土压平衡盾构机常见故障案例分析与处理

2、将电源模块（第1块) “待机开关”关闭。此时PLC所有灯都熄灭。 3、拔出“PLC程序卡”，然后将电源模块“待机开关”打开。 4、待CPU模块“STOP黄灯”常亮后，将选择器拨到“MRES”并保持 此时 STOP LED灯熄灭1秒，然后又亮1秒，再熄灭1秒，然后一直亮起 5、将开关切换回STOP位置，然后再迅速切换到”MRES”并保持3秒， 最后切换回STOP位置。STOP LED以2Hz的频率至少闪烁3秒（正 在复位存储器），然后STOP LED黄灯长亮。
正常状态：1、5、6、7点亮，其他不亮
盾构机PLC通信常见故障： 1、接线要正确，A（绿色），B（红色） 2、通信线是通畅的。 3、终端电阻开关位置正确。 4、分布式I/O地址正确（一定要和PLC硬件 组态中地址一致）。
更换PLC程序卡（Flash EPROM卡）：
1、将CPU模块（第2块）转换开关拨到STOP（中间位置），STOP黄灯常亮。
盒子下(电源模块更换后，需要安装电池激活)
BATT.INDIC开关 电池电量监视开关 2BATT/OFF/1BATT 3针电源插口 正常情况：DC5V DC24V 绿灯常亮
PLC“ CPU模块”指示灯
INTF （红色）内部故障（一般是程序有问题，编程错误、代码错误） EXTF （红色）外部故障（模块故障、DP网段故障，扩展机架电源故障） BUS1F （红色）总线1故障（MPI/PROFIBUS DP接口1上总线故障） BUS2F （红色）总线2故障（PROFIBUS DP接口2上的总线故障） FRCE （黄色）FOREC命令激活 MAINT （黄色）维护请求待处理 RUN （绿色）运行模式 STOP （黄色） 停止模式 RUN/STOP/MRES模式选择开关 MPI/PRIFIBUS DP 接口 电源、外部备用电压插口 正常情况：RUN绿灯常亮，其他指示灯不亮
S7-400 PLC “通信模块”指示灯
INTF （红色）内部故障（存在内部错误或内存已经复位） EXTF （红色）外部故障（存在外部错误，来自1个或
多个IO设备的诊断中断未解决）
TXD （绿色闪烁）通信指示（CP正在通过以太网发送） RXD （绿色闪烁）通信指示（cp正在通过以太网接收） MAINT （黄色）维护请求待处理（诊断缓冲区） RUN （绿色）运行模式 STOP （黄色） 停止模式 正常情况：RUN绿灯常亮 TXD和RXD绿灯闪烁 其他指示灯不亮
刀盘及主驱动系统：
HBW黑油脂，即主驱 动迷宫密封油脂，用于盾 构机主驱动部件密封。由 于HBW黑油脂具有优异的 抗水发性能、合适的稠度 和良好的润滑性能，保证 运动部件润滑，同时确保 可靠的密封性能。注入点 为主驱动第一道密封前， 通过迷宫密封，黑油脂在 通过曲折迷宫的间隙时产 生节流效应而达到阻漏的 目的，不断挤出的黑油脂 将渣土挡在主驱动外，防 止渣土侵入主轴承。
刀盘及主驱动系统：
4、主驱动内、外密封EP2压 力低报警停机 多点泵启动1分钟后，当内 /外密封压力小于0.4Bar报警， 报警持续30分钟，报警叫停刀 盘； 内/外密封压力大于 6Bar报警但不停刀盘；检查方 法与HBW类似。
刀盘及主驱动系统：
5、主驱动泵软启动器跳闸 主要表现为在正常掘进过程中，软启动主开关突然出现故障跳闸并引起刀盘 停止转动。 处理措施： ①查看软启动器报警历史记录 ②根据报警历史记录检查软启动器 ③如出现F1（单相输入故障），检查软启动器和电机，是否出现故障。 ④如出现F2（电机热保护），检查软启动器和电机，是否出现故障。 ⑤如出现F3（软启器过热），检查软启动风扇运行状态和周围环境温度 ⑥如出现F4（电流限制启动时间），检查电机连接、软启动插头连接
流阀）
盾构机PLC通信：
盾构机PLC组态：
盾构机PLC通信：
盾构机PLC通信（IM153）:
盾构机PLC通信 （编码器） ：
A:绿色通信线（in） B:红色通信线（in） 终端电阻 通信地址
ห้องสมุดไป่ตู้
盾构机PLC通信 （倍福模块）：
A:绿色通信线（in） B:红色通信线（in） 终端电阻 通信地址
刀盘及主驱动系统：
刀盘及主驱动系统：
刀盘及主驱动系统：
刀盘及主驱动系统：
刀盘及主驱动系统：
刀盘及主驱动系统：
刀盘及主驱动系统：
3、HBW用量较大 盾构司机发现从某环后，HBW油 脂用量有增多趋势，维保人员未 及时查找原因。时隔几个工作日 后，维保人员在巡检过程中发现 HBW油脂同步分配马达处，有油 脂溢出。 处理措施： 1、清理分配阀处黑油脂。 2、检测HBW内/外同步分配马达 某缝隙处都漏油。 3、更换HBW内/外同步分配马达 漏油缝隙处密封。 备注：正常清洗HBW同步分配马 达时，注意防护密封，一旦损坏 ，及时备件更换。
盾构机常规电信号： 11、110mA~570mA（推进系统电磁比例溢流阀） 12、250mA~600mA（推进系统电磁比例调速阀，
分组不同电流范围不同）
13、180mA~1200mA（推进泵头比例溢流阀） 14、 300mA~700mA（螺机转速调速溢流阀） 15、 300mA~700mA（刀盘转速调速溢流阀） 16、250mA~600mA（红蓝缸、旋转、前进/后退溢
刀盘及主驱动系统：
处理措施： ①观察HBW泵是否工作正常，是否 有严重漏气等现象 ②观察进气压力是否过低而导致泵 动作缓慢 ③观察泵出口压力是否过大，管路 堵塞 ④检查中盾部位HBW分配马达是否 正常工作 ⑤检查气动球阀开启、关闭状态 ⑥检查有分配马达或者管路有没有 堵塞和内部磨损的现象。 ⑦ 分配阀脉冲计数器计数是否正 常
6、将电源模块“待机开关”关闭。此时PLC所有灯都熄灭。将新的PLC 程序卡插入卡槽（注意程序卡的位置）。 7、将电源模块“待机开关”打开。待CPU模块，STOP LED 黄灯常亮时。 将选择器拨到“RUN”。此时”STOP LED“黄灯常亮，”RUN LED”绿灯闪烁。 大概1-2分钟后，”RUN LED”绿灯常亮，“STOP LED”熄灭，PLC正常运行。
盾构机PLC模拟量电信号： 1、4~20mA电流信号
如：土压力传感器、刀盘油温、螺机仓门开度、泡沫流量等
2、0~10V电压信号
如：琴台电位器信号、注浆面板电位器信号、盾体推进放大板输入信
号等
3、±10V （ -10 V~ +10V）电压信号
如：拼装机红/蓝缸伸缩、旋转、前进后退等信号
备注：PLC的输入、输出通道有哪些类型： DI开关量输入、DO开关量输出、 AI模拟量输入、AO模拟量输出
刀盘及主驱动系统：
1、内循环水低液位报警 如果内循环水液位低于设定值，冷却泵会停止工作，引起空压 机、驱动马达等冷却系统故障，最终停机。 处理措施：在水位低于设定报警值前及时加注蒸馏水直至报警取 消。 2、 HBW脉冲计数低于最低值 如果HBW泵工作时脉冲计数低于最低设定值，在刀盘运行时间 超过设定的保护值时，刀盘会自动停止转动。
刀盘及主驱动系统：
刀盘及主驱动系统：
6、主驱动泵软启动器旁路接 触器不吸合
盾构机在工作时，上位机 报警1#软启动器故障，软启 动器现场面板显示“旁路接 触器不吸合”，复位重启后 还是故障，检查外部线路和 信号正常。查询说明书和咨 询相关专家一致认为软启动 器本身损坏。
刀盘及主驱动系统：
7、主驱动变频柜进线铜排烧坏 在盾构机掘进过程中，主驱动泵突然跳闸，检查时发现是由于主驱动变 频柜的一侧进线铜排烧坏引起。 分析原因：经现场检查，原因确定为铜排顶紧螺栓松懈，掘进时通过大电流 引发起弧发热，致使铜排外面绝缘胶皮和壳体烧坏。 建议：为保证设备正常运转，必须定期对盾构关键电气元件接线端子（软启 动器、变频器、高压相变、高压隔离开关、主断路器、无功补偿系统、主接 触器等）的螺栓紧固力进行检查，达到要求的扭矩。特别是对于一些硬岩地 层中掘进的盾构，本身震动较大，螺栓在长期震动过程中容易松懈，所以要 定期进行复紧。
盾构机PLC通信：
盾构机PLC通信：
盾构机PLC通信：
盾构机PLC通信：
盾构机PLC通信：
PLC“电源模块”指示灯
INTF （红色）内部故障（5v/24v短路或过载） BAF （红色）电池故障（背板总线电池电压过低） BATT1F （黄色）电池1故障（极性接反、缺少电池、电池耗尽） BATT2F （黄色）电池2故障（极性接反、缺少电池、电池耗尽） DC5V （绿色）输出电压在允许范围内 DC24V （绿色）输出电压在允许范围内 FMR 按钮 故障消息复位 待机开关 在“0”位时，不允许对外供电
8、长按琴台”复位按键“（左上角）直至上位机”参数界面“参数变为初始值。
盾构机常规数值及其PLC组态 刀盘及主驱动系统 推进铰接系统
目录
管片拼装机系统 出渣系统 液压流体常见故障
刀盘及主驱动系统：
刀盘及主驱动系统：
若要启动刀盘，必须保 证所有的启动条件都已经满 足。在相关的启动条件满足 后，上位机相应显示项会变 绿。如启动条件中有一项不 变绿，就说明该项没有启动 或启动功能出现故障，应立 即对其进行检查，排除故障 后启动。
刀盘及主驱动系统：
刀盘及主驱动系统：
8、刀盘扭矩增大、总推力上升、 速度下降 软土地层：在盾构掘进过程中， 如突然出现刀盘扭矩增大、总 推力上升等现象，首先检查渣 土改良系统。一般都是由于泡 沫注入不顺畅，造成渣土改良 不善引起，检查管路是否堵塞， 如堵塞尽快查明原因并解决。 时间过长，堵塞更严重。
刀盘及主驱动系统：
目前大部分中铁系列盾构机，采用的是内、外密封控制次数为12次 /2min，8次/2min停机，10次/2min报警的参数设定。即每2分钟周期理论脉 冲计数12次；假设低于10次/2min，上位机显示报警；假设低于8次/2min （持续5分钟），刀盘异常停机。重新启动刀盘后，刀盘能再次启动。
盾构机常规电信号： 1、4~20mA电流信号 2、0~10V电压信号 3、+-10V （ -10 ~ +10V）电压信号 4、12VDC （摄像头电源） 5、24VDC（传感器电源、电磁阀电源）