海瑞克盾构机电气系统概述
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及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，d。
插装阀注：控制油路克服弹簧力,接通进出口，该阀一般用于主油路e。
减压阀注:主要用于控制出口压力3液压马达液压马达属于液压系统的执行元件，及液压泵的工作原理相反，液压泵是将其他形式的能（如电能、风能）转化为液压油的动能，而液压马达是将液压油的动能转化为机械能，从而实现马达的旋转带动执行元件的转动。
海瑞克盾构介绍
呼吸器
回油滤清器
铰接密封集中润滑点
铰接油缸控制阀
马达制动换档阀
马达制动蓄能器
排污泵
设备桥与拖车间接头
油脂泵
主驱动泵
主驱动补油蓄能器
主驱动伺服阀
主驱动梭阀
主油箱冷却泵
主油箱油位传感器主轴承齿轮油润滑ຫໍສະໝຸດ 步马达主轴承内圈集中润滑点
盾构机的监造及验收
国外监造盾构（样本） 国内验收方案（样本）
盾构施工技术及安全讲座盾构施工技术及安全讲座入门篇入门篇中铁十一局城市轨道工程公司中铁十一局城市轨道工程公司盾构演示盾构演示一关于盾构机一关于盾构机盾构技术进展状况盾构机全貌盾构机全貌空气压缩系统空气压缩系统变速箱油位指示变速箱油位指示推进缸推进缸aabb组控制阀组控制阀超挖刀系统超挖刀系统管片安装机水平及倾斜缸管片安装机水平及倾斜缸管片输送小车链条拖动缸管片输送小车链条拖动缸呼吸器呼吸器回油滤清器回油滤清器铰接密封集中润滑点铰接密封集中润滑点铰接油缸控制阀铰接油缸控制阀马达制动换档阀马达制动换档阀马达制动蓄能器马达制动蓄能器排污泵排污泵设备桥与拖车间接头设备桥与拖车间接头油脂泵油脂泵主驱动泵主驱动泵主驱动补油蓄能器主驱动补油蓄能器主驱动伺服阀主驱动伺服阀主驱动梭阀主驱动梭阀主油箱冷却泵主油箱冷却泵主油箱油位传感器主油箱油位传感器主轴承齿轮油润滑同步马达主轴承齿轮油润滑同步马达主轴承内圈集中润滑点主轴承内圈集中润滑点盾构机的监造及验收盾构机的监造及验收国外监造盾构样本国外监造盾构样本国内验收方案样本国内验收方案样本盾构作业盾构作业施工前的准备施工前的准备盾构机现场组装顺序盾构机现场组装顺序盾构人员配备参考盾构人员配备参考盾构机始发准备盾构机始发准备盾构机始发技术盾构机始发技术盾构机的推进工作盾构机的推进工作盾构隧道衬砌盾构隧道衬砌盾构施工监测盾构施工监测盾构辅助施工方法盾构辅助施工方法盾构隧道的验收盾构隧道的验收盾构隧道工程验收规范盾构隧道工程验收规范管片安装管片安装盾构掘进施工规范盾构掘进施工规范掘进部分掘进部分安全生产安全生产安全管理制度安全管理制度盾构机安全操作规程盾构机安全操作规程建筑业企业安全操作规程建筑业企业安全操作规程施工现场临时用电及安全防火措施施工现场临时用电及安全防火措施地铁深基坑施工中影响工程安全的常见问题地铁深基坑施工中影响工程安全的常见问题浅覆土盾构隧道施工及管线保护控制技术浅覆土盾构隧道施工及管线保护控制技术环境保护环境保护盾构事故案例盾构事故案例盾构常见事故盾构常见事故地铁事故汇编地铁事故汇编媒体报道媒体报道北京地铁五号线拢包北京地铁五号线拢包上海轨道四号线事故上海轨道四号线事故广州地铁三号线连续墙倒塌事故广州地铁三号线连续墙倒塌事故南京地铁隧道被水淹南京地铁隧道被水淹广州地铁管片开裂涌水塌陷广州地铁管片开裂涌水塌陷上海地铁九号线地面塌陷事故上海地铁九号线地面塌陷事故经验交流300吨
海瑞克盾构机自动加气系统 Samson保压系统 操作方法
海瑞克盾构机自动加气系统(Samson保压系统）操作方法吴启谊 139********1 原理功能 盾构机空气自动加气系统用于保持土仓内空气压力接近恒定值，是一个压力自动控制系统。
1――压力变送器 2――调节阀 3――阀门定位器 4――调节器5――减压阀 6――气动三联件 7、9、10、11、12――球阀 8――压力表图1 自动加气系统原理图（该图取自海瑞克盾构机自动加气系统图）自动加气系统控制原理见图1。
系统原理为：压力变送器将土仓内实际的空气压力转换成标准的气压信号x 送往调节器。
调节器把变送器送来的测量值x 与设定值w 进行比较得出偏差，根据偏差大小及变化趋势，按PI 控制规律进行运算后，输出相应的控制信号y 给定位器。
定位器将从调节器来的调节信号y 与从调节阀来的阀门位置信号相比较，保证阀门位置按调节器发出的信号正确定位。
2 使用方法图2是自动加气系统控制模块，包括显示面板、手动操作站、调节器等。
1――手动操作站 1.1――外壳 1.2――插件单元 2――标签 3――土仓压力显示值 4――设定值 5――设定值调节旋钮 6――手动/自动控制转换开关 7――手动控制设定旋钮 8――自动控制设定值显示（A y ） 9――手动控制设定值显示(H y ) 10――指示灯 11――锁紧单元 12――调节阀作用方向指示 13――int /ext w w 选择开关 20――调节器图2 自动加气系统显示面板和手动操作站使用该自动加气系统的方法步骤如下：1）打开相关气路，检查图1减压阀5和6出口压力是否分别为1.40.1bar ±和40.1bar ±，确保管路无泄漏、堵塞现象，确保进入土仓的闸阀处于关闭状态，同时球阀10约打开五分之一；2）检查int /ext w w 选择开关是否处在int w 位，处在int w 位表明调节器的设定值w 由图2旋钮5调定，处在ext w 位则表明调节器的设定值w 由操作站外部给定，本系统中设定值w 由旋钮5调定，检查完后调整旋钮5设定土仓压力（绿色指针值），为避免土仓泥水反流，设定压力必须略大于土仓压力；；3）将手动/自动开关打到手动操作位；4）调整图2旋钮7，使控制系统开始工作，调整H y 值直到实际值指示针（红色）慢慢靠近设定值（绿色指针值）；5）在调整H y 过程中，自动操作输出信号A y 也在慢慢上升，当A H y y =时，将手动/自动开关打到自动操作位，这样可减少系统冲击；6）观察系统动态响应特性，如果实际值是在设定值上下作合理的波动，则表明系统已处在正常的工作状态中，否则需要重新调整调节器的PID 控制参数。
盾构电气控制系统
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பைடு நூலகம்
400V/24VDC
主要完成参数设定、监控、管理功能
采用组态软件，西门子WinCC，施耐德的Factrylink 现场工控机与办公室的管理计算机组成局域网，将 洞内盾构机的信息传输到地面办公室，并储存起来。
操作画面
设定界面：设定盾构对象和控制参数 测量界面：显示盾构中各类检测仪器的测量值 掘进界面：施工时主画面，掘进参数、设备状态 历史曲线画面：以曲线形式显示历史施工数据，可按环号查询 报警画面：及时显示盾构设备运转情况和故障报警 报表 动态曲线 铰接画面：用于铰接操作和控制，并显示盾构姿态
盾构PLC控制系统组成（西门子）
主操作室（主站）
盾构机PLC控制系统配置
PC PC PC
电/光 光/电
控制系统配置示意图
TCP/IP
PC670 VMT
DP
海瑞克盾构简介
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、c、D 四组，掘进过程中，在操作室中可单独控制每一组油缸的压力，这样盾构机就可以实现左转、右转、抬头、低头或直行，从而可以使掘进中盾构机的轴线尽量拟合隧道设计轴线。
盾构机控制系统原理(海瑞克)
盾构机控制系统原理(海瑞克)简介本文档介绍了盾构机控制系统的原理，重点关注了海瑞克（Heraeus）控制系统。
盾构机控制系统概述盾构机控制系统是指用于控制盾构机运行和操作的一系列电子设备和软件。
其中，海瑞克控制系统是一种先进的控制系统，具有高度自动化和智能化的特点。
海瑞克控制系统特点海瑞克控制系统采用先进的传感器技术和自动化控制算法，具有以下特点：1. 高精度：海瑞克控制系统能够实时监测和控制盾构机的运行状态，以保证施工精度和安全性。
2. 自动化：海瑞克控制系统能够自动调节盾构机的行进速度、转向角度和推进力等参数，提高施工效率和质量。
3. 智能化：海瑞克控制系统通过分析大量数据和运行经验，能够自主研究和优化控制策略，不断提升盾构机的自动化水平。
盾构机控制系统原理海瑞克控制系统的工作原理如下：1. 数据采集：海瑞克控制系统通过各类传感器实时采集盾构机的运行数据，包括推进力、转向角度、地层变化等。
2. 数据处理：海瑞克控制系统将采集的数据传输至控制单元，并进行数据处理和分析，生成对应的控制指令。
3. 控制指令传输：海瑞克控制系统将生成的控制指令传输至盾构机相关设备，包括电机、阀门等，实现对盾构机的精确控制。
4. 运行监测：海瑞克控制系统持续监测盾构机的运行状态，及时调整控制策略以应对不同的地质条件和施工要求。
海瑞克控制系统的应用海瑞克控制系统广泛应用于盾构机的控制和管理中。
它被用于地铁、隧道和地下工程等领域，提高了盾构机的施工效率和质量。
结论盾构机控制系统的核心原理是通过数据采集、处理和控制指令传输实现对盾构机的精确控制。
海瑞克控制系统作为一种先进的控制系统，具备高精度、自动化和智能化的特点，在地铁和隧道建设中发挥着重要作用。
海瑞克盾构机电气系统概述
海瑞克盾构机电气系统概述————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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945kW2 超挖刀7.5kW3 推进系统75kW4 管片安装机45kW5 螺旋输送机250kW6 皮带输送机22kW7 注浆泵30kW8 砂浆储存罐的搅拌器7.5kW9 液压油过滤泵11kW10 主轴承润滑4kW11 管片吊机2x2kW12 排水泵12kW13 冷却水系统7.5kW14 二次通风机11kW15 空压机110kW16 泡沫系统18kW17 补油泵55 kW18 其他设备75kW总功率1682kW1.1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。
探究盾构机电气系统及故障处理的的相关要点
探究盾构机电气系统及故障处理的的相关要点摘要：盾构机集机械、液压、电气、通信、自动化控制于一体，复杂度高，对日常维保人员的专业技能水平要求也较高，因电气方面的故障比较难入手解决。
一旦出现设备故障问题，不能及时有效处理，就会对施工工期产生较大影响。
而要使盾构机相关用电设备安全可靠地正常运行，必须要保证盾构机电气系统工作时的可靠性。
关键词：盾构机；电气系统；故障处理1.前言盾构机是一种隧道掘进的大型工程机械设备，集多学科技术于一体，专用于地下隧道工程开挖。
它具有开挖速度快、掘进效率高、人员劳动强度小、安全性高，对地表沉降和环境影响小等优点。
本文以我司6.28米海瑞克盾构机以例，分析和探讨盾构机电气系统及其故障处理。
2.海瑞克盾构机主要电气系统2.1配电系统盾构机上的油浸式三相电力变压器容量为2000kVA，它把10kV的市电降压到400V，再输出给各个电气系统，如照明、电机驱动、控制电源等。
变压器的故障一般比较低，维护过程中主要是定期检查其温度和油位预警信号是否正常，同时日常做好变压器的外部保护和防水通风工作，避免绝缘部件受潮和电瓶车的碰撞。
2.2功率补偿系统功率补偿系统主要作用有提高用电设备的功率因数，减少电力网络的有功损耗，改善电能质量，提高电力系统的抗干扰能力，同是在盾构机掘进时改善电力系统的动态性能和电网的电压波形，减少谐波分量和解决负序电流问题，对电机、电缆和变压器等还能避免高次谐波引起的附加电能损失和局部过热。
无功补偿装置在日常检查中，主要要注意检查电容组是否能有效切换到主配电里，功率因素能否达到设定值；同时定期检查功率补偿柜内的电容是否有变形鼓包，发黑变色；投切接触器的触点是否接触良好，避免产生涌流和烧毁。
2.3电机驱动系统刀盘驱动电机、螺旋机驱动电机、供给泵电机、液压推进电机、管片拼装电机和皮带输送电机等均为星-三角降压启动，工作原理主要是为了抑制启动电流，降低笼型异步电动机启动时对供电线路的冲击影响，同时避免启动转矩过大对电机转轴的损害。
海瑞克盾构机导向
然后在后视靶托架上设站，前视直接采用极坐标测量 方式测出激光站托架的三维坐标。然后把后视棱镜安装在 后视靶托架上，把激光全站仪安装在激光站托架上整平， 把黄盒子固定好，给全站仪接上电源，手动把全站仪瞄准 后视棱镜，瞄准的精度在±10㎝左右，然后把全站仪电源 关闭。接着在主空室里，启动SLS-T，按“编辑器—F2”进 入编辑器窗口，进入激光站编辑窗口，输入激光全站仪中 心和后视靶棱镜中心的三维坐标。按“保存”键保存，然 后关闭编辑器窗口。再按“定位—F5”键，给激光全站仪 定位。定位完成后，再按“方位检查—F5”键，检查激光 站和后视棱镜的坐标有没有错误。如果超限，将会显示差 值，如果不超限，那么将不显示。最后再按“推进—F4” 就完成了激光站的人工移站的全过程的计算 首先把VMT公司测量工程师已测参考点的相对坐标（至 少3个点）输入至CAD文件中；然后把我们每次所测相同编 号参考点的三维绝对坐标输入到同一CAD文件里面。利用 CAD里面的“对齐”命令后，通过测量垂线在水平和垂直 方向上的偏离值来求解盾构机前后点的姿态。
盾构姿态CAD计算示意图
五、盾构姿态人工复测
1、盾构姿态人工检测概述 在盾构施工的过程中，为了保证导向系统的正确性和 可靠性，在盾构机掘进一定的长度或时间之后，应通过洞 内的独立导线独立的检测盾构机的姿态，即进行盾构姿态 的人工检测。 2、盾构机参考点的测量 在进行盾构机组装时，VMT公司的测量工程师就已经 在盾体上布置了盾构姿态测量的参考点(共21个)，如图。 并精确测定了各参考点在TBM坐标系中的三维坐标。我们 在进行盾构姿态的人工检测时，可以直接利用VMT公司提 供的相关数据来进行计算。其中盾体前参考点及后参考点 是虚拟的，实际是不存在的。
盾构机参考点的布置
盾构姿态人工检测的测站位置选在盾构机第一节台车 的连接桥上,此处通视条件非常理想,而且很好架设全站仪。 只要在连接桥上的中部焊上一个全站仪的连接螺栓就可以 了。测量时，应根据现场条件尽量使所选参考点之间连线 距离大一些，以保证计算时的精度，最好保证左、中、右 各测量一两个点，这样就可以提高测量计算的精度。例如 在S285选择盾构机的参考点时，即是选择的8、12、21三 点作为盾构姿态人工检测的参考点。
盾构机电气控制系统
盾构机电气控制系统【内容提要】介绍了海瑞克盾构机开发工作中电气部分、供配电系统、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。
【关键词】电气控制系统1 概述盾构机是集掘进,出渣,衬砌（管片安装）于一体的大型现代化隧道施工机械, 它将传统的隧道和地下工程施工变成工厂化作业。
随着我国经济的快速发展,对盾构机的需求越来越大。
我集团为了开拓成都地铁市场，从德国海瑞克采购了两台土压平衡盾构机，现已在成都地铁项目部投入使用，本文就其中的电气系统部分的设计做一简要概述。
2 盾构机电气系统设计盾构机电气系统主要分为三部分:供配电系统、可编程控制系统、计算机控制及数据采集分析系统。
2.1 供配电系统主要包括10kV 高压电缆、高压电缆卷筒、高压开关柜、变压器、低压开关柜、低压断路器、软启动器、变频器等。
供配电系统的主要功能是为盾构机提供动力和电气保护, 控制电机运转。
2.1.1 供配电系统设计2.1.1.1 负荷统计(表1)2.1.1.2 负荷计算一般地, 电力负荷的计算可以采用三种方法:a. 需要系数法;b. 二项式法;c. 利用系数法。
其中利用系数法的计算结果比较接近实际负荷。
利用系数法的计算公式是:P j =kmax∑Pp（1）Q j =kmax∑Qp（2）（3）表1 盾构掘进机用电负荷统计表1 盾构掘进机用电负荷统计其中, Kmax 为最大系数, 是指最大负荷班内的半小时最大平均有效功率（Pj）与总平均负荷（∑P p）之比, 可以根据有效台数和平均利用率查表求得; P p=k L·P e, Q p= P p·tgφ,k L为在最大负荷班内的利用系数,P e为设备组容量之和。
在设计计算时,考虑到盾构机工作的一些特点,对上述计算方法进行简化。
盾构机工作时有以下特点:a. 连续工作时间长,经常连续工作数小时乃至昼夜;b. 主要用电设备（如液压站马达）基本上同时在运转;c. 日光灯等设备容量大于额定功率（1.2 倍）的设备容量;d. 系统中采用了功率因数自动补偿设备, 可使功率因数保持较高水平（0.9）。
略论盾构施工电气系统
略论盾构施工电气系统摘要: 文章重点介绍盾构电气系统中的PLC自动控制系统，并提出施工中出现的电气系统故障排除方法。
关键词: 盾构, 电气系统, PLC控制Abstract: This paper introduces shield of electrical systems PLC automatic control system, and put forward the construction of the electrical system in fault elimination method.Keywords: shield, electrical system, PLC control1前言城市的发展方向是从粗放型转化为集约型，为了实现城市的高度集约化，缓解城市地表压力，越来越多的城市和地区开始发展地下空间，不仅如此，随着城市进程化的快速发展，市政工程、城市地铁、水利等基础设施建设已经摆到了一个非常重要的地位，大量采用盾构技术进行地下空间开发利用己成为我国城市化进程的必然选择，然而，任何机器都会随着时间和使用的磨损出现故障，盾构电气系统是盾构机的核心组成部分，在盾构施工中有着重要的作用。
2盾构机概述盾构掘进机简称盾构机，是一种专门用于隧道工程的大型高科技综合施工设备，现代盾构机集机电、液压、传感和信息技术于一体，具有开挖切削土体、输送土碴、拼装隧道衬砌、测量导向纠偏等功能，涉及地质、土木、机械、力学、液压、电气、控制、测量等多门学科技术，它具有一个可以移动的钢结构外壳（盾壳），盾构内装有开挖、排土、拼装和推进等机械装置，进行土层开挖、碴土排运、衬砌拼装和盾构推进等系列操作，使隧道结构施工一次完成。
目前，盾构机已广泛用于地铁、铁路、公路、市政、水电隧道工程。
3盾构电气PLC系统盾构的电气系统主要包括高压供电系统、低压配电系统、接地系统以及电机控制系统等几个部分。
PLC控制在整个电气系统中尤为重要。
海瑞克盾构机介绍共53页文档
6
、
露
凝
无游氛， Nhomakorabea天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易
安
。
6、最大的骄傲于最大的自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
Thank you
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
海瑞克盾构机电气调试
海瑞克盾构机电气调试【摘要】随着隧道以及地下空间的发展，盾构施工技术也飞速进步，现代盾构机是集机、电、液、气、传感和信息技术于一体的综合技术性很强的隧道开挖施工机器。
其主要系统由电气部分组成，电气系统故障会导致整体机构工作的停滞，所以盾构机的电气调试具有具体而重要的实际意义。
【关键词】盾构机；电气调试；构成；故障处理一、前言盾构机具有安全性高、开挖速度快、质量高、人员劳动强度小、对地表环境和沉降影响小等优点。
但其系统复杂、体积庞大，内部线路和管道纵横交错且自动化控制系统先进强大。
所以，负责盾构机设备的机电工程师，不仅需要具备机械液压电气等方面的基础知识，还要学习掌握其结构和原型，需要结合现场进行不断的总结与提高，以实现管理和维护好盾构设备的目的，本文主要介绍我司德国海瑞克土压平衡盾构机的电气调试。
二、电气系统的基本构成盾构机的电气系统主要包括电机控制系统、PLC自动控制系统、供配电系统、计算机控制及数据采集系统等。
盾构机施工是参考工厂式的流程化作业施工的，其供配电系统设计原则也是参照工厂供配电原理设计的。
供配电系统分为高压系统和低压系统。
1.由于盾构机的用电量大，供电距离较长，采用10kV高压供电，从所在城市的10kV电网接引电源。
2.盾构机的低压配电电压由容量为2000KV A主变压器10KV变400V再进行供配电。
（图1所示）3.功率补偿系统来提高盾构机的功率因素。
（图2所示）4.计算机控制和数据采集分析系统主要用于参数设置和数据采集分析。
三、电机控制系统海瑞克盾构机主要是液压驱动，驱动电动机数量多，且容量大小不一。
但其控制主要由电机容量不同分为星三角降压启动和直接启动。
（发泡剂原液泵电机属于变频控制。
）四、PLC自动控制系统海瑞克盾构机控制系统主要采用西门子S7-400模块式控制。
PLC模块主要由电源模块、CPU模块、信号模块、通信模块和接口模块等构成。
PLC的扫描工作可分为输入采样、程序执行、输出刷新，同时，三个阶段进行周期性循环。
盾构电气控制系统简介
盾构现场临时施工用电管理
• 安全用电 • 2、高压电缆的防护（电缆沟、穿管、穿墙、弯曲、 悬挂、标识） 高压电缆的防护是安全用电的关键一环，在穿越 的路面必须有电缆沟或穿管，不允许有露天地面 敷设，穿墙、弯曲、悬挂电缆都不允许有扭曲， 强弯等应力集中。在入地点、穿墙出悬挂等地方 必须有标识（“高压危险”“xx高压电缆”等）
理
• 简单的电机起动控制电路 采用PLC控制:其外部接线 及内部等效电路如图所示。 可将PLC分成3部分：输入 部分、内部控制电路和输 出部分。
3. PLC的工作方式
• PLC是采用顺序扫描、不断循环的方式进行工作 的。PLC的扫描工作过程可分为输入采样、程序 执行和输出刷新3个阶段，并进行周期性循环。
• 选择最佳供电容量
• 前期投入用电，后期不用或减少的（施工 降水）。前期用电较少后期增加的设备 （通风机） • 对地质情况分析盾构用电量减少的部分。 • 南北方气候差异，变压器允许过载的部分。
盾构现场临时施工用电管理
• 安全用电 • 1、供电最大电流设置、短路电流设置，零序电流 设置，过载设置。一般由供电部门按照供电方案 设置。 最大电流一般按照变压器容量设置，考虑变压器 的过载能力，一般增加20％。
• 二、盾构现场临时施 工用电管理
1、盾构施工供电分类 2、集约用电 3、安全用电 4、节约用电
盾构电气控制系统组成
• • • • • • • • • • •
1、高压供电 2、低压配电 3、PLC自动控制系统 4、计算机数据采集系统 5、机械、液压系统和辅助设备控制，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
海 瑞 克 盾 构 几 培 训 知 识 电 气 部 分
海瑞克盾构几培训知识电气部分1；总动力电源开关合上的条件有变压器内油温《140度报警160度断开》,油位,总电源相位。
2；功率补尝条件：电流互感器检测出电流的大小来决定。
3；控制室内的各个电机启动按钮，红灯常亮说明该电源开关断开，红灯闪亮说明启动条件不成熟，红灯绿灯全灭启动条件正常。
4；刀盘主驱动系统和螺旋机驱动系统中各个油脂润滑密封点的油脂注入分配阀都设置了用于检测油脂注入流量的接近开关，以脉冲信号的形式向控制系统输入。
一分钟产生了多少个脉冲信号就是一分钟注入的流量，控制系统会把系统内设定的一分钟有多少个脉冲信号和实际在一分钟产生多少个脉冲信号相比较，用来控制各驱动系统。
可以定时一分钟，再在这一分钟时间内观察PLC开关量输入模块上相对应该分配阀脉冲信号输入点上指示灯亮几次，亮几次就是指在这一分钟内有几个脉冲信号输入。
5；每个油脂注入分配阀的注入流量是可以调节的，调节点在盾构机内小油桶下每根油脂管旁边的小内六角处。
这根管是指油桶下方的部位和油脂注入分配阀之间的管。
6；刀盘驱动系统设定润滑油脂注入脉冲信号量为：13次每分钟。
螺旋机系统设定润滑油脂注入脉冲信号量为：4次每分钟。
刀盘系统设定密封油脂注入脉冲信号量为：5次每分钟7；刀盘驱动系统的齿轮油的流量是根据油的粘度来决定的，粘度大流量要小，粘度小流量大。
8；补油电机在刀盘电机前启动，一定要保持供油压力在20~35bar之间。
9；刀盘旋转启动条件：三个刀盘电机启动正常。
泄漏油油温正常（刀盘油马达处小油管）。
冷却水的流量。
润滑油脂输入脉冲信号大于13次每分钟。
齿轮油流量大于设定值（515）。
8个刀盘油马达的温度开关输入信号正常。
密封油脂输入脉冲信号大于5次每分钟。
滚动角传感器输入信号正常。
控制面板的钥匙处于合适的位置。
刀盘刹车系统中压力开关(储能压力大于45bar)和插削出来的接近开关的输入信号正常。
10；推进泵头处的压力比例阀是受在推进过程中最大区域压力所决定的，一般是最大区域压力加上20Mpa。
S-195盾构机海瑞克工厂培训总结报告
目录第一篇机械、液压培训总结2第一章S-195盾构机主推进液压系统总结报告2第二章主驱动液压系统培训总结5第三章螺旋输送机液压系统培训总结8第四章主轴承润滑系统培训总结11第五章盾尾及铰接密封系统13第六章旋转接头及其润滑16第七章螺旋输送机轴承脂润滑系统17第八章空压机培训总结18第九章同步注浆系统20第十章人舱系统介绍22第十一章冷却系统学习总结23第十二章泡沫注入系统25第十三章膨润土注入系统26第十四章压缩空气系统27第十五章土压平衡施工技术培训总结27第十六章马德里工地考察报告30第二篇电器培训总结33第一章刀盘驱动系统33第二章推进和铰接系统35第三章管片安装系统38第四章螺旋输送机系统42第五章齿轮油润滑及脂润滑系统44第六章盾尾密封系统47第七章滤油系统及冷却水系统48第八章注浆系统50第九章泡沫系统53第一篇机械、液压培训总结第一章S-195盾构机主推进液压系统总结报告一、系统简介S-195盾构机主推进系统是盾构机掘进和盾构机建立土压平衡模式的主要系统，了解、掌握盾构机推进系统对盾构机在土压平衡状态下掘进、姿态的控制及盾构机在曲线掘进有实际的指导意义。
二、系统组成主推进系统由泵站及其控制系统、推进油缸及其控制系统、铰接油缸及其控制系统组成。
1、泵站：由110KW电机驱动A4VSO71DRG力士乐衡压泵，斜盘角度的变化X围是0-15度，可根据系统压力的变化自动调节（PLC控制）泵的流量。
2、推进油缸：共16对油缸，32根，分为A组（盾构机右侧，8根油缸）、B 组（盾构机底部，10根油缸）、C组（盾构机左侧，8根油缸）、D组（盾构机顶部，6根油缸）共四组，其中在Z8、Z16、Z24、Z32油缸上装有行程传感器及油缸的无杆腔装有压力传感器，每一组油缸分别由各自的阀块分别控制。
3、铰接油缸：共14根油缸，其中在第3、第5、第10、第12根油缸上分别装有行程传感器，有杆腔装有压力传感器。
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海瑞克盾构机电气系统概述————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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945kW2 超挖刀7.5kW3 推进系统75kW4 管片安装机45kW5 螺旋输送机250kW6 皮带输送机22kW7 注浆泵30kW8 砂浆储存罐的搅拌器7.5kW9 液压油过滤泵11kW10 主轴承润滑4kW11 管片吊机2x2kW12 排水泵12kW13 冷却水系统7.5kW14 二次通风机11kW15 空压机110kW16 泡沫系统18kW17 补油泵55 kW18 其他设备75kW总功率1682kW1.1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：变压器温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，5图一：硬件组态I/O工VMT行程显行程数据西门拼装机角400遥控器无I/O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> 到<F8>、简单的菜单、鼠标和键盘，可以选择单个的显示区域。
如下图为F1界面，其中的参数界面可以进行参数设置。
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。