中铁隧道股份有限公司 河南郑州 450000
摘要：科学技术的发展迅速，我国的各行各业的发展也有了改善。为了满足经济发展需要，减轻地面交通工程的压力，我国不断增加地下隧道、巷道等的开挖。而随着社会科学技术的发展，隧道工程的施工技术也在不断创新。通过盾构机的使用，可以保证隧道地下开挖技术的稳定性，满足现代工程项目施工的基本需求。但是在盾构机实际运行中，其电气系统受到施工环境复杂、用电量大的影响，在施工作业中容易发生电气故障，无法满足系统运行的稳定性。因此，在盾构机电气系统运行的过程中，施工单位应该结合盾构机的特点，进行电气系统组成的分析，及时发现电气系统出现的故障，并针对故障问题构建解决措施。通常状况下在盾构电气系统故障排除过程中，应该按照先简后繁、由外而内的原则进行。在盾构机实际运行中，PLC程序出现的问题较少，需要先对电气外部故障进行检查，在可能的外部故障排除之后才需要考虑PLC系统，以提高电气系统排查的及时性，满足盾构机电气系统运行的稳定需求，为设备的生产运行提供支持。
关键词：PLC系统；盾构机；电气调试技术分析
引言
盾构机是一种大型隧道专用施工设。集机械、液压、电气、PLC控制等多学科技术为一体，具有其隧道开挖速度快、安全、地面沉降控制好等优点，但由于其自身设备庞大，机械液压电气系统组成复杂的特点，这对设备的调试与日常的运行维护提出了更高的要求。
1PLC系统在盾构机电器调试当中应用的价值
PLC系统（ProgrammableLogicController），代表可编程逻辑控制器，可以与计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术结合在一起，在开关量处理、模拟量处理和运动控制等方面发挥重要功能。今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。盾构机作业的环境比较复杂，进行电气调试可以显著提高盾构机运行的精密程度，避免出现安全事故，基于PLC系统对整个盾构机结构进行升级，可以（1）根据洞沟机的实际使用条件，尤其是井下作业条件、施工地空间位置大小、始发井设计、隧道内远近端工作空间以及工作环境，进行系统的工作分析。（2）对于盾构机主井下的下井顺序、不同的施工环境、不同的施工方案以及不同的吊装设备等，进行合理的分析以及动态化的安排。（3）这种PLC系统的自动化数据抓取能力以及数据分析能力，已经远远超过了人力计算的限制。可以选择最优的调试路径，对于调试过程当中存在的一些问题进行预判以及分析，避免后续出现生产去事故。
2基于PLC系统的盾构机电气调试技术分析
2.1元器件故障及排查方法
结合盾构机电气系统运行状况，当元器件发生故障时，给系统运行带来很大限制。首先，在盾构机电气系统中的继电器发生故障，接触器的元件损坏或是烧掉，系统无法正常启动电机或输出信号。在排查中，可以观察电磁线圈上电压继电器的运行状态，检查系统失电之后继电器是否复位。当线圈上加电时，观察触点是否接通良好。其次，在传感器以及电磁阀等元器件发生故障时，由于电流较小，发生隐患时不容易检查，针对这种故障，需要采用排除方法，检修人员需要将传感器接到其他相同工作的传感器接口上，如果传感器正常运行，再将其接回到该接口，观察是否正常，如果不能正常工作，则判定传感器接口问题，需要对接口进行更换，之后按照上述排除方法，进行传感器线路故障的检修。以某型拼装机的故障检测为例，检查内容包括以下几点：第一，控制拼装机平移油缸以及提升油缸运动时，检查电磁阀是否正常；第二，操作手柄时检查报警指示灯是否正常，通过对这些项目的检查可以发现，系统的无线发射、接收信号等是否处于正常运行状态。第三，将遥控器拆开之后发现，系统中控制前后及提升的操作手柄上2个弹簧与电路接触板接触是否正常。
2.2高压电源送电操作
盾构机的动力电源由地面10KV高压电缆接至盾构机的后部台车上，送高压电之前应保证盾构机上所有用电设备闸处于断开状态，在专业电气工程师检查确认后由地面高压电工进行高压送电操作，高压送电完成后应检查设备是否有相序检测报警。如有相序检测报警需要进行倒相操作，地面高压电工应断开高压电源，把此路高压的手车摇出并合上地刀。然后进行线序倒换作业，倒换其中任意两条线的顺序即可改变相序的状态。倒换线序完成后即可按送电步骤操作重新进行高压送电。
2.3严格做好技术把控
电气调试质量的高低将直接影响盾构机掘进过程是否顺利，因而在PLC系统应用的过程当中，技术人员还要对隧道施工进度和施工设备进行充分考虑，从使用寿命、使用成本的角度提高PLC系统设计的精准程度，注重关键技术环节，做好规范性作业。尤其是应用PLC系统，对于盾构机的装配图纸、调试图纸、液压系统图纸、电气系统图纸、气压系统图纸进行优化分析。首先，在调试的过程当中，要始终对井底板和隧道中心线标高进行自动化测量，使PLC系统可以自动补货托架反力架安装的位置，并且按照红外分析，精确传感、遥感等等，确保这些数据的准确性。其次，通过PLC螺栓紧固技术，对于盾构连接中心螺栓的顺序进行分析，并通过液压扳手分两次打紧，使得紧固扭矩达到相关的要求，并应用自动打孔方式，做好相关的PLC标记，其他的电气调试标记按照图纸进行优化分析。再次，应用PLC系统对于螺旋输送机密封等相关的密封工作进行定点定位测量，通过抽空实验、淋水试验、闭水实验等等，对于清理密封、安装对面位置的调试状态进行优化分析，必要情况下，可通过PLC自动涂抹技术，应用专用密封胶水提升密封效果。最后，对于AR管路和电器管线进行优化调试，按照PLC自动图纸对比，以及管路标牌和信号连接方式，对于密封圈的安装进行准确性调试，避免出现漏油管道泄漏等现象。为了提升完整程度以及密封程度，还要进行液压油箱的清理，在调试之前少量注入液压油，采用部分系统测试以及PLC自动更换等方式，进行及时的清除，避免对后期的运营产生不利的影响。
2.4盾构机电气系统的保养措施
在盾构机系统实际运行的过程中，其保养方案主要针对机械液压方面。对于这种方案而言，电气系统维护及保养中的工作量小，缺少及时有效的维护，当电气系统运行中出现问题，检查难度较高，无法满足盾构机电气系统运行的稳定性。因此，盾构机电气系统维护人员，应该加强对电气图纸的学习理解，并且应该针对设备的使用状况进行系统的日常维护，维护工作包括：第一，检查控柜的冷却系统；第二，关闭所有电柜门；第三，检查流量计、传感器的工作状况；第四，检查容易损坏的器件运行状况；第五，检查控制面板、充电器等设备的运行状况。通过电气系统维护及保养工作的完善，可以保证盾构机电气系统运行的稳定性，避免工程施工中系统运行安全隐患问题的出现。
结语
在发现盾构电气系统故障问题的过程中，为了实现电气系统故障检测的有效性，相关人员应该准确掌握盾构电气设备的组成情况，并结合故障出现的原因，进行故障的及时排查，并按照先简后繁、由外而内的原则进行，由于系统中的PLC程序出现问题较少，需要先对电气故障进行检查，在外部可能故障排除之后才需要考虑PLC系统，通过顺序性检查方案的构建，充分保证盾构机电气系统运行的稳定性。一般情况下，在故障检查中，应该通过线路连接故障、元器件故障、参数及程序故障等，进行排查方案的确定，以保证故障检测的及时性，提高在盾构电气系统故障解决的有效性。
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