TBM盾构电气控制系统.ppt

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1、TBM盾构电气控制系统TBM盾构电气控制系统讲课内容1。TBM盾构电气控制系统的组成2。PLC控制系统在TBM盾构机上的应用3。常用安全保护电路在TBM盾构机上的应用4。常用传感器在TBM盾构机上的应用5。TBM盾构机电气系统维修保养6。TBM盾构机常见电气故障的处理电气系统构成高压供电低压配电盾构PLC自动控制系统计算机数据采集系统机械液压系统控制，包括：刀盘驱动系统推进系统管片拼装机和管片输送系统铰接缸系统螺旋输送机、皮带输送机系统泡沫和膨润土系统盾尾密封系统同步注浆系统集中自动润滑系统冷却系统

2、仿形刀系统盾构机供配电系统组成高压供配电：由于盾构机整机负荷较大，因此盾构机采用高压10KV供电。为保证盾构机连续掘进，采用100m高压软电缆和高压电缆卷筒实现连续不间断供电。变压器：TBM及盾构机常用的变压器有波纹密封油浸式和干式变压器两种。油浸式变压器具有体积小、价格低等优点，但其维护不便；而干式变压器维护方便，过载能力强，但体积大、价格贵。因此目前一般常见的是盾构机采用的是全密封油浸式变压器，它使变压器内部与大气隔离，防止油的劣化和绝缘受潮，增强了运行的可靠性。TBM采用的是干式变压器。软启动

3、器：功率较大的电动机直接启动时有较大的冲击电流，为了避免启动电流对电网的冲击，对大功率的电动机采用软启动器启动，中小功率的电机采用星三角启动或直接采用启动方式。无功功率补偿：采用补偿电容器在低压端集中补偿的方法，利用无功功率自动补偿控制器对无功功率进行自动补偿，它实时监测系统的功率因数，通过控制接触器切换电容组达到动态补偿功率因数的目的。补偿后的功率因数不低于0.9。盾构机供配电系统组成主机控制系统的组成：主机控制系统盾构机主机控制系统采用主从、上下位机和分布式I/O结构。上位机为PC（个人计算机）

4、和墙面式工控机组成的基于Profibus-Dp协议的现场总线的计算机局域网络，下位机是以SiemensS7-400为主站的可编程控制器系统。工控机和数据采集系统墙面式工控机为SiemensPC670人机界面，采用彩色液晶触摸屏，安置在盾构机操纵室内控制面板上。用于设置控制系统参数和显示数据，由现场操作人员使用。其余PC根据需要可以放置在机电工程师室和经理室。这些计算机上均安装WINCC（WINDOWSNT版）软件，用于对隧道内的施工情况进行实时监控，打印报表和其他管理工作。盾构机控制系统示意图远程计

5、算机工业计算机PLCDIAIDOAO触摸屏显示器现场操作板接口遥控操纵板位置开关传感器等中间继电器驱动放大板开关阀、信号灯等比例阀、变频器、表头模拟传感器脉冲传感器接触器、电机等打印机激光导向系统主机控制系统的组成：主机控制系统采用PLC可偏程控系统的意义TBM盾构机是一个机、电、液一体化的工厂化隧道开挖施工机械，是大型化、自动化、流程化的大型连动机。由于其控制环节多，工序复杂，并且相互关联，相互影响，任何一个环节出现故障都将影响正常掘进甚至停机修理，因为了保障TBM盾构机工作的高度可靠性安全性和易

6、维护性，其控制系统采用了PLC可偏程控制系统。PLC可偏程控制系统具有系统功能强、可靠性高、抗震性能好、编程容易、修改方便、扩充维修容易等一系列优点。采用PLC可编控制系统的特点是TBM盾构机上所有传感器和控制信号都输入到PLC，所有输出信号都由PLC发出的。方便建立各种连锁关系。因此PLC可编控制器是掘进机的控制中枢。是掘进机的大脑和心脏。PLC的结构2021/9/202、PLC的工作原理直接起动控制电路采用PLC控制，其外部接线及内部等效电路如图所示。可将PLC分成3部分：输入部分、内部控制电路

7、和输出部分。2021/9/20PLC是采用顺序扫描、不断循环的方式进行工作的。PLC的扫描工作过程可分为输入采样、程序执行和输出刷新3个阶段，并进行周期性循环。PLC的工作方式常用PLC型号目前常用的PLC有西门子和施耐德。西门子PLC系列有S7-200S7-300S7-400三个系列，盾构机常用的是高档S7-400系列，施耐德PLC有MODICOMPREMIUMMUMENTUM系列。海瑞克盾构全部用的是西门子，维尔特用的全是施耐德。这有一个习惯问题。西门子常用的PLC编程软件是STEP7西

8、门子常用的组态软件是WINCC施耐德常用的PLC编程软件是PL7和UNITY西门子S7-300系列PLC主操作室（主站）盾体（分站）配电柜（分站）SPS例如SIMATICS7数据收集和处理PC带有SwitchESPower用于通过PROFIBUSDP对SENTRON断路器进行参数化、操作和监视的软件显示单元例如带浏览器的笔记本以太网/内联网/因特网BDA/BDAPlusCOM15BSSETU测量ZSI模块数字输出模块继电器数字输出模块光耦合器数字输出模块继电器,可配