电气系统的调试过程进行了详细的介绍，针对常见的故障的原因和解决办法进行了分析，从而人保证了在实际调试过程中对于常见的故障能够快速的进行处理。

参考文献：

[1]王刚.盾构电气组成系统及常见故障的解决[J].建筑机械化，2013（02）：73-75.

[2]马利.浅谈盾构机电气系统及故障处理[J].建筑工程技术与设计，2015.