海瑞克盾构机电气系统概述
海瑞克盾构机电气控制系统概述
李剑祥
（中铁六局集团有限公司深圳地铁2号线项目部广东深圳 518056）
摘要：对海瑞克土压平衡盾构机电气控制系统进行概述，并分别对其配电系统、可编程控制系统和计算机控制及数据采集分析系统三个部分的设计进行总结，以加深对其整个电气控制系统原理的理解。
关键词：电气系统配电系统可编程控制系统计算机控制及数据采集分析系统
0 海瑞克盾构机电气系统简介
盾构机是一种集机械、液压、电气和自动化控制于一体、专用于地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程装备，其技术先进、结构庞大。如果把机械部分比喻成人的四肢，那么液压系统比喻成人的血液系统，则电气控制系统就是人的神经系统。当前盾构机电气控制系统均采用世界上最先进、可靠的技术以保证系统稳定可靠地运行。海瑞克盾构机电气控制系统分为配电系统、可编程控制系统和计算机控制及数据采集分析系统三个部分。下面对该三个部分进行介绍。
1 配电系统
盾构施工是参考工厂式的流程化作业施工，盾构机的配电系统设计原则也是参照工厂供配电原理设计的。配电系统分为高压系统和低压系统，其用电设备列表如下：
1.1高压系统
经过负荷计算，Sj1≈2000kVA ，则选择的电压器容量为2000kVA ，选择的高压电缆进线为UGP-3×50+1×25，选用的高压环网柜电压等级为12KV ，容量为200A ，变压器带温度和密封性故障报警。高压系统原理图如下：
1.2 低压系统
变压器将10KV 的市电转变成400V 的低压电，之后分成两路，分别经过断路器1-3Q2（俗称主开关）和断路器1-4Q2（副开关），其中主开关具有相序保护。主开关控制盾构机主要用电设备，比如各个电机。因各个电机为三相用电设备，在启动和运行时需消耗无功功率，所以海瑞克盾构机电气系统投入了功率补偿设备，以保障设备运行时，功率因数大于0.9。副开关控制台车部位和盾体部位的照明系统和备用插座系统。由此可见，三相用电设备系统与照明系统实行分线布置，提高了两者的供电质量。因盾构施工也属于临时施工，需要布置临时用电系统，备用插座系统就是与临时用电系统的接口，满足现场施工需求。
弱点系统也是低压系统的组成部分。弱点系统主要是给各个继电器和传感器以及电磁阀提供电源，电压输入整定值为24V 。
2 可编程控制系统
海瑞克盾构机的可编程控制系统是由西门子S7-400采用主从分布式结构组成的，
I/O从站工控机VMT电脑
行程显示器×8 行程数据接收转换卡西门子电表拼装机角度编码器
400主站
遥控器无线通讯从站I/O从站
图一：硬件组态
其硬件组态如上图：
如图所示，可编程控制系统采用Profibus-DP 协议的现场总线控制技术，在司机室设置了S7-400 主站和工控机,在低压配电柜设置了IM153从站，并将设备安装的电气元件通过DP电缆连接至主站。在用电设备相对集中的低压配电柜设置智能远程I/O模块，这样就可以按照就近原则，将附近的电气设备接入分站，相比接入司机室S7-400 主站节省大量电缆。同时工控机可以通过工业以太网的TCP/IP 协议，与地面电脑组成局域网，使地面的电脑连接与控制工控机，以掌握盾构掘进状况。
PLC程序包含源文件和块文件。块文件又包含组织块、功能块、功能和数据块等。其中组织块一调用各个功能块执行盾构机的运行和动作，还设置了三个中断组织块，一个为电源故障中断组织块，一个为拼装机角度编码器检测循环中断组织块，一个为每组推进速度检测计算循环中断组织块。功能块与电气图纸组别一一对应，相应地与盾构机各个系统相对应，使技术人员方便找到程序与图纸的对应关系。
3 计算机控制及数据采集分析系统
计算机控制系统主要用于参数设置和数据采集分析。西门子工控机安装在盾构司机室, 由现场操作人员使用, 用于人机对话、显示数据、设置和修改系统控制参数等。工控机与PLC通讯示意图如下：
数据采集分析系统就是采集、处理、存储、显示和评估与掘进机联网所获得的数据。通过调整过的时钟脉冲，所有测量数据都将从工控机连续不断的得到。但是，只在特定的时间才进行数据的记录。数据采集系统连续不断对盾构机的资料进行采集、显示和存储。每一推进时刻的资料均被保存在不同的文档中，这些文档连续的自动编上不同环
号。通过这些推进时刻的文档，就可以获得相关掘进区间每一期、每一刻的文档。测量的数据将以图形方式显示在工控机上，通过功能键
F1界面
每环结束后，掘进报告会自动生成。海瑞克公司还提供了一个额外数据评估程序，可以用来分析多环的各个参数变化情况并形成每环掘进报告。
SLS-T 隧道导向系统为测量专用系统，在此不讨论。
4 盾构机电气系统的应用
4．1配电系统的应用
海瑞克盾构机的配电系统装配的电器开关都是梅兰日兰生产的，该品牌为全球电器开关第一品牌。每个电机上端都安装了一个断路器，具有过载短路漏电保护，而且其负荷电流，漏电电流和动作时间都可以在一定范围内设定，这一点与国产件不同。比如推进泵电机上端断路器15-1Q1，出厂时负荷电流调节为120A，但是该开关可以从90A-150A 范围内随意调节，这样极大的方便了用户对用电容量的设置。当需要改变负荷电流值时，
无须更换开关。弱电系统的输出电压在出厂时，一般设定为27V，到负载端一般为24V，但是工地现场实际，因为市电的电压，还有弱电负载的变化，都将导致负载端电压值不等于24V。根据工程经验，弱电用电设备输入电压超过本身的10%，将容易损坏。所以每次盾构机始发调试时都必须根据弱电负载的电压值重新整定弱电系统的输出值，而且在设备使用过程中，因传感器的损坏或者其他原因导致负载容量变化时引起的电压变化也需要监控，实时调节。只有这样才能保护好了盾构机的弱电系统。
4．2可编程控制系统的应用
可编程控制系统是盾构机电气控制系统的最关键的部位。如果说电气控制系统是盾构机的神经系统，那么可编程控制系统就是盾构机的大脑。那么“大脑”是怎样指挥“神经系统”的呢？我们以推进系统1号油缸伸出为例说明可编程控制系统程序是如何控制1号油缸伸出的。如下图所示：
M58.4为推进模式下1号油缸伸出信号，M88.0为拼装模式下油缸伸出信号。当M58.4或者M88.0为1时，则Q9.7也为1。Q9.7对应电气图纸的“.15/23.3”为控制1号油缸伸缩换向阀的伸出电磁线圈，该线圈得电，1号油缸伸出。
通过工控机可以连接PLC进行程序监控，通过该方法可以判断盾构机因条件不满足使动作无执行这类的故障。
4．3计算机控制及数据采集分析系统的应用
计算机控制及数据采集分析系统应用主要体现在管理级。现举例说明如何通过地面监控电脑对盾构机掘进过程的各组推进压力数据进行分析。在地面监控电脑与盾构机工控机之间占用一路电话线，都使用串口COM调制解调器与电脑连接，即建立了工业以太网。在两部电脑上都安装PCANYWHERE软件，经过设置后拨号会自动应答，既地面监控
电脑通过软件查看和控制盾构机的工控机。在控制工控机后，打开PDV监视界面，进入F7的DATE EVALUATION，点击选项，得到如下图表：
如图所示，在地面监控电脑看到第225环三组推进压力的瞬时值。
5 盾构机电气系统的总结
综上所述，海瑞克盾构机的电气控制系统是一个庞大复杂但先进又不失人性化的系统。配电系统从高压到低压，从强电到弱电，电气元件大多为梅兰日兰的产品，有质量保证，不但设定值精度高而且寿命长，减少了维护的工作量。可编程控制系统为西门子S7-400为主站，采用主从分布式结构组成的。系统稳定，功能强大。在工控机上可以监控程序的运行，还可以进行硬件诊断，可以判断盾构机电气方面的大多数故障。计算机控制及数据采集分析系统可以与PLC进行通讯，采集、处理、存储、显示和评估与掘进机联网所获得的数据。此时，盾构机电气控制系统的自动化级别为现场级，采用Profibus-DP 协议的现场总线控制技术。如果在地面设置监控电脑，并通过工业以太网协议进行通讯，那么其自动化级别可上升至监控级和管理级，实现盾构机的远程监控，掌握盾构机掘进状况。
参考文献
[1]海瑞克.S436 S437技术说明，2008.
[2]江文，许慧中主编.《供配电技术》.北京：机械工业出版社，2005.1
[3]张运刚，宋小春，郭武强编著.《从入门到精通.西门子S7-300/400PLC技术与应用》.北京：人民邮电出版社，2007.8
盾构机的工作原理 1
盾构机的工作原理 1．盾构机的掘进 液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的碴土充满泥土仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再通过竖井运至地面。 2．掘进中控制排土量与排土速度 当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到一定数量时，开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时，开挖面就能保持稳定，开挖面对应的地面部分也不致坍坍或隆起，这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流人泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就能顺利进行。 3.管片拼装 盾构机掘进一环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道—次成型。 盾构机的组成及各组成部分在施工中的作用： 盾构机的最大直径为6.28m，总长65m，其中盾体长8.5m，后配套设备长56.5m，总重量约406t，总配置功率1577kW，最大掘进扭矩5300kN?m，最大推进力为36400kN，最陕掘进速度可达8cm／min。盾构机主要由9大部分组成，他们分别是盾体、刀盘驱动、双室气闸、管片拼装机、排土机构、后配套装置、电气系统和辅助设备。 1.盾体 盾体主要包括前盾、中盾和尾盾三部分，这三部分都是管状简体，其外径是6．25m。前盾和与之焊在一起的承压隔板用来支撑刀盘驱动，同时使泥土仓与后面的工作空间相隔离，推力油缸的压力可通过承压隔板作用到开挖面上，以起到支撑和稳定开挖面的作用。承压隔板上在不同高度处安装有五个土压传感器，可以用来探测泥土仓中不同高度的土压力。前盾的后边是中盾，中盾和前盾通过法兰以螺栓连接，中盾内侧的周边位置装有30个推进油缸，推进油缸杆上安有塑料撑靴，撑靴顶推在后面已安装好的管片上，通过控制油缸杆向后伸出可以提供给盾构机向前的掘进力，这30个千斤顶按上下左右被分成A、B、
海瑞克盾构机液压系统说明(附电路图)
一、液压系统元件 1液压泵 液压泵是液压系统的动力元件，按结构可以分为柱塞泵、齿轮泵、叶片泵，按排量可以分为定量泵、变量 泵，按输出出口方向又可以分为单向泵、双向泵。 泵都是由电动机或其他原动机带动旋转，通过这种往复的旋转将油不断地输送到管路中，通过各种阀的作 用，控制着执行元件的运行。 在大连地铁盾构机中，螺旋输送机使用一个双向变量泵和一个定量泵，推进系统中使用一个大排量的单向 变量泵，管片安装机种使用两个单向变量泵，注浆系统 中使用一个单向变量泵，辅助系统使用一个单向变量泵。
a.定量齿轮泵 注：右侧油液进入泵内，齿轮旋转带动油液从左侧出口流出，排量是一定的
c.定量叶片泵 注：转子转动，带动叶片推动油液1、2进油，3、4出油，排量一定 d.斜盘式柱塞泵 注：斜盘由联轴器带动转动，往复吸油、压油，斜盘角度是可以调控的
2液压阀 液压阀根据作用可以分为压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。 压力控制阀可以控制液压回路的压力，如当液压回路中压力过大时，溢流阀或卸荷阀打开泄压。 流量控制阀可以控制液压回路中的流量大小，根据流量的不同可以控制执行元件的速度。 方向控制阀主要控制液压回路中液压油的流动方向，由此可以改变液压油缸的伸缩。 各种阀一般安装在靠近泵的油液管路中，相对来说比较集中，便于检查和维修。 a.单向阀 注：油液从P1口进入，克服弹簧力推开单向阀的阀芯，经孔隙从p2 口流出，油液只能从p1流向p2
b.溢流阀 注：油从压力口进入，通过阻尼孔进入后腔，克服弹簧压力，推开阀芯，油液 从溢流口
c.液控单向阀 注：x口接压力油时，阀芯将a与b口堵死，当x口接油箱时，若Pa大于Pb，则从a口进油，打开阀芯，流向b口，若Pb大于Pa时，则油液从b 口流向a口，
盾构机液压系统原理.
盾构机液压系统原理 一. 液压系统原理 盾构机的绝大部分工作机构主要由液压系统驱动来完成，液压系统可以说是盾构机的心脏，起着非常重要的作用。这些系统按其机构的工作性质可分为： 盾构机液压推进及铰接系统 刀盘切割旋转液压系统 管片拼装机液压系统 管片小车及辅助液压系统 螺旋输送机液压系统 液压油主油箱及冷却过滤系统 同步注浆泵液压系统 超挖刀液压系统 以上8个系统除同步注浆泵液压系统在1号拖车、超挖刀液压系统在盾壳前体为两个独立的系统外，其余6个液压系统都共用一个油箱，并安装在2号拖车上组成一个液压泵站。有的系统还相互有联系。下面就分别介绍一下以上8个液压系统的作用及工作原理。 (一盾构机液压推进及铰接系统 盾构机液压推进
（1）盾构机液压推进系统的组成 盾构机液压推进系统由液压泵站，调速、调压机构，换向控制阀组及推进油缸组成，30个油缸分20组均布的安装在盾构中体内圆壁上（见图），并分为上、下、左、右四个可调整液压压力的区域，为盾构机前进提供推进力、推进速度，通过调整四个区域的压力差来实现盾构机的转弯调向及 纠偏功能。铰接系统的主要作用是减小盾构机转弯或纠偏时的曲率半径上的直线段，从而减少盾尾与管片、盾体与围岩间的摩擦阻力。 （2）推进系统液压泵站： 推进系统的液压泵站是由一恒压变量泵（1P001）和一定量泵（1P002）组成的双联泵，功率为75KW，恒压变量泵为盾构的前进提供恒定的动力。恒压泵的压力可通过油泵上的电液比例溢流阀（A300）调整，流量在0-qmax范围内变化时，调整后的泵供油压力保持恒定。恒压式变量泵常用于阀控系统的恒压油源以避免溢流损失。
盾构机辅助系统原理
盾构机辅助系统原理 一.盾构机辅助系统组成 盾构机是一综合性的大型地下隧道开挖机械。集机械、电子电器、液压、传感技术等于一体，自动化程度较高，除主要的液压系统和电气系统外，还需要各种不同的系统来完成不同的功能，其上就有十几个辅助系统，这些系统有： 1. 刀盘减速器润滑冷却系统； 2. 盾尾密封油脂系统； 3. 主轴承密封油脂系统； 4. 油脂润滑密封系统； 5. 供水及冷却系统； 6. 同步注浆系统； 7. 泡沫发生系统； 8. 添加聚合物系统； 9. 添加膨润土系统； 10. 压缩空气系统； 11. 土仓加压系统； 12. 人仓加压系统。 二.刀盘减速器润滑冷却系统 该系统以主轴承密封外壳为储油箱，配有4KW的齿轮油泵、益流阀、过滤器、水冷却器、流量分配阀，形成一循环系统。系统中装有油温传感器、压力表、流量传感器、低油位警报开关及检查密封状况的泄漏检查箱。油泵从减速器中抽出的油经过滤、冷却，由分配阀
分为等量的四路油两路送往主轴承的OAX5、OAX1口润滑大滚子轴承，另两路送往OR4、OR1口润滑小滚子轴承。如果前面的一、二道密封损坏，就会有浆液流入泄漏检查箱，如果第三道密封损坏，就会有齿轮油流入泄漏检查箱。油位过低、油温过高或流量较小都会使刀盘无法旋转。 三.盾尾密封油脂系统 盾尾密封油脂系统向盾尾上布置的8根盾尾油脂注入管注入油
脂到密封装置，以失油密封形式阻止隧洞内的水、土及压注材料从盾尾进入盾构内。系统由气动油脂泵、集油器、8路支管及8个气动闸 阀和8个压力传感 器组成。 从空气压缩 机送来的压缩空 气由气动油脂泵 的P口进入，然后 分两路，一路经气 源调节装置[过滤 器、减压阀（带压 力表）、油雾器]、 手动换向阀到达 油脂压力盘油缸， 以达到向油脂泵 供油的目的。另一 路经气控阀、气源 调节装置达到油 脂泵，靠油脂泵的 自动往复运动将 油脂泵出。泵上装 有低油脂警报开 关、压力表和计数 式流量传感器。 泵出的油脂送到集油器分8路，四路进入一、二道钢刷密封之间的前四个注入孔，另四路进入二、三道钢刷密封之间的后四个注入孔。每一路都可以气控阀单独控制，也可以同时控制。 四.主轴承密封油脂系统 主轴承设置有三道唇形外密封和两道唇形内密封，外密封前两道采用永久性失脂润滑来阻止土仓内的渣土和泥浆渗入，后一道密封是
盾构机液压系统原理(海瑞克)
盾构机液压系统原理 一.液压系统原理 盾构机的绝大部分工作机构主要由液压系统驱动来完成，液压系统可以说是盾构机的心脏，起着非常重要的作用。这些系统按其机构的工作性质可分为： 1. 盾构机液压推进及铰接系统 2. 刀盘切割旋转液压系统 3. 管片拼装机液压系统 4. 管片小车及辅助液压系统 5. 螺旋输送机液压系统 6. 液压油主油箱及冷却过滤系统 7. 同步注浆泵液压系统 8. 超挖刀液压系统 以上8个系统除同步注浆泵液压系统在1号拖车、超挖刀液压系统在盾壳前体为两个独立的系统外，其余6个液压系统都共用一个油箱，并安装在2号拖车上组成一个液压泵站。有的系统还相互有联系。下面就分别介绍一下以上8个液压系统的作用及工作原理。 (一)盾构机液压推进及铰接系统 1. 盾构机液压推进 （1）盾构机液压推进系统的组成 盾构机液压推进系统由液压泵站，调速、调压机构，换向控制阀组及推进油缸组成，30个油缸分20组均布的安装在盾构中体内圆壁上（见图），并分为上、下、左、右四个可调整液压压力的区域，为盾构机前进提供推进力、推进速度，通过调整四个区域的压力差来实现盾构机的
转弯调向及 纠偏功能。铰接系统的主要作用是减小盾构机转弯或纠偏时的曲率半径上的直线段，从而减少盾尾与管片、盾体与围岩间的摩擦阻力。 （2）推进系统液压泵站： 推进系统的液压泵站是由一恒压变量泵（1P001）和一定量泵（1P002）组成的双联泵，功率为75KW，恒压变量泵为盾构的前进提供恒定的动力。恒压泵的压力可通过油泵上的电液比例溢流阀（A300）调整，流量在0-q ma x范围内变化时，调整后的泵供油压力保持恒定。恒压式变量泵常用于阀控系统的恒压油源以避免溢流损失。
海瑞克土压平衡盾构机结构分析
海瑞克土压平衡式盾构机结构分析 [2008-08-07] 关键字：盾构机结构分析 承担修建深圳地铁—期工程第七标段(华强至岗厦区间内径为5.4m的双线隧道)的施工任务，根据施工地段地层自立条件差，地下水较丰富的特点，购进了两台德国海瑞克公司生产的世界上最先进的土压平衡式盾构机。这两台盾构机都由西门子公司的S7-PLC自动控制系统控制，配备了机电一体化的液压驱动系统、同步注浆设备、泡沫设备、膨润土设备及SLS-T隧道激光导向设备，并可在地面监控室对盾构机的掘进进行实时监控。 本文将就盾构机的工作原理、盾构机的组成、及各组成部分的功能结合实际施工情况做一简要阐述。 盾构机的工作原理 1.盾构机的掘进 液压马达驱动刀盘旋转，同时开启盾构机推进油缸，将盾构机向前推进，随着推进油缸的向前推进，刀盘持续旋转，被切削下来的碴土充满泥土仓，此时开动螺旋输送机将切削下来的渣土排送到皮带输送机上，后由皮带输送机运输至渣土车的土箱中，再通过竖井运至地面。 2.掘进中控制排土量与排土速度 当泥土仓和螺旋输送机中的碴土积累到一定数量时，开挖面被切下的渣土经刀槽进入泥土仓的阻力增大，当泥土仓的土压与开挖面的土压力和地下水的水压力相平衡时，开挖面就能保持稳定，开挖面对应的地面部分也不致坍坍或隆起，这时只要保持从螺旋输送机和泥土仓中输送出去的渣土量与切削下来的流人泥土仓中的渣土量相平衡时，开挖工作就能顺利进行。 3.管片拼装 盾构机掘进一环的距离后，拼装机操作手操作拼装机拼装单层衬砌管片，使隧道—次成型。 盾构机的组成及各组成部分在施工中的作用 盾构机的最大直径为6.28m，总长65m，其中盾体长8.5m，后配套设备长56.5m，总重量约406t，总配置功率1577kW，最大掘进扭矩5300kN＆#82 26;m，最大推进力为36400kN，最陕掘进速度可达8cm／min。盾构机主要由9大部分组成，他们分别是盾体、刀盘驱动、双室气闸、管片拼装机、排土
浅谈盾构机电气系统组成及故障分析处理
浅谈盾构机电气系统组成及故障分析处理 发表时间：2016-07-27T13:40:54.730Z 来源：《基层建设》2016年10期作者：张放 [导读] 对TM502WMM盾构机电气控制系统进行概述，并分别对其配电系统、可编程控制系统、通讯控制系统和常见故障处理等进行介绍。 中国石油天然气管道局第四工程分公司河北廊坊 065000 摘要：对TM502WMM盾构机电气控制系统进行概述，并分别对其配电系统、可编程控制系统、通讯控制系统和常见故障处理等进行介绍，以加深对其整个电气控制系统原理的理解。 关键词：泥水平衡盾构机、电气系统、供配电、PLC、故障排查。 摘要：Overview of TM502WMM shield machine electrical control system，and its power distribution system，programmable control systems，communications，control systems and common faults are introduced，in order to deepen their understanding of the principle of the entire electrical control system. 关键词：slurry shield machine，electrical systems，power supply and distribution，PLC，communication control，troubleshooting. 1、盾构机系统构成 盾构机电气系统组成主要包括：高压供电系统、低压配电、PLC自动控制系统、计算机数据采集系统、机械液压系统控制、驱动系统、冷却水水循环系统、泥水循环系统等。 2、盾构机供配电系统组成 盾构机的初级电压为10kV，二级电压为AC 400V×50Hz，AC 220V×50Hz、AC110V×50Hz；控制电压使用DC 24V、AC 110V；TM502WMM主变压器采用油浸式、水冷并配有液位、温度、气体传感装置。 4、PLC系统的组成 盾构机是一个机、电、液一体化的自动化隧道挖掘施工机械，是自动化、流程化的大型联动机。由于其控制环节多，工序复杂，并且相互关联，相互影响，为了保障盾构机工作的高度可靠性、安全性和易维护性，其控制系统采用了PLC可编程控制系统。 4.1、PLC概念和工作原理 PLC（Programmable logic Controller），是以计算机技术为基础的具备专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。PLC内部等效电路可分为：输入部分、内部控制电路和输出部分。 4.2、TM502WMMPLC特点 TM502WMM盾构机控制系统构成采用三菱公司的Q系列，Q系列PLC的基本组成包括电源模块、CPU模块、基板、I/O模块等。通过各种功能模块可提高PLC的性能，扩大PLC的应用范围。系统功能强、可靠性高、抗震性能好、编程容易、修改方便、扩充维修容易等一系列优点。 5、盾构机通讯控制系统组成 盾构机通讯控制系统分部如图所示，主要控制站点分为主控站，泥水控制主站和1#中继站。 主站主要功能是通过以太网模块与个人计算机和手触屏等人机设备进行通讯；通过CC-Link模块与操作盘和各个从站连接控制；通过H 网模块与泥水处理站组成MELSECNET/H网络，对盾构机内传感器、变频器、电磁阀、状态量开关等信号进行处理实现对盾构机的控制。各个从站如上图分布在盾构机的关键部位，对盾构机的信号处理和自动控制起着关键作用。 6、盾构机故障在线实时查询和故障诊断 一般情况下，通过人机界面故障报警可解决绝大部分电气、液压故障，但遇到联锁关系复杂故障人机界面的报警不能直接反应其故障的本质，需要借助于编程软件才能快速查找和确定故障。使用编程器可以快速查询故障信息的部位和相关信息状态，分析内部联锁关系，修改和优化程序（如临时短接某个条件、强制位置）等，利用编程器可以实现在线修改。 7、盾构机电气系统维护保养 盾构机常使用的电气元件包括接近开关、压力传感器、温度传感器、液位传感器等，常使用在环境比较恶劣的场所，需要注意对其的保养。当盾构机出现故障时，判断和处理故障的一般流程为先简后繁，由内而外；先检查电源，再检查外部线路；多熟悉图纸不能盲目。参考文献： [1]小松TM502WMM盾构机使用说明书 [2]江文，许慧中主编.《供配电技术》.北京：机械工业出版社，2005.1 [3]陈刚．电力变压器典型故障及其演变．东北电力技术，2002，（9）：5-8． [4]梁玉国，李秋华可编程控制器 [M].北京：科学出版社，2009。 [5]王文义可编程控制器原理及应用 [M].北京：科学出版社，2010。 作者简介： 张放（1983-），男，2006年河北建筑工程学院毕业，大专，助理工程师，从事电气系统调试和维护
盾构机液压系统原理
盾构机液压系统原理 液压系统原理 盾构机的绝大部分工作机构主要由液压系统驱动来完成，液压系统可以说是盾构机的心脏，起着非常重要的作用。这些系统按其机构的工作性质可分为： 盾构机液压推进及铰接系统 刀盘切割旋转液压系统 管片拼装机液压系统 管片小车及辅助液压系统 螺旋输送机液压系统 液压油主油箱及冷却过滤系统 同步注浆泵液压系统 超挖刀液压系统 以上8个系统除同步注浆泵液压系统在1号拖车、超挖刀液压系统在盾壳前体为两个独立的系统外，其余6个液压系统都共用一个油箱，并安装在2号拖车上组成一个液压泵站。有的系统还相互有联系。下面就分别介绍一下以上8个液压系统的作用及工作原理。 (一)盾构机液压推进及铰接系统 盾构机液压推进 盾构机液压推进系统的组成 盾构机液压推进系统由液压泵站，调速、调压机构，换向控制阀组及推进油缸组成，30个油缸分20组均布的安装在盾构中体内圆壁上（见图），并分为上、下、左、右四个可调整液压压力的区域，为盾构机前进提供推进力、推进速度，通过调整四个区域的压力差来实现盾构机的转弯调向及 纠偏功能。铰接系统的主要作用是减小盾构机转弯或纠偏时的曲率半径上的直线段，从而减少盾尾与管片、盾体与围岩间的摩擦阻力。 推进系统液压泵站： 推进系统的液压泵站是由一恒压变量泵（1P001）和一定量泵（1P002）组成的双联泵，功率为75KW，恒压变量泵为盾构的前进提供恒定的动力。恒压泵的压力可通过油泵上的电液比例溢流阀（A300）调整，流量在 0-q max范围内变化时，调整后的泵供油压力保持恒定。恒压式变量泵常用于阀控系统的恒压油源以避免溢流损失。 由恒压变量泵输出的高压油分别送达A、B、C、D四组并联的推进方向控制阀组，经过阀组的流量、压力调整和换向后再去控制推进油缸，从而使推进油缸的推进速度、推力大小及方向得到准确控制。因每组油缸的控制原理都一样，下面就以B组中的第一个油缸控制为例，介绍其作用和工作原理。 油泵输出的高压油经高压管路由B组的P口进入，一路径F1（过滤）→A111（流量调整）→A101（压力调整）→经电液换向阀进入推进油缸。缸的快进快退，提高工作效率。A783控制的插装阀。A403为推进油缸底端预卸荷阀。阀组中还有液控单向阀、载荷溢流阀，以及A256压力传感器和油缸行程传感器。四组阀组中的电液换向阀的液控油由定量泵（1P002）经减压阀（1V034）提供。 铰接装置工作模式分三种：
海瑞克盾构机液压系统刀盘驱动主泵变量控制原理
海瑞克盾构机液压系统刀盘驱动主泵变量控制原理 德国力士乐A4VSG***/HD1...变量柱塞泵、变量控制原理
德国力士乐A4VSG750HD1/R***,斜轴式变量柱塞泵广泛的应用在“海端克”盾构机和中铁装备及中铁建所生产的盾构机液压系统中，，每台盾构机使用三(四）台此泵用于驱动刀盘旋转的八台A6VM500液压马达。 盾构机刀盘驱动液压泵是三台泵P口合流后，驱动八台液压马达式闭液压回路，这种群变量泵驱动群变量马达工作方式的一个重要技术指标是：三台泵输出压力、流量、变量特性及曲线一至。但在实际的工作状态下，很难做到输出压力一至、输出流量一至、变量特性一至，各种原因促使泵的技术特性不可能一至，就是新泵也不可能一至！使用到一定周期的泵差异就更大了，就是需要调整，本文作者本意是要打破技术壁垒，使盾构机液压维修人员了解此泵的变量制式，懂得泵变量油路走向，为故障提供分析检测依据，了解此泵上的各阀功能及调节参数，使盾构机能够长期的稳定无故障工作。 想了解学习此泵的变量控制人员，当先复制一份上面的液压变量原理图，手持原图与下面的沟画的图对照，了解控制油路的走向。
图一说明： 此型号的柱塞泵没有内置补油泵，需要外部提供变量控制、热油更换、稳定回油备压的油源。在盾构机液压系统中的一台螺杆泵排出的油源经过高精度过滤器后，从E口中进入到泵控制油路中。经过高精度过虑的控制压力油源，对于提高泵的使用寿命及减轻泵变量机构的磨损，维稳状态特殊重要。 在盾构机上，此刀盘泵要起动前，必需先起到补油泵，当补油泵压力建立后，系统中的压力传感器发出讯号给PLC后，才能起到刀盘泵。 刀盘泵的变量控制方式有二种状态，第一种是外控提供的压力油变量方式，第二种是自控压力油变量方式。 先谈第一种：外控提供的压力油变量方式，见上图，刀盘泵的电动机没有起动，外部提供的先导压力油已进入到泵的变量执行机构中，使泵的变量活塞保持在中位（此时：观察泵外观上的角度指示器如不在中位时、那一定是故障）。就是电动机起动带动刀盘泵运转后（泵变量的比例电磁阀的A、B没有指令，也就是没有电流值时），泵壳上的变量角度指示器也要保持在中位。 外部提供的压力油在泵壳的管路运行过程中，遇到第一个阀是“液控顺序阀”，它只在泵的A、B排油口内的油液压力小于25bar 时，起到液阻作用，由于这个顺序阀的液阻，使外供控制油源在阀前建立到25bar压力，这25bar压力油源通过比例阀、限压阀流动到变量活塞大、小控制腔内，达到活塞大、小端控制腔内压力平衡，使活塞保持在中位。 特殊说明;此型号的柱塞泵在各式变量变换中时，变量压力控制油永远直达变量活塞小瑞（小变量控制腔无任何控制方式），大瑞变量控制腔内的油液压力增大时，活塞从中位向左移动。大瑞变量控制腔内的油液压力减少时，活塞从中位向右移动。
盾构机液压系统原理海瑞克解读
上海吉原公司培训讲稿 盾构机液压系统原理 一.液压系统原理 盾构机的绝大部分工作机构主要由液压系统驱动来完成，液压系统可以说是盾构机的心脏，起着非常重要的作用。这些系统按其机构的工作性质可分为： 1. 盾构机液压推进及铰接系统 2. 刀盘切割旋转液压系统 3. 管片拼装机液压系统 4. 管片小车及辅助液压系统 5. 螺旋输送机液压系统 6. 液压油主油箱及冷却过滤系统 7. 同步注浆泵液压系统 8. 超挖刀液压系统 以上8个系统除同步注浆泵液压系统在1号拖车、超挖刀液压系统在盾壳前体为两个独立的系统外，其余6个液压系统都共用一个油箱，并安装在2号拖车上组成一个液压泵站。有的系统还相互有联系。下面就分别介绍一下以上8个液压系统的作用及工作原理。 (一)盾构机液压推进及铰接系统 1. 盾构机液压推进 （1）盾构机液压推进系统的组成 盾构机液压推进系统由液压泵站，调速、调压机构，换向控制阀组及推进油缸组成，30个油缸分20组均布的安装在盾构中体内圆壁上（见图），并分为上、下、左、右四个可调整液压压力的区域，为盾构机前进提供推进力、推进速度，通过调整四个区域的压力差来实现盾构机的 - 1 - 上海吉原公司培训讲稿 转弯调向及
径半的曲率转机弯或纠偏时接系统的主要作用是减小盾构能纠偏功。铰。阻力间围岩的摩擦减少盾尾与管片、盾体与，上的直线段从而：泵站进系统液压（2）
推泵定量1P001）和一一是由恒压变量泵（统推进系的液压泵站提进构的前量恒压变泵为盾功）（1P002组成的双联泵，率为75KW，）（A300例比溢流阀过力可通油泵上的电液压恒的供恒定动力。压泵的。恒恒持定供油压力保的时围0-q整调，流量在范内变化，调整后泵xma压油源以避免溢恒统控于常量式压变泵用阀系的流损失。 - 2 - 上海吉原公司培训讲稿 进推联的D四组并别送达A、B、C、输由恒压变量泵出的高压油分，油缸控制推进调整和换向后再去过方向控制阀组，经阀组的流量、压力油每组控制。因及
盾构机液压系统说明
液压系统说明目录 一、液压系统的基本元件 二、盾构机液压系统说明
一、液压系统元件 1液压泵 液压泵是液压系统的动力元件，按结构可以分为柱塞泵、齿轮泵、叶片泵，按排量可以分为定量泵、变量 泵，按输出出口方向又可以分为单向泵、双向泵。 泵都是由电动机或其他原动机带动旋转，通过这种往复的旋转将油不断地输送到管路中，通过各种阀的作 用，控制着执行元件的运行。 在大连地铁盾构机中，螺旋输送机使用一个双向变量泵和一个定量泵，推进系统中使用一个大排量的单向 变量泵，管片安装机种使用两个单向变量泵，注浆系统 中使用一个单向变量泵，辅助系统使用一个单向变量泵。
a.定量齿轮泵 注：右侧油液进入泵内，齿轮旋转带动油液从左侧出口流出，排量是一定的
c.定量叶片泵 注：转子转动，带动叶片推动油液1、2进油，3、4出油，排量一定 d.斜盘式柱塞泵 注：斜盘由联轴器带动转动，往复吸油、压油，斜盘角度是可以调控的
2液压阀 液压阀根据作用可以分为压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀。 压力控制阀可以控制液压回路的压力，如当液压回路中压力过大时，溢流阀或卸荷阀打开泄压。 流量控制阀可以控制液压回路中的流量大小，根据流量的不同可以控制执行元件的速度。 方向控制阀主要控制液压回路中液压油的流动方向，由此可以改变液压油缸的伸缩。 各种阀一般安装在靠近泵的油液管路中，相对来说比较集中，便于检查和维修。 a.单向阀 注：油液从P1口进入，克服弹簧力推开单向阀的阀芯，经孔隙从p2 口流出，油液只能从p1流向p2
b.溢流阀 注：油从压力口进入，通过阻尼孔进入后腔，克服弹簧压力，推开阀芯，油液 从溢流口
盾构机电气控制系统
盾构机电气控制系统 1、盾构机配电系统由高压配电系统和低压配电系统组成 2、油浸式变压器有液位、温度及密封的检测装置，当达到临界 值时会发出报警信号，一旦达到极限值可切断高压开关，保护变压器。 3、功率较大的电动机直接启动时有较大的冲击电流，为了避免 启动电流对电网的冲击，对大功率的电动机采用软启动器启动，中小功率的电机采用星三角启动或直接采用启动方式 4、中铁装备盾构机低压系统系统的组成。主要由主配电柜 （TC3）、主控室(TC1)、拖车2配电柜（TC2）、盾体左侧配电柜（DTL）、盾体右侧配电柜（DTR）等组成。实现对盾构机各个系统的供电 5、PLC是一种工业控制装置；是在电器控制技术和计算机技术 的基础上开发出来的，并逐渐发展成为以微处理器为核心，将自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业控制装置。 6、下列可编程控制器的特点错误的是（ 2 ） （1）无触点免配线，可靠性高，抗干扰能力强 （2）通用性不强，控制程序不可变，使用不方便 （3）硬件配套齐全，用户使用方便，适应性强 （4）编程简单，容易掌握 （5）系统的设计、安装、调试工作量少 （6）维修工作量小，维护方便
（7）体积小，能耗低. 7、中铁装备盾构机通讯系统说法不正确的是（3） （1）含人舱的三部防爆电话、三部声能电话及主控室一部普通电话，合计七部电话；必要时，可在适当位置增设电话。 （2）人舱三部防爆电话和主控室电话采用分机拨号方式；可以通过隧道光纤与隧道外项目部电话等实现通话功能。 （3）人舱三部声能电话在停电的情况下不，也能实现通话的功能。 8、中铁装备盾构机照明系统不正确的是（ 3 ） （1）由于隧道环境相对比较恶劣，粉尘多、湿度高，在淤泥质地层有可燃气体的可能；基于以上原因，照明灯采用三防灯具（防尘、防水、防爆）。 （2）考虑到隧道延伸需要更换高压电缆或紧急停电，部分灯具含有应急照明，当断电时，自动切换到应急照明功能 （3）照明系统采用380V的电压 9、高压电缆的防护（电缆沟、穿管、穿墙、弯曲、悬挂、标识） 10、高压电缆的防护是安全用电的关键一环，下列说法错误（2）（1）在穿越的路面必须有电缆沟或穿管， （2）允许有露天地面敷设， （3）穿墙、弯曲、悬挂电缆都不允许有扭曲，强弯等应力集中。（4）在入地点、穿墙出悬挂等地方必须有标识。
海瑞克盾构机电气系统概述
海瑞克盾构机电气系统概述
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海瑞克盾构机电气控制系统概述 李剑祥 （中铁六局集团有限公司深圳地铁2号线项目部广东深圳 518056） 摘要：对海瑞克土压平衡盾构机电气控制系统进行概述，并分别对其配电系统、可编程控制系统和计算机控制及数据采集分析系统三个部分的设计进行总结，以加深对其整个电气控制系统原理的理解。 关键词：电气系统配电系统可编程控制系统计算机控制及数据采集分析系统 0 海瑞克盾构机电气系统简介 盾构机是一种集机械、液压、电气和自动化控制于一体、专用于地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程装备，其技术先进、结构庞大。如果把机械部分比喻成人的四肢，那么液压系统比喻成人的血液系统，则电气控制系统就是人的神经系统。当前盾构机电气控制系统均采用世界上最先进、可靠的技术以保证系统稳定可靠地运行。海瑞克盾构机电气控制系统分为配电系统、可编程控制系统和计算机控制及数据采集分析系统三个部分。下面对该三个部分进行介绍。 1 配电系统 盾构施工是参考工厂式的流程化作业施工，盾构机的配电系统设计原则也是参照工厂供配电原理设计的。配电系统分为高压系统和低压系统，其用电设备列表如下： 序号用电设备设备容量备注 1 刀盘驱动945kW 2 超挖刀7.5kW 3 推进系统75kW 4 管片安装机45kW 5 螺旋输送机250kW 6 皮带输送机22kW 7 注浆泵30kW 8 砂浆储存罐的搅拌器7.5kW 9 液压油过滤泵11kW 10 主轴承润滑4kW 11 管片吊机2x2kW 12 排水泵12kW 13 冷却水系统7.5kW 14 二次通风机11kW 15 空压机110kW
盾构机液压系统原理
盾构机液压系统原理 一?液压系统原理 盾构机的绝大部分工作机构主要由液压系统驱动来完成，液压系统可以说是盾构机的心脏，起着非常重要的作用。这些系统按其机构的工作性质可分为： 1?盾构机液压推进及钱接系统 2.刀盘切割旋转液压系统 3.管片拼装机液压系统 4.管片小车及辅助液压系统 5.螺旋输送机液压系统 6.液压油主油箱及冷却过滤系统 7.同步注浆泵液压系统 8.超挖刀液压系统 以上8个系统除同步注浆泵液压系统在1号拖车、超挖刀液压系统在盾壳前体为两个独立的系统外，其余6个液压系统都共用一个油箱，并安装在2号拖车上组成一个液压泵站。有的系统还相互有联系。下面就分别介绍一下以上8个液压系统的作用及工作原理。 （…）盾构机液压推进及较接系统 1?盾构机液压推进 （1）盾构机液压推进系统的组成 盾构机液压推进系统由液压泵站，调速、调压机构，换向控制阀组及推进油缸组成，30 个油缸分20组均布的安装在盾构中体内壁上（见图），并分为上、下、左、右四个可调整液 压压力的区域，为盾构机前进提供推进力、推进速度，通过调整四个区域的压力差来实现盾构机的转弯调向及纠偏功能。较接系统的主要作用是减小盾构机转弯或纠偏时的曲率半径上的直线段，从而减少盾尾与管片、盾体与围岩间的摩擦阻力。
(2 )推进系统液压泵站: 推进系统的液压泵站是由一恒压变量泵(IPOol )和一定量泵(1 P002 )组成的双联泵， 功率为 75KW ，恒压变量泵为盾构的前进提供恒定的动力。恒压泵的压力可通过油泵上的电液比 例溢流阀(A300 )调整，流量在0-qmax 范围 内变化时，调整后的泵供油压力保持恒定。恒压式 变量泵常用于阀 控系统的恒压油源以避免溢流损失。 由恒压变量泵输出的高压油分别送达A 、B 、C 、D 四组并联的推进方向控制阀组，经过阀 组的流量、压力调整和换向后再去控制推进油缸，从而使推进油缸的推进速度、推力大小及方向 得到准确控制。因每组油缸的控制原理都一样，下面就以B 组中的第一个油缸控制为例，介绍其 作用和工作原理。 油泵输出的高压油经高压管路由B 组的P 口进入，一路径FI (过滤)?A111 (流量调整) -Alol (压力调整)一经电液换向阀进入推进油缸。缸的 快进快退，提高工作效率。A783控制 的插装阀。A403为推进油缸底端预卸荷阀。阀组中还有液控单向阀、载荷溢流阀，以及A256压 力传感器和油缸行程 传感器。四组阀组中的电液换向阀的液控油由定量泵(1P002 )经减压阀 (1V034 )提供。 2.钱接装置工作模式分三种： 钱接装置的动力来源于推进系统的液压泵站中的定量泵(1 P002 )，钱接装 动模式)，该模式下(Ho01、H002 )都不得电截止。钱接油缸有杆腔的油被封闭，油量保持 不变，被封闭的油在所有相互并联的有杆腔内互相补偿，直线推进时保持钱接间隙，转弯时处于 浮动 置的加载和卸载由(A349 )两位两电液 阀控制。 ⑴钱接回收(PULL 或RETRACTION ) 模式(减小较接间 隙)，定量泵输送来的 高压油从阀 (2COOI) P 口进入，此时(HOOI)得电 截止，(HOO2 )得电导通，高油进入较接 油缸的有杆 腔使較接 缸回收。 (2)钱接保持(HOLD 或FREE )模式(浮 T- ! ∏ H^i —J — M ? ?∣ ? IZOOS I ① 1V034 快 不 压 油
(完整版)海瑞克盾构机技术说明
目录 隧道掘进机的技术说明 5.1 概述 (3) 5.2 功能（EPB盾构） (4) 5.2.1 土料挖掘 / 推进 (5) 5.2.2 控制 (6) 5.2.3 管环拼装周期 (7) 5.3 技术数据/总览 (8) 5.4 操作步骤 (16) 5.4.1 进入开挖室 (16) 5.4.2 人行气闸 (19) 准备和注意事项 (19) 加压 (21) 加压步骤 (22) 加压图 (24) 通过通道室加压（加压附加人员） (26) 附加人员加压图 (27) 卸压 (28) 卸压步骤： (29) 卸压图 (31) 对一个人员的紧急卸压图 (33) 紧急情况下，通道室和主室内应分别采取的措施 (36) 紧急情况卡卡样 (37) 5.4.3 将开挖工具送入压力室 (38) 5.4.4 拼装管环 (39) 5.4.5 回填 (41) 通过尾部机壳进行回填 (41) 灌浆泵的工作原理 (42) 5.4.6 压缩空气供给 (44) 工业用空气 (44) 压缩空气调节 (45) 5.4.7 发泡设备说明 (46) 安装设计 (46) 设备功能 (47)
高压聚合物系统 (47) 5.5 隧道掘进机各部件 (48) 5.5.1 盾构 (49) 概述 (49) 前部盾构 (49) 中间盾构 (50) 尾部机壳 (50) 推力缸 (50) 盾构关节油缸 (51) 5.5.2 人行气闸 (52) 5.5.3 刀盘驱动装置 (54) 原理 (54) 旋转工作机构系统，主轴承 (54) 齿轮润滑 (54) 密封系统 (55) 5.5.4 拼装机 (56) 技术说明 (56) 支架梁 (56) 行走机架 (57) 旋转机架 (57) 带抓取头的横向行走装置 (58) 旋转机架的动力提供 (59) 安全设备 (59) 5.5.5 螺旋输送机 (60) 一般说明 (60) 伸缩缸 (60) 前部闸阀 (60) 前部闸阀 (61) 驱动装置 / 密封系统 (62) 安全装置 (62) 5.5.6 后援装置 (63) 一般说明 (63) 桥 (64) 龙门架1 (65) 龙门架2 (66) 龙门架3 (68) 龙门架4 (69) 龙门架5 (71)
隧道盾构机液压系统工作原理
隧道盾构机液压系统工作原理 一.液压系统原理 盾构机的绝大部分工作机构主要由液压系统驱动来完成，液压系统可以说是盾构机的心脏，起着非常重要的作用。这些系统按其机构的工作性质可分为： 1.盾构机液压推进及铰接系统 2.刀盘切割旋转液压系统 3.管片拼装机液压系统 4.管片小车及辅助液压系统 5.螺旋输送机液压系统 6.液压油主油箱及冷却过滤系统 7.同步注浆泵液压系统 8.超挖刀液压系统 以上8个系统除同步注浆泵液压系统在1号拖车、超挖刀液压系统在盾壳前体为两个独立的系统外，其余6个液压系统都共用一个油箱，并安装在2号拖车上组成一个液压泵站。有的系统还相互有联系。下面就分别介绍一下以上8个液压系统的作用及工作原理。 （一）盾构机液压推进及铰接系统 1. 盾构机液压推进 （1）盾构机液压推进系统的组成 盾构机液压推进系统由液压泵站，调速、调压机构，换向控制阀组及推进油缸组成，30个油缸分20组均布的安装在盾构中体内圆壁上（见图），并分为上、下、左、右四个可调整液压压力的区域，为盾构机前进提供推进力、推进速度，通过调整四个区域的压力差来实现盾构机的
转弯调向及 1A030U001 lAOie 1A015 纠偏功能。铰接系统的主要作用是减小盾构机转弯或纠偏时的曲率半径上的直线段，从而减少盾尾与管片、盾体与围岩间的摩擦阻力。 （2）推进系统液压泵站： 推进系统的液压泵站是由一恒压变量泵（1P001）和一定量泵（1P002）组成的双联泵，功率为75KW,恒压变量泵为盾构的前进提供恒定的动力。恒压泵的压力可通过油泵上的电液比例溢流阀（A300 ）调整，流量在0-q max范围内变化时，调整后的泵供油压力保持恒定。恒压式变量泵常用于阀控系统的恒压油源以避免溢流损失。
海瑞克盾构机电气系统概述
海瑞克盾构机电气控制系统概述 李剑祥 （中铁六局集团有限公司深圳地铁2号线项目部广东深圳 518056） 摘要：对海瑞克土压平衡盾构机电气控制系统进行概述，并分别对其配电系统、可编程控制系统和计算机控制及数据采集分析系统三个部分的设计进行总结，以加深对其整个电气控制系统原理的理解。 关键词：电气系统配电系统可编程控制系统计算机控制及数据采集分析系统 0 海瑞克盾构机电气系统简介 盾构机是一种集机械、液压、电气和自动化控制于一体、专用于地下隧道工程开挖的技术密集型重大工程装备，其技术先进、结构庞大。如果把机械部分比喻成人的四肢，那么液压系统比喻成人的血液系统，则电气控制系统就是人的神经系统。当前盾构机电气控制系统均采用世界上最先进、可靠的技术以保证系统稳定可靠地运行。海瑞克盾构机电气控制系统分为配电系统、可编程控制系统和计算机控制及数据采集分析系统三个部分。下面对该三个部分进行介绍。 1 配电系统 盾构施工是参考工厂式的流程化作业施工，盾构机的配电系统设计原则也是参照工厂供配电原理设计的。配电系统分为高压系统和低压系统，其用电设备列表如下：
1.1高压系统 经过负荷计算，Sj1≈2000kVA ，则选择的电压器容量为2000kVA ，选择的高压电缆进线为UGP-3×50+1×25，选用的高压环网柜电压等级为12KV ，容量为200A ，变压器带温度和密封性故障报警。高压系统原理图如下： 1.2 低压系统 变压器将10KV 的市电转变成400V 的低压电，之后分成两路，分别经过断路器1-3Q2（俗称主开关）和断路器1-4Q2（副开关），其中主开关具有相序保护。主开关控制盾构机主要用电设备，比如各个电机。因各个电机为三相用电设备，在启动和运行时需消耗无功功率，所以海瑞克盾构机电气系统投入了功率补偿设备，以保障设备运行时，功率因数大于0.9。副开关控制台车部位和盾体部位的照明系统和备用插座系统。由此可见，三相用电设备系统与照明系统实行分线布置，提高了两者的供电质量。因盾构施工也属于临时施工，需要布置临时用电系统，备用插座系统就是与临时用电系统的接口，满足现场施工需求。 弱点系统也是低压系统的组成部分。弱点系统主要是给各个继电器和传感器以及电磁阀提供电源，电压输入整定值为24V 。 2 可编程控制系统 海瑞克盾构机的可编程控制系统是由西门子S7-400采用主从分布式结构组成的，
盾构机主要部件组成及施工工艺
盾构机主要部件组成及施工工艺
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盾构机主要部件组成及施工工艺 雷宏 盾构是一个具备多种功能于一体的综合性设备，它集合了隧道施工过程中的开挖、出土、支护、注浆、导向等全部的功能。盾构施工的过程也就是这些功能合理运用的过程。 盾构在结构上包括刀盘、盾体、人舱、螺旋输送机、管片安装机、管片小车、皮带机和后配套拖车等；在功能上包括开挖系统、主驱动系统、推进系统、出碴系统、注浆系统、油脂系统、液压系统、电气控制系统、自动导向系统及通风、供水、供电系统、有害气体检测装置等。 1、刀盘和刀具 刀盘：根据北京地铁特殊地质条件设计。辐条式刀盘，开口率约为50%。6个刀梁。刀梁及隔板上有5路碴土改良的注入孔（泡沫、膨润土、水注入管路）。刀盘表面采用耐磨材料或堆焊耐磨材料，确保刀盘的耐磨性。刀盘具有正反转功能，切削性能相同。 刀具：中心鱼尾刀1把，先行刀36把、主切刀82把（高64把、低18把），保径刀24把；合计：143把。另配超挖刀2把。 2、盾体 盾体钢结构承受土压、水压和工作荷载（土压3bar）。 盾体包括：前盾、中盾、盾尾。 ●前盾 前盾又称切口环，它里面装有支撑主驱动和螺旋输送机的钢结构。隔板上面设人舱、球阀通道、四个搅拌器。前盾上有液压闭合装置，可以关闭螺旋输送机的前闸门。前盾的隔板上装有土压传感器。 ●中盾和盾尾 中盾又称支承环，前盾和中盾用螺栓联接，并加焊接联接。 中盾内布置有推进油缸、铰接油缸和管片安装机架。中盾的盾壳园周布置有超前钻孔的预留孔。
盾构机笔试题库(最终版-打印)
中铁装备盾构相关试题题库 （一）填空题 1.中铁装备盾构机电气控制系统的5个分布式IO站点分别位于盾构的、、、、、、等部位。 (TC5 TC3 TC2 TC1 DTL DTR ) 2. ET200M地址拨动开关拨动以进制数编码。( 二进制) 3. 中铁装备盾构机皮带机减速机电气刹车模块的电压等级是。(380V) 4. 中铁装备盾构机皮带机的控制盒渣车满将限制的运行。 (螺机旋转) 5.当前我们普遍采用的380VAC三相四线制供电，两相之间的电压是Ｖ，我们称作 电压，其相线与零线之间的电压是Ｖ。(380、线电压、220) 6.内循环水是个闭式系统，可以防止影响系统的运行。(结水垢) 7.系统中产生感性无功功率的元件主要是，补偿无功功率应在供电回路中并联。(电感、电容) 8.油箱油温传感器的电信号通常是。(4－20mA电流) 9. S7-400 PLC系统的主ＰＬＣＣＰＵ上部ＢＦ１灯亮红色是指。(ＢＵＳ总线１故障) 10. S7-400 PLC系统的主ＰＬＣＣＰＵ下部的三位开关处的ＭＲＥＳ是指对ＰＬＣ进行操作。(清除程序) 11. 中铁装备盾构机的电气控制系统现场总线采用总线，ＰＬＣ与上位机的通讯采用。(profibus、以太网) 12,PLC常用的编程语言是、、。(梯形图、功能块图、语句表等) 13．设备出现异常时操作台将发出蜂鸣提示音并在上位机的界面显示故障信息，操作司机按下按钮后蜂鸣提示音消除，在以后报警信息将消失，但是在中可以查到出现过的故障信息，方便检修人员进行检修。(报警页面、复位、故障消除、报警历史) 14．中铁装备盾构机操作台泵的单按钮启停控制中，绿灯快速闪烁表示系统处于状态，绿灯慢速闪烁表示泵处于，绿灯常亮表示正常运行。(故障启动过程中) 15．盾构机驱动电机常采用的调速方法是。主要是通过改变来改变电机的转速。(变频调速、供电频率) 16.中铁装备液驱盾构机变压器是式变压器，电驱盾构常采用变压器。(油浸式、干式) 17、主控制主要有、、、仿形刀、膨润土等部分的控制。(推进系统主驱动系统盾尾油脂密封) 18．中铁装备盾构机泡沫注入分、、三种模式。(手动、半自动及自动)