摘要：盾构机是一种用于隧道掘进的关键性施工设备，有盾构机的存在，可以让隧道施工人员降低施工风险/有效的提高隧道施工效率，因此盾构机的存在是十分重要的。而在盾构机的实际应用中，需要相关人员对盾构机的系统调试展开合理分析，并做好对盾构机的故障分析，找到盾构机的故障解决办法。目前盾构机的调试需要正确的工作思路，对于盾构机中一些故障也要及时解决，这对工程的开展是至关重要的，而为了让盾构机保持良好的运行，就需要对以往系统中常见故障展开分析，找到解决的对策。本文对盾构机系统调试以及故障处理展开分析，希望对盾构机电气系统的科学化应用是有所帮助的。
关键词：盾构机电气系统；调试故障；解决方法
前 言：
盾构机的各类用电设备非常多，耗电也非常大，在盾构机的实际作业中，电气事故很容易发生，并且导致盾构机的操作设备被损坏，甚至会对施工作业人员造成安全威胁。因此对盾构机展开系统调试，要注重对盾构机各机构功能性展开严格分析，找到盾构机系统中一些错误以及不足，排除盾构机的故障，让设备操作更加安全，也是让工程的开展可以更加顺利。
一、盾构机电气系统组成
盾构机的实际运行中，电力是主要的动力来源，供电电压为10kV，盾构机系统中，有高压供电、低压配电、PLC系统以及计算机采样系统等，机械液压是盾构机中非常重要的部分，对其进行细分，还可以分成刀盘驱动、管片输送等诸多的系统。盾构机的整个系统中设备非常多，各部分的组成十分复杂[1]。所以对盾构机展开调试以及故障处理是非常有难度的。
二、盾构机电气系统调试思路
调试要求的标准来自于设计的主参数，主要设计参数有参数规格书、液压原理图、电气原理图、结构图等。具体调试思路如图1：
图1 具体调试思路
（一）高压送电，分级合闸
在盾构机完成整体的组装之后，对盾构机的拖车以及灯线控制线展开检查，可以给拖车以及盾构机的盾体照明灯送电，对盾构机中的拖车变压器展开线路检查，对油位以及油温进行确定，检查线圈的连接质量，并对变压器进行耐压实验，确定耐压试验合格与高压相序正常的情况下，可以将高压的开关打开，为拖车配电箱进行送电。对急停按钮进行手动复位，然后用万用表，对开关下级的线路以及接地现象展开检查。确定无误后可以进行合闸操作[2]。
（二）参数设置
主要是对电力参数仪展开参数的设定，设置补偿器的参数以及断路器的参数等，这些是盾构机动力系统的各类参数，要根据图纸要求进行设置。在进行通电之后，可以保证各方面参数正常[3]。
（三）上载PLC程序
通常盾构机都是PLC控制的，主机系统运用的是主站和远程智能模块，主控系统是可编程控制系统。
（四）打通PLC通讯回路
对通讯回路展开检查，其中线路正常，然后将通讯地址依据图纸上的要求，进行合理设置，然后给所有的模块送电。
（五）消除警报点
在这个过程中，是这个盾构机调试的重点，结合盾构机触摸屏报警的详细信息，可以报告盾构机的故障代码，然后依旧设计图纸上的指示，可以找到故障所处的位置，便于进行故障的排除。
（六）安装导向系统和上载数据采集系统程序
对数据采集程序进行控制，并对数据采集程序展开安装，在数据采集系统中，都要进行上位机程序的安装，在数据采集的计算机上，进行上位机程序安装，其中有备用程序，在导向系统的安装中，是专业厂家负责安装以及调试的工作。
（七）检验系统功能
对各个系统展开检查确认，确定系统功能可以正常发挥。
三、盾构机电气系统常见故障与解决方法
（一）解决原则问题
在盾构机的故障检查以及解决过程中，需要合理的问题解决原则。先易后难和从外到内，这是对盾构机展开系统检查的主要原则，先进行检查的，是盾构机的电源，盾构机中电力是主要的动力来源，所以对电源展开检查是首要的步骤，电源若是存在问题，盾构机的各个系统将无法工作。然后是对盾构机的外部线路展开检查[4]。外部线路是比较容易检查的部分，发现问题也会比较直接。在盾构机系统中，PLC程序很少会出现问题，电气故障的检查也是要先从简单的位置入手，逐渐进行深入，在外部发现故障后要进行逐步排查，之后才会考虑PLC程序会出现的问题。这样可以让盾构机的故障解决更加高效，让问题更快地暴露出来，解决盾构机的故障，从而让盾构机的问题得到解决，恢复工作也会更快。
（二）连接线路问题
盾构机中的设备是非常多的，各类的用电设备需要用线路进行连接，元器件与模块之间要经过线路连接，或者是在通讯网络间，也要经过线路才能实现相互连接。如果是线路出现故障，比如线路接触不良，或者是部分线路损坏，就会对盾构机整体造成影响。比如通讯网络的线路出现问题的时候，数据传输就会受到阻碍。数据信号将会难以传递到PLC程序数据处理的模块[4]。而线路中断以及短路，这是非常难以处理的故障，因为在盾构机中各类线路是十分复杂的，线路很长，连接的部位也非常多，所以对盾构机的线路问题展开处理，有限的方法是找到盾构机的电箱线路，把其中的一端进行连接，对另一端电阻展开测量，若是显示线路出现了短接的情况，那证明线路是正常的，若是有电阻，或有电路，那么线路就是有问题存在的，可能是因为接头松动，或者是线路终点，这个时候就要找到其中的故障点，然后将线路连接好，盾构机就可以正常工作。比如在一次盾构机调试过程中发现：刀盘未启动时CClink正常，刀盘启动后出现变频器异常警报，经检查主站CClink与刀盘变频器通讯确认正常，并对变频器参数核对，未发现异常；随即队线路进行检查，发现CClink通讯线与刀盘变频柜动力线距离太近，刀盘系统启动时瞬间电流形成的磁场对CClink通讯造成干扰，随即对CCLink线重新走线后，恢复正常。
（三）元器件故障
在盾构机中继电器以及接触器这些部件若是出现损坏，或者是在使用中被烧掉，那么盾构机就无法将继续工作，可以对盾构机的电磁线圈展开观察，在上面加额定电压，看继电器是否能继续工作，在失电后是否可以复位。若是线圈没有加电压的情况下，常闭触电是否保持正常接通，以及常开触点的具体情况。在盾构机中，电磁阀以及传感器这些元器件，因为这些元器件电压是非常小的，通常外观上不会发现有什么问题，对这些问题展开处理，需要运用排除法，可以将传感器连接到对应的接口，观察是否传感器可以工作。如果传感器可以工作，可以把其他工作状态正常的传感器也在故障接口进行连接，观察设备的工作是否正常。若是无法正常工作，那么这个接口就是存在问题的，以此规律进行类推，排除线路的故障以及接口故障之后，可以找到元件具体出现故障的部位，若是元器件或者接口出现了损坏，那么就要对设备展开更换。比如在一次调试盾构机的时候，在上载程序后发现CPU模块报错，通过PLC系统自诊断出故障代码2100（图2）；经过分析此故障为综合故障，可能由以下3个原因造成此故障：
（1）PLC系统智能模块I/O分配的起始X/Y地址与实际不匹配；
（2）PLC系统内本地智能模块插槽位置排序与实际智能模块排序不符；
（3）本地智能模块初始化程序错误（图3）；
（4）本地智能模块硬件损坏；
通过逐一排查，本次故障由（1）、（2）、（3）个原因共同造成，解决上述问题后PLC系统恢复运行正常。
图2 故障代码2100 图3 本地智能模块初始化程序错误
（四）参数及程序问题
若是电气线路以及各类的元器件已经排查，并未在其中发现故障点，那么就可以对程序展开检查，PLC程序是最后的检查部分，通常情况下是难以出现问题的，但是也有因为程序问题造成盾构机故障的情况。
结论：
总之，盾构机是当下在隧道掘进中非常重要的设备，在盾构机中各类的用电设备是十分复杂的，对盾构机中的电气故障展开检查，并对盾构机的故障进行解决，才能让工程保持合理进度。只是盾构机结构是十分复杂的，其中的用电设备也是相当繁杂，对盾构机展开检查有一定的难度，要加对盾构机的全面检查，让盾构机的运行达到要求。
参考文献：
[1]程万里.管线保护对地铁车站设计的影响——以桩间挡板和盾构平移为例[J].价值工程，2019，38（23）：213-214.
[2]施振丁.城市隧道施工中盾构机螺旋输送器卡壳一种脱困方式研究[J].建材与装饰，2019（21）：237-238.
[3]李凤远，冀勇，张贻凡，陆春华.基于局部特征尺度和FastICA的盾构机轴承故障诊断应用[J].国防交通工程与技术，2019，17（04）：22-26.
[4].铁建重工盾构机莫斯科地铁施工显神威——中国铁建人自带神器，帮当年的老大哥修地铁[J].市政技术，2019，37（04）：3.
[5]于颖.土压平衡盾构机电气系统概述及电气故障处理方法与心得[J].科技创新与应用，2015（10）：113.
论文作者:罗得彬
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/11/8
标签：盾构论文; 故障论文; 系统论文; 线路论文; 程序论文; 模块论文; 机电论文; 《基层建设》2019年第22期论文;