海瑞克電氣系統(tǒng)

1、H E R R E N K N E C H T A G | U T I L I T Y T U N N E L L I N G | T R A F F I C T U N N E L L I N G盾構(gòu)機電氣系統(tǒng)作者：付超 版本：第三版H E R R E N K N E C H T A G | U T I L I T Y T U N N E L L I N G | T R A F F I C T U N N E L L I N G電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)H E R R E N K N E C H TA G

2、| U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G主電氣圖接線端子圖目錄接線端子圖電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主電氣圖目錄以下的幾個章節(jié)都要涉及到電氣圖的內(nèi)容，所以就把電氣圖解析安排到第一章來講。首先介紹的是主電氣圖目 錄。按照功能來劃分，電氣圖一般分為三十五個部分(Function Group)：第一部分：中壓電器以及主配電柜1 第二部分：主配電柜2 或無 （視機型而定） 第三部分：主配電柜與電容補償柜1的接線 第四部分：

3、電容補償柜2或無 （視機型而定） 第五部分：緊急電源或無 （視機型而定） 第六部分：空調(diào)、插座以及照明線路 第七部分：應急照明線路 第八部分：控制系統(tǒng)電源線路第九部分：PLC 可編程控制器 第十部分：帶斷路器保護的后備套設備的工作及控制電源線路H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G主電氣圖接線端子圖目錄接線端子圖電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主電氣圖目錄第十一部

4、分：液壓油箱過濾冷卻循環(huán)系統(tǒng) 第十二部分：齒輪油系統(tǒng) 第十三部分：刀盤主驅(qū)動動力及控制系統(tǒng)第十四部分：主動鉸接控制系統(tǒng) 或 硬巖撐靴控制系統(tǒng) 或 無 （視機型而定） 第十五部分：推進動力及控制系統(tǒng)第十六部分：拼裝機控制系統(tǒng)或無 （視機型而定） 第十七部分：碎石機控制系統(tǒng)或無 （視機型而定） 第十八部分：盾尾鉸接以及密封油脂控制測量系統(tǒng)或無 （視機型而定） 第十九部分：輔助液壓控制系統(tǒng)第二十部分：螺旋輸送機或無 （視機型而定） 第二十一部分：膨潤土監(jiān)控系統(tǒng)或無 （視機型而定） 第二十二部分：急停以及維護控制線路第二十三部分：注漿控制系統(tǒng)或無 （視機型而定）H E R R E N K N E C

5、H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G主電氣圖接線端子圖目錄接線端子圖電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主電氣圖目錄第二十四部分：發(fā)泡劑控制系統(tǒng)或無 （視機型而定） 第二十五部分：皮帶輸送機控制系統(tǒng)或無 （視機型而定） 第二十六部分：二次通風以及空壓機控制系統(tǒng) 第二十七部分：泥水進出管監(jiān)控系統(tǒng)或無 （視機型而定） 第二十八部分：氣體監(jiān)測報警系統(tǒng)或無 （視機型而定） 第二十九部分：保留第三十部分：保留第三十

6、一部分：電纜以及水管卷筒控制器 第三十二部分：控制器和通訊組件硬件組態(tài)以及視頻監(jiān)視分布圖 第三十三部分：矛桿鉆以及超前鉆控制系統(tǒng)或無 （視機型而定） 第三十四部分：保留第三十五部分：對外通訊及數(shù)據(jù)采集這個目錄是根據(jù)海瑞克盾構(gòu)機的功能結(jié)構(gòu)劃分的。視機型而定，海瑞克盾構(gòu)機一般可以分為三十多個功能部分，根據(jù)這個目錄可以很方便地在主電氣圖紙中找到對應功能所在的圖紙中的頁碼。下面就一個例子來說明：H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G主電氣圖目錄接線端

7、子圖目錄接線端子圖電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主電氣圖主電氣圖中有很多專業(yè)符號，了解它們對理解電氣圖很重要，下面就來講解圖中這些符號的含義。然后介紹 怎樣通過這些符號查找它們在PLC可編程邏輯控制器中的對應關系的方法。最后來介紹一下，如何在液壓圖中找到電 氣圖中所示的傳感器以及執(zhí)行器的位置，讓電氣工程師能了解這些外圍設備在盾構(gòu)機中的具體安裝位置。通過這一章節(jié)的學習，讓大家對海瑞克盾構(gòu)機電氣分布有全面的認識，有利于查找和排除電氣故障。1. 常用符號解析:2. 與PLC程序的對應關系：3. 電氣圖與液壓圖的對應關系

8、：H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G主電氣圖目錄主電氣圖接線端子圖電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)接線端子圖目錄端子接線圖目錄，描述接線端子在圖中的位置，電纜的規(guī)格，以及接線起始和終端地址。了解接線情況，可以進 一步加深對海瑞克盾構(gòu)機電氣分布的了解和認識，是查找和排除故障的前提。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T

9、YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G主電氣圖目錄主電氣圖接線端子圖目錄電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)接線端子圖在端子接線圖目錄中提到了，多種端子接線圖。 海瑞克端子接線圖主要有，XD接線圖和XS接線圖。其中，XD接 線圖描述XD接線盒與盾構(gòu)機中各個電氣部分的接線方式，比如在上一小節(jié)提到的XD100，XD100起到一個集合線的作用。 在盾構(gòu)機的盾體的右側(cè)有一個小電控柜，它要與主驅(qū)動的很多傳感器和執(zhí)行器相連，我們是先用一根多心電纜連接這 個電控

10、柜和XD100接線盒，這個盒子靠近主驅(qū)動。這個XD100接線盒通過接線端子再分出電線與具體的每一個傳感器或 執(zhí)行器相連。這中接線方式，不僅保護電纜，而且讓盾體內(nèi)更有條理。)XS接線圖，主要描述XS電纜的接線方式。與XD接線方式相比，XS是用于直接連接兩個大電氣部分，比如連接管片輸 送機外部控制面板和控制室，是用XS16標記的電纜來完成的。XD 和 XS接線在盾構(gòu)機的簡圖：SDB(Sub Distribution BoardDriveXD10036x1 mm2控制室管片輸送機控制面板XS16H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L

11、 L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G中壓系統(tǒng)主配電柜分配電柜電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)概況中壓電柜10kV變壓器10kV主配電柜分配電柜400V400V電容補償柜H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況主配電柜分配電柜電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交

12、換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)中壓系統(tǒng)按過去國家行業(yè)標準電業(yè)安全工作規(guī)程的規(guī)定：“電氣設備分為高壓和低壓兩種： 高壓電氣設備：對地電 壓在250V以上者； 低壓電氣設備：對地電壓在250V及以下者。” 而新國家電網(wǎng)企業(yè)標準電業(yè)安全工作規(guī)程規(guī)定： “電氣工作分為高壓和低壓兩種：高壓電氣設備：電壓等級在1000V及以上者；低壓電氣設備：電壓等級在1000V以下 者；”。用電電壓等級從220V（380V)、6kV、10kV、35kV、66kV（農(nóng)電）、110kV、220kV、380kV（國外）、500kV、750kV、 1000kV這幾個等級。電力行業(yè)通常所說的高壓指的是35kV以上到500kV為高壓，50

13、01000kV為超高壓，1000kV以上為 特高壓。中壓一般指的是635kV這個等級。我們盾構(gòu)機上，通常用的是10kV 的中壓電。這個中壓系統(tǒng)，主要由兩部分組成，中壓電柜和變壓器。它為盾構(gòu) 機提供主要電源，一般在圖紙的第一部分的的第一頁：中壓電柜里安裝 RM6 系列斷路器，它有保護變壓器以及供電電纜的作用。在變壓器上，安裝了溫度報警器，一旦溫度超過臨界值就出現(xiàn)系統(tǒng)提示報警，甚至切斷電源主開關。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況中壓系統(tǒng)

14、分配電柜電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主配電柜主配電系統(tǒng)組件主要安裝在主電柜(MDB: Main Distribution Board)和電容補償柜里，它對整個盾構(gòu)機進行供電。 根據(jù)盾構(gòu)機機型的不同，配電系統(tǒng)也有差異。一般主電柜由多個電柜組成，他們分別用“F+數(shù)字”表示，比如 “F1” 表示第一面電柜，依此類推。下面的配電電柜來自海瑞克某一軟土機。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N

15、 E L L I N G概況中壓系統(tǒng)分配電柜電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主配電柜F6F5F4F3F2F1H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況中壓系統(tǒng)分配電柜電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主配電柜在第一面柜子F1里裝有主開關，輔助繼電器以及電流感應和測量配件。F1的主要作用是

16、，分配400V 電壓給其他的柜子，同時對進電進行 監(jiān)測，比如 電壓、電流、功率等。主開關互感器（與 監(jiān)測儀表連 接）400V輸入（與變壓器 連接）監(jiān)測儀表（與互感器 連接）配件上貼有對應的符號，這個符號與圖紙 上的符號對應，比如在這里，主開關3Q2BackH E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況中壓系統(tǒng)分配電柜電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主配電柜在F2 里通

17、常裝有電機的主斷路器，星-三角啟動接觸器等。通過銅牌與F1連接獲取電源與F3連接帶輔助延時繼電 器的接觸器斷路器（電機變頻 器）BackH E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況中壓系統(tǒng)分配電柜電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主配電柜在F3 里通常裝有各個功能部分的斷路器以及一些電源、低壓變壓器等，為照明、PLC模塊等小功率設備提供電源。電源，低壓變壓器以及電 源

18、（比如400V轉(zhuǎn)到 230V230V 轉(zhuǎn)到24V等）各個功能部分的斷 路器UPS應急電源（主 要是照明）BackH E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況中壓系統(tǒng)分配電柜電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主配電柜在這里要提到的是，在F4里一般裝小功率變頻器等控制配件。比如說，發(fā)泡機膨潤土等的泵的控制都需要用到變頻器，進行速度控制。變頻器BackH E R R E N

19、 K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況中壓系統(tǒng)分配電柜電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主配電柜在F5里通常會安裝PLC的遠程外設點，這些點方便短距離采集主電柜里的數(shù)據(jù)。比如，通過一些斷路器的輔助觸點與PLC連接，讓PLC知道 斷路器的狀態(tài)。PLC遠程I/O點小功率斷路器BackH E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L

20、 L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況中壓系統(tǒng)分配電柜電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主配電柜在F6里通常會安裝安全繼電器等組件，這些繼電器主要是用來控制“急停”系統(tǒng)中。在第一章節(jié)中，介紹了，急停系統(tǒng)在電氣圖的第二 十二部分。BackH E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況中壓系統(tǒng)主配電柜電氣電氣圖圖解解析析配

21、電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)分配電柜分配電系統(tǒng)的主要部分分配電柜(SDB: Sub Distribution Board)主要是針對盾構(gòu)機的某一部分組件進行有效供電。比如說，在軟土機的 盾體中，一般有兩個SDB，主要是為了更好的對盾體里的執(zhí)行器及傳感器進行供電和數(shù)據(jù)采集。在下圖中可以看出，圖一帶有SDB的系統(tǒng)即節(jié) 省電纜又安全可靠。圖二不帶SDB的系統(tǒng)，則從經(jīng)濟和可靠性的角度來看，都不如圖一的系統(tǒng)。盾體執(zhí)行器，傳 感器以及照 明少量的大電纜連接主配電系統(tǒng)和控制室盾體執(zhí)行器，傳 感器以及照 明許多小電纜及電線連接SDB主配電系統(tǒng)和控制

22、室H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況中壓系統(tǒng)主配電柜電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)分配電柜有些SDB是專門為某個特定的組件設計的。比如在泥水盾構(gòu)機中，泥水中繼泵站通常就有自己獨立的SDB分配電柜對它進行單獨供電和控 制。這個配電柜是由單獨的中壓柜和變壓器對它供電。在調(diào)試時，操作員可以在這個配電上，直接對中繼泵進行控制。調(diào)試完畢后，將電柜 內(nèi)的變頻器調(diào)到遠

23、程控制的狀態(tài)，從而實現(xiàn)分配電柜和與它用 Profibus 現(xiàn)場總線相連的控制室中的PLC通信。中繼泵配電柜中繼泵以及其配電柜有的盾構(gòu)機機型比較大，對照明和注漿有較高要求，也需要分配電柜方便供電和控制。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G主控室外設電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)概況下圖是盾構(gòu)機控制系統(tǒng)的概況，它是以可編程控制器為核心的, 通過通信網(wǎng)絡，比如Pro

24、fibus、Profinet，在整個盾構(gòu)機上形成一個控 制網(wǎng)。因盾構(gòu)機機型的不同，控制網(wǎng)也有差異。比如， 對泥水機來說，中繼泵站里的控制柜也是控制網(wǎng)的一部分。而對土壓平衡機來說，卻 沒有中繼泵站，它有泥水機所不具有的發(fā)泡機。盾體ProfibusSDB中的PLC 遠程模塊數(shù)據(jù)采集 及處理系 統(tǒng)(PDV)人機界面(VISU)視頻監(jiān)視(VIDEO)操作面板測量導航 系統(tǒng)(VMT)執(zhí)行器，傳感器以及照明放大器(Repeater)放大器(Repeater)齒輪油監(jiān)控Profibus主電柜中的PLC 遠程模塊分配電柜中的PLC 遠程模塊主驅(qū)動變頻器Profibus拼裝機編碼器拼裝機遙控發(fā) 射器后備套臺車主

25、控室外部操作面板發(fā)泡機可編程控制器 （PLC）Profinet放大卡H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況外設電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主控室主控室一般在盾構(gòu)機的第一個臺車上，它里面主要裝有：可編程控制器(PLC)、數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)(PDV)、人機界面(VISU)、測量導航 系統(tǒng)(VMT)、放大器(Repeater)、放大卡、操作面板和視頻監(jiān)視(VID

26、EO)。Profibus數(shù)據(jù)采集 及處理系 統(tǒng)(PDV)人機界面(VISU)視頻監(jiān)視(VIDEO)操作面板測量導航 系統(tǒng)(VMT)放大器(Repeater)放大器(Repeater)主控室可編程控制器 （PLC）ProfinetProfibus放大卡H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況外設電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主控室可編程控制器(PLC) 是海瑞克

27、盾構(gòu)機自動控制的核心。它實時采集數(shù)據(jù)，進行邏輯運算，對整個盾構(gòu)機進行控制。通常采用的是Siemens S7 400系列的控制模塊，隨著技術的發(fā)展更新，有些盾構(gòu)機已經(jīng) 開始采用Siemens S7 300系列的控制模塊了，提高了控制單元的性價比。這個控制系列配備 數(shù)字量和模擬量的輸入及輸出模塊，可以處理盾構(gòu)機中各個型號的傳感器和執(zhí)行器的信號。它與裝有數(shù)據(jù)采集軟件的工控機通過Profibus現(xiàn)場總線相連，把盾構(gòu)機運行及停止時的 數(shù)據(jù)按要求記入到這個工控機中，方便以后調(diào)用。它與裝有人機界面軟件的工控機也通過Profibus現(xiàn)場總線通信，客戶可以根據(jù)需要很方 便的通過人機界面參看、調(diào)用以及修改數(shù)據(jù)采集

28、機里或PLC里的參數(shù)。在有的機型中，數(shù)據(jù) 采集軟件和人機界面裝在同一個工控機里，PLC只需要和這個工控機相連實現(xiàn)數(shù)據(jù)處理和人 機交流?？删幊炭刂破?PLC)H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況外設電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主控室數(shù)據(jù)采集及處理系統(tǒng)(PDV)，安裝在一個工控機中。它與PLC通過Profibus總線連接，把從PLC采集來的數(shù)據(jù)進行加工處理，

29、 處理好的數(shù)據(jù)回饋給PLC或傳輸?shù)饺藱C界面上顯示出來，根據(jù)需要還可以將PDV中的數(shù)據(jù)以報告的形式打印出來。下面是一軟土 機的PDV和人機界面二合一的顯示圖。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況外設電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主控室人機界面(VISU)顯示盾構(gòu)機的運行狀況(比如：刀盤轉(zhuǎn)速、推進速度等一系列參數(shù))，操作手可以從界面上顯示的參數(shù)中判斷盾構(gòu)機的各

30、個組件的工作情況，做出正確的判斷，進行進一步操作。我們的人機界面按編譯方式劃為兩種：第一種是PDV人機界面，這個人機界面軟件是海瑞克公司編譯的。它和PDV數(shù)據(jù)采集及處理軟件安裝在同一臺工控機內(nèi)，人 機界面和PDV系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換在工控機內(nèi)部完成。下面是一軟土機的人機界面：F1 標簽：泡沫系統(tǒng)監(jiān)視控制界面。在這個界面中， 可以監(jiān)視開挖倉土壓、泡沫流量等重要參數(shù)。通過界 面上的控制按鈕，可以調(diào)節(jié)這個系統(tǒng)的運行狀態(tài)。按 F11可以查看發(fā)泡機啟動條件。Polymer: 3%;FIR: 25%;Earth pressure max: 3 bar.H E R R E N K N E C H TA G | U

31、 T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況外設電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主控室F2 標簽：有推進油缸的重要運行參數(shù)，比如油缸壓力、行程等。還有注漿系統(tǒng)、螺旋輸送機系統(tǒng)以及鉸接油缸的參數(shù)顯示。按 F11可以查看推進的啟動條件?？吹刭|(zhì)條件， 通常 推進油缸壓力 100 200 bar；速度：小于80，通常 40 mm/min；灌入率: 通常小于 30 mm/rev， 但是土質(zhì)松軟 時，可達到80多；總推 進力：通常10-

32、20kN。盾尾鉸接最長伸出150mm， 通常伸出70mm左右；注漿壓力范圍0-25bar, 通常壓力1-15 bar.土壓：第三個壓力傳感 器比較重要。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況外設電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主控室F3 標簽：主驅(qū)動變頻電機的控制界面。比如，下面這個軟土機的主驅(qū)動由9個變頻電機驅(qū)動?？梢酝ㄟ^配合使用控制室控制面 板上的旋鈕來控

33、制這個些電機的起停以及運轉(zhuǎn)速度。當電機在運轉(zhuǎn)的時候，在界面上會顯示工作電流、頻率、功率以及扭矩，同時 顯示利用率曲線。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況外設電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主控室F3 標簽：這時候按F11標簽，可以切換到如下界面，顯示刀盤和螺旋輸送機的設計扭矩參數(shù)。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I

34、 T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況外設電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主控室F4 標簽：顯示油溫、供電參數(shù)、推進時間、建環(huán)時間、皮帶輸送機以及螺旋輸送機的運作時間。在這里可以對齒輪油的報警和 切斷溫度進行設置。當油溫達到報警值時，油溫圖標成橙色，達到切斷溫度時，成紅色。在界面下方，有盾構(gòu)機供電電源的參數(shù)顯 示，比如電壓、電流、有功功率、無功功率等。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T Y

35、T U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況外設電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主控室F4 標簽：這時候按F11標簽，可以切換到如下界面，顯示推進速度曲線、土壓曲線以及當前拼裝機的位置。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況外設電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系

36、統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主控室F5 標簽：顯示橋架、刀盤、主動鉸接、齒輪油、盾尾密封油脂以及膨潤土的開啟和參數(shù)。界面的中間顯示管片拼裝機的旋轉(zhuǎn)角 度。盾尾密封油脂的控制有自動和手動兩種，在自動情況下，密封油脂氣動閥循環(huán)工作。在手動情況下，可以選者要開啟的氣動閥 向盾尾噴油脂。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況外設電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊

37、急系統(tǒng)系統(tǒng)主控室F5 標簽：這時候按F11標簽，可以切換到如下界面，顯示主驅(qū)動密封、旋轉(zhuǎn)接頭以及螺旋機油脂加入的脈沖數(shù)，中間顯示的是 齒輪油循環(huán)產(chǎn)生的信號的脈沖數(shù)以及齒輪油泵的油壓和油溫。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況外設電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主控室F6 標簽：顯示系統(tǒng)錯誤和報警信息。信息的日期、時間、內(nèi)容、以及其對應信號在電氣圖中的位置都顯

38、示出來。界面的上半部 分顯示當前錯誤和報警信息，用紅色標識。歷史信息用綠色標識。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況外設電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主控室F7 標簽：按下F7之后，會彈出一個小窗口，在這個窗口中可以選擇打印推及報告、評估數(shù)據(jù)、存儲數(shù)據(jù)。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E

39、L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況外設電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)主控室F8 標簽：在F8界面中可以對人際界面的語言進行選擇。對S1，S2和S3參數(shù)進行設定。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況主控室電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊

40、急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)外設拼裝拼裝機控機控制制器器它通過無線或通訊電纜與接收機連接。在遙控 器中間，設有對應每根推進油缸控制開關，對每根 油缸進行伸縮控制。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T YT U N N E L L I N G | T R A F F I CT U N N E L L I N G概況主控室電氣電氣圖圖解解析析配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)外設外部外部操作操作面面板板 為了操作方便，盾構(gòu)機的很多功能組件都有外部操作面板：刀盤操作面板(通過控制室里的鑰匙開關來激活)； 皮帶機操

41、作面板(通過控制室里的鑰匙開關來激活)； 管片運輸機操作面板；注漿操作面板等H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T Y T U N N E L L I N G | T R A F F I C T U N N E L L I N G配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)總功率監(jiān)測氣體監(jiān)測VMT導航其他電氣電氣圖圖解解析析通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)概況盾構(gòu)機個各功能部分在作出合理的動作之前，都有實時數(shù)據(jù)作基礎。這些數(shù)據(jù)大部分是通過監(jiān)測系統(tǒng)現(xiàn)場采集得到的。采集的數(shù)據(jù)經(jīng)過 PDV工控機中的程序處理后，發(fā)送指令給各個功能部分，執(zhí)行所需

42、的動作或用于顯示在屏幕上供操作手參考。PDV傳感器、測量儀表、探測器、導航器等各類執(zhí)行器, 如電磁閥 控制閥門的開閉顯示器H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T Y T U N N E L L I N G | T R A F F I C T U N N E L L I N G配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)總功率監(jiān)測氣體監(jiān)測概況VMT導航其他電氣電氣圖圖解解析析通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)整個盾構(gòu)機的總功率參數(shù)是通過安裝在主電柜的F1柜中的三個電流互感器以及監(jiān)測儀表測量到的，并發(fā)送到PDV工控機中，經(jīng)過處理發(fā)送 到顯示器

43、上，操作手可以實時察看當前機器的功率，電流，電壓，有功功率，無功功率等。H E R R E N K N E C H T概況VMT導航其他電氣電氣圖圖解解析析通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)A G | U T I L I T Y T U N N E L L I N G | T R A F F I C T U N N E L L I N G配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)總功率監(jiān)測氣體監(jiān)測在隧道里，根據(jù)不同的地址情況通常對氧氣，一氧化碳，二氧化碳，硫化氫，甲烷等氣體進行監(jiān)測。H E R R E N K N E C H TA G | U T I L I T Y T U N

44、 N E L L I N G | T R A F F I C T U N N E L L I N G配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)總功率監(jiān)測氣體監(jiān)測概況其他電氣電氣圖圖解解析析通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)VMT導航盾構(gòu)機在隧道里，主要靠VMT導航系統(tǒng)來進行掘進 導向。操作手根據(jù)VMT中顯示的掘進姿態(tài)來調(diào)整操作。相對于盾構(gòu)機中其它探測器，VMT導航系統(tǒng)由相對 獨立的激光探測器，它們的信號直接被送到VMT工控機 中進行數(shù)據(jù)處理，而不是送到PDV工控機中。VMT工控機通過Profibus總線與PDV保持通訊。掘進方向 中心點當前位置 和姿態(tài)H E R R E N K

45、 N E C H TA G | U T I L I T Y T U N N E L L I N G | T R A F F I C T U N N E L L I N G配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)總功率監(jiān)測氣體監(jiān)測概況VMT導航電氣電氣圖圖解解析析通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)其他由于盾構(gòu)機中監(jiān)測的對象很多，所以監(jiān)測器的種類也很多，例如，液體流量計、氣體流量計、壓力傳感器、行程測量傳感器、溫度傳感 器、液位傳感器等。這些裝在現(xiàn)場的傳感器通常與離它們較近安裝的XD接線盒相連。傳感器少量的大電纜連接主配電系統(tǒng)和控制室XDH E R R E N K N E C H

46、 TProfinet通訊Modem通訊電氣電氣圖圖解解析析A G | U T I L I T Y T U N N E L L I N G | T R A F F I C配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)Profibus通訊T U N N E L L I N G監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)概況由于盾構(gòu)工作環(huán)境比較惡劣，對通訊和數(shù)據(jù)交換的穩(wěn)定性要求比較高。我公司采用Profibus現(xiàn)場總線作為主要的通訊方式，把波特率調(diào) 到較低的范圍，通常是187,5 kbit/s，這樣不易受高頻電波干擾。在有些功能組件里，為了達到更快的控制速度，采用了Profinet工業(yè)以太 網(wǎng)。比

47、如，在發(fā)泡系統(tǒng)的控制，就采用了這種通訊方式。H E R R E N K N E C H T概況Profinet通訊Modem通訊電氣電氣圖圖解解析析監(jiān)測監(jiān)測系統(tǒng)系統(tǒng)通訊通訊和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)交換交換緊急緊急系統(tǒng)系統(tǒng)A G | U T I L I T Y T U N N E L L I N G | T R A F F I C配電配電系統(tǒng)系統(tǒng)控制控制系統(tǒng)系統(tǒng)Profibus通訊T U N N E L L I N G盾構(gòu)機中運用Profibus現(xiàn)場總線通訊系統(tǒng)通常由Profibus線(A線、B線以及屏蔽線)、Profibus接頭、信號中繼器(放大器)、CP5611通訊 卡以及主站和從站組成。H E R R E N K N E C H T概況Modem通訊電氣電氣圖圖解解析析A G | U T I L I T Y