盾构机电气系统与故障问题排除技术分析

朱少琼

摘要：盾构机电气系统集中了多种学科的知识，在隧道开挖的过程中发挥着重要作用。在运行过程中，盾构机电气系统可能会发生各种故障，给系统 的正常运行带来了较大的隐患。为此，需要深入研究盾构机的组成结构及故障发生的特征，提出针对性的解决策略，提高盾构机电气系统运行的稳定性。本文主要阐述了盾构机电气系统与故障问题排除的方法。

关键词：盾构机电气系统;故障问题排除策略;PLC 控制系统

当前，社会经济发展速度日益加快，交通压力日益增加，为了保证隧 道开挖工程的稳定性，需要不断革新盾构电气系统，满足施工过程的需求。

一、盾构机电气系统概述分析

（一）盾构机概述

当前，盾构机融合了机电技术、液压技术和自动控制技术，是一种综 合性较强的机械设备，能够开挖土壤，完成输送支护任务。该技术的先进 性较强，在处理大型工程时具有十分重要的应用。机械系统、液压系统和 电气系统是组成盾构机的三个主要部分。首先，机械系统主要包括刀盘、 连接桥及台车等硬件设备，对整个骨架起着重要的支撑作用。液压系统包 括油缸、马达及管道等多种设备，给设备的正常运行带来源源不断的动力，使其能够顺利完成传动工作。电气系统运用了以 PLC 技术为基础的编程工 作，能够提高系统运行的稳定性与可靠性。盾构机设备的用电量较大，工 程状况十分复杂，需要及时排除作业隐患，确保电气系统的正常运行。

（二）盾构机电气系统的组成分析

高压供电系统、低压配电系统、传感器装置及 PLC 输出装置均为盾构 机电气系统的重要组成部分。供电过程中的电压值高达 10KV，能够沿着电 缆传输到变压器上，为主变压器提供电力源泉。变压器产生的低压供电可 以提供给电源柜、电泵站及控制柜使用。在主控制空间当中，安装着 PLC 控制系统，是整个设备的核心。PLC 控制系统能够读取系统中的信号，将 其传输到操作界面当中，为操作人员提供可操作机会，使其能够准确接收 指令信息，以便快速完成盾构机的掘进与拼装任务。位于各个设备处的控 制柜属于 PLC 分层控制系统，可以通过通信线和主控制中心连接起来，以 便能够控制局部的设备。

二、盾构机电气系统发生的故障及其排除方法分析

（一）将盾构机电气系统的线路连接起来

在分析盾构机电气系统故障时，需要分析元器件和模块的连接问题，避免出现接触不良或者是短路的情况，确保信息传输过程的流畅性，降低 传输过程中发生错误的概率，确保信号能够传输到信号处理模块当中，确 保电气系统的正常运行。盾构机线路的连接线路较长，内部组成十分复杂，作业人员需要通过线路短接测量其通断情况，确保线路传输工作的正常进 行。若电路中的电阻值较高或者出现了断路问题，说明线路无法维持正常 运行状态，需要重新组装电路中的各个元件，提高设备运行的稳定性。

（二）排查元器件的故障

在元器件发生故障时，会限制系统的正常运行情况，需要及时排除隐 患。首先，若盾构机电气系统中的继电器发生了故障，需要考虑元件损坏 或者是烧坏情况，确保电机能够持续输出信号信息。在排查时，电磁线圈 上的继电器运行稳定，需要检查系统的失电情况，确保继电器能够维持到 复位状态。在线圈连接电源时，需要检查触点的连通性，避免发生连接中 断情况。同时，若传感器或者电磁阀门等部位发生了元器件故障，会导致 此处的电流强度较弱，难以及时排除隐患。为了有效改善此类问题，需要 将传感器连接到对应的连接口上，使得系统维持正常的运行状态，判断传 感器接口的有效性。若接口发生了故障情况，需要科学选择故障检测方法，提高维修效率。第一，需要控制拼装机油缸的平行移动位置及运动情况，确保电磁阀门处于正常的运行状态。第二，需要检查手柄上的警报指示灯是否处于正常的工作状态，确保系统发射及接收信号过程的质量。第三，在拆封遥控器时，需要检查弹簧与电路接触板接触性能，使得电路维持正 常的运行状态。

（三）排查程序及参数的故障

在排除元器件及电路的隐患之后，盾构机的电气系统可能仍然无法处 于正常的工作状态下，需要检查 PLC 控制程序的合理性，调整程序运行参 数。首先，相关人员需要调试螺旋输送机的运行情况，测试其最大的转速 值，避免检测结果与测试结果之间出现较大差异。检测表明，螺旋输送机 的线路及元器件均为发生故障状况，核心控制系统的信号传输过程也处于 正常状态。检测人员需要提高阀门板的参数值，降低电流输出值，排除放 大板中存在的各种隐患，积极调整程序中的做个参数。在此过程中，检验 人员的专业素质水平及编程能力必须过硬，尽量少改动程序中的参数。

三、解决盾构机电气系统中故障的有效策略分析

在解决系统故障时，需要将电源作为检测的重点部位，确保外部线路 的完整性，首先检查 PLC 运行程序的故障情况，排除故障点信息，确保系 统维持稳定的状态。

首先，在遇到线路连接故障时，需要检查线路之间的短路及接触不良 情况，确保信号能够正常运输，及时传送到数据处理模块中。实际上，盾 构机内部的线路构成十分复杂，处理短路故障及电路断开问题具有较大的 难度。

在处理该问题时，可以运用电线短接电箱中的线路，测量另一端的电 阻情况，验证线路的运行情况。若出现了断路情况，需要检查接头处是否 有松动的情况，迅速查找故障所在的位置，确保所有设备的正常运行。

其次，在解决元器件的故障情况时，可以逐个检查元器件的故障情况，使得设备处于正常的運行状态。

最后，若在排查了元器件及线路外部的故障问题之外，线路仍然不能 维持正常的运行状态，需要检查放大板参数的质量问题，确保 PLC 控制程 序正常运行。例如，在调试盾构机质量问题时，螺旋输送机的转速较低，与预定值之间存在着较大的差别。因此，需要仔细检查程序中的异常状况，寻找问题发生的原因，调整参数状况，提高螺旋输送机的转速大小，满足 设计标准值。

结束语：

综上所述，为了提高发现故障的效率，作业人员需要检查掌握电气系 统的内部构成情况，寻找故障产生的原因，按照由简单到复杂、由外向内 的顺序完成故障检测工作，避免 PLC 控制程序中出现较多问题，构建起有 效的检测机制，提高盾构机电气系统运行过程的稳定性。

参考文献：

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