某盾构机电气故障诊断分析及处理方法

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　　摘要：本文主要阐述了盾构机容易出现的故障，介绍了解决盾构机电气故障的处理方法。
　　关键词：盾构机;故障诊断；处理方法
　　随着城市交通运输压力的日益凸显，地铁这一快速、高效、安全的运输方式势必使沉重的城市交通压力得到缓解。而修建地铁的施工进度一般是比较缓慢的，盾构机的出现使施工进度得到明显提高。盾构法施工以其优质、高速，安全的优势被广泛应用。同时，解决盾构机故障是盾构施工中一个比较棘手和重要的问题。如何快速、准确地检查并解决盾构机的故障是我们一直探索和研究的问题。
　　下面介绍某盾构机出现的故障以及相关解决方法。
　　1盾构机原理
　　盾构机是一种综合性很强的机器，仅电气部分就包括电力、电子、电力电子、电机、可编程控制、计算机通信、传感与检测等多方面的技术。
　　盾构机采用电力作为动力来源，通过PLC、触摸屏、变频器、气动、液压来实现隧道掘进中各个环节的自动化。高自动化控制是某盾构机的主要特点，盾构施工过程包括挖掘、推进、导向、渣土的改良、渣土的传送、注浆、管片的拼装等；这些过程采用PLC、触摸屏及一些主令开关来实现人机对话。但是，高自动化也为盾构机的安装、调试、维修带来了更大的困难。
　　PLC和触摸屏是盾构机实现自动化的途径，在盾构机维修和调试当中如果能够将图纸、PLC程序和实际情况有机的结合起来，将大大缩短维修、调试时间，提高故障判断的准确性，减少很多可以避免的麻烦，下面将距离进行具体说明。
　　2工程实例
　　2.1故障1
　　2.1.1故障现象
　　刀盘不能启动，刀盘过热故障灯亮。
　　2.1.2故障查处过程
　　1）检查10台刀盘电机过热保护输出线均处于正常状态，这表明刀盘电机很可能没有真正过热，而是过热信号在传输过程中出现丢失。
　　2）对PLC程序进行分析该部分的PLC构成如图1。
　　盾构机操作盘的程序如下：
　　11944LDM9032
　　M9032=1秒时钟
　　11945ORM2718
　　M2718=刀盘电动机过热Bz停止
　　11947ANDM2618
　　M2618=刀盘电动机过热
　　11949ORM1027
　　M1027=电灯检验(触摸P)
　　11950OUTYIDA
　　YIDA=刀盘电动机过热PL

　　图1：操作台控制盘PLC构成图
　　

　　由程序可以知道，10台电机只要有1台电机过热，输出继电器Y1DA都会动作，刀盘过热故障灯都会亮，传输继电器B676-B67F的值由操作台控制盘的输入继电器X076-X07F传输得到，监视程序运行发现10台电机都出现过热，与（1）中检查的结果。这肯定了故障并不是由外部电路引起的，而很可能是由PLC模块本身引起的，负责电机过热信号接收的是输入模块A1SX42-S1。
　　3）拆除输入模块A1SX42-S1，对其进行检查发现其电源插头线焊接处出现脱落。
　　如果不是应用程序监控去发现问题，而在外部电路上下功夫，必将误入歧途，找不到问题的所在，从而耽误了大量的时间，影响到工程的进度。
　　2．2故障2
　　2．2．1故障现象
　　在进行刀盘电机个调试的时候发现1、3号电机不能启动。
　　2．2．2故障查处过程
　　1）检查刀盘工作情况，10台刀盘电机分别由10台东芝变频器进行控制，控制信号通过操作室的操作面板和触摸屏传给操作盘PIC，最后传给变频器。启动1号电机时，这表明故障原因并不在刀盘电机本身，为了充分的证明这一点，把1号电机接到5号变频器下，启动5号变频器，发现刀盘工作正常。
　　2）PIC程序监控，当启动1号电机时，1号电机的启动信号，正反转信号和速度信号均已经到达变频器控制PIC，并且都输出正常。在变频器处测试其输入的信号，发现启动电机时，电机的启动信号、正反转信号也均到达。其速度控制信号的传输如图2。
　　
　　图2变频器速度控制信号传输网络示意图
　　由于其速度信号由8芯网络线进行传输，所以不便直接测试，只能用1号变频器的速度控制线控制5号变频器，测试结果表明5号电机能正常工作，这表明信号传输线没问题。
　　3）拆开控制面板检查，启动1号电机时，变频器控制屏上显示0.0，输出端没有电压输出，这说明变频器已经启动，但因没有速度指令而没有开始运转。问题一定在于熟读信号在从控制面板到变频器CPU的传输过程中丢失。拆开控制面板发现，控制面板的信号接受部分被烧黑，部分电子元件已经损坏。换掉控制面板就解决了问题。
　　由此可知：解决这类故障的关键在于结合图纸、程序和实际故障状况，排除其他因素的干扰，尽可能采取办法缩小故障的可能发生范围，最后将故障确定在一个点上。
　　通过上面的案例我们可以看到：（1）我们对于盾构机的维修和日常维护，首先要熟悉它的工作原理和电气、液压、机械之间的关联情况，以及设备各系统中各个零部件所起的作用，只有这样才能快速准确地解决问题。（2）维修设备应遵循先“看”后“想”再“动手”的原则，机器出现故障时首先要看清楚是什么故障，是否是因为机械、液压或其他部分原因造成的，不要盲目动手，以免影响维修速度甚至将问题扩大化，找到问题根源后再动手。这样往往可以达到是事半功倍的效果。（3）维修设备时应先外后内，首先检查电线是否破皮、断裂、脱落等明显问题，往往简单明显的问题最容易被忽视。（4）设备问题解决后最好做个详细记录：什么问题；维修过程及结果。以后再遇到同样问题看一看记录，可以节约时间提高效率。也可以使其他维修技术人员单独排除故障时有据可依，少走弯路。（5）另外设备的日常维护、保养也相当重要，正确到位的保养可以降低设备的故障率、提高设备使用寿命进而增产增效。[!--empirenews.page--]
　　所以，要想准确、快速地解决盾构机故障，平时就要做到“四勤”：勤学，勤记，勤看，勤保养。只有把这“四勤”做到位了，出现故障时才不会手忙脚乱，一般的常规问题就会迎刃而解，而比较复杂的疑难问题也会在正规的分析中找到答案。
　　3结论
　　作为盾构机使用单位，通过对盾构机核心的控制部分进行不断的学习和实践，不断掌握盾构机PLC、变频器等技术，在熟练掌握了电气图纸和PLC程序的基础上，利用周密的思维方式准确、快捷的判断故障所在是解决盾构机电气故障的关键。