盾构电气控制原理培训盾构机修必备
盾构操作培训ppt课件
盾构机分类及应用领域
分类
根据地质条件、隧道断面形状和尺 寸等因素，盾构机可分为土压平衡 盾构机、泥水平衡盾构机、硬岩掘 进机等类型。
应用领域
盾构机广泛应用于城市地铁、市政 管道、水利隧道、交通隧道等领域。 随着技术的不断发展，盾构机的应 用领域还将不断扩大。
02 盾构机操作规范与安全事 项
操作前准备工作
道衬砌结构。
壁后注浆
通过注浆孔向管片背后注入浆 液，填充管片与土体之间的空 隙，提高隧道稳定性。
05
盾构机接收
当盾构机到达接收井时，进行 设备拆除、洞口处理等收尾工 作。
06
05 盾构机故障诊断与排除方 法
常见故障类型及原因分析
电气系统故障
包括电机、传感器、 控制器等电气元件 的损坏或失灵。
推进系统故障
检查并更换损坏的电机、传感器、控 制器等电气元件。
刀盘驱动系统故障排除
更换磨损或断裂的轴承、齿轮、皮带 等传动部件。
推进系统故障排除
检查并更换损坏的推进油缸、推进泵、 推进阀等部件。
盾体结构故障排除
对盾体进行加固、修复或更换受损部 件，确保盾体结构安全稳定。
维修建议
定期对盾构机进行维护保养，及时发 现并处理潜在故障，确保盾构机正常 运行。
定期对盾构机进行维护 保养，确保设备处于良
好状态。
04
停机维护与保养规范
停机前应对盾构机进行全面检查，确保各 部件无故障、无损坏。
做好维护保养记录，详细记录维护保养的 时间、内容、更换的零部件等信息，以便 后续跟踪和管理。
在维护和保养过程中，应注意安全，避免 因操作不当造成人员伤害或设备损坏。
按照盾构机维护保养手册的要求，对设备 进行定期维护和保养。
盾构从业人员培训教程
盾构从业人员培训教程盾构是一种用于地下隧道施工的高效率工程机械设备。
随着城市地下空间的不断扩大和交通建设的快速发展，盾构从业人员的培训变得越来越重要。
本文将介绍盾构从业人员培训的教程及其相关内容。
一、盾构从业人员培训的意义随着城市地下交通建设的不断推进，盾构作为一种高效率的施工方式，被广泛应用于地铁、隧道等工程中。
然而，盾构施工的复杂性和风险性也对从业人员的素质提出了较高的要求。
因此，进行盾构从业人员的培训是确保施工质量和工人安全的关键。
二、盾构从业人员培训的内容1. 盾构机的结构和原理：盾构机由刀盘、掘进机构、支撑系统、泥水处理系统等组成。
从业人员需要了解盾构机各部分的功能和作用，掌握其结构和原理。
2. 施工工艺和流程：盾构施工是一个复杂的工程过程，从业人员需要熟悉施工的各个环节，掌握施工工艺和流程，包括盾构机的组装与拆解、刀盘的安装与更换、掘进和推进过程等。
3. 安全操作规范：从业人员需要了解盾构施工的安全操作规范，包括正确佩戴安全防护用品、遵守施工现场的安全制度、正确使用和维护盾构机等。
4. 故障排除和维护：盾构机在施工过程中可能会出现各种故障，从业人员需要具备故障排除和维护的基本知识和技能，及时处理常见故障，保证施工的连续进行。
5. 泥水处理和环境保护：盾构施工过程中产生大量的泥水，从业人员需要了解泥水处理的方法和原理，掌握环境保护的相关知识，确保施工过程对环境的影响最小化。
三、盾构从业人员培训的方式和方法1. 理论学习：通过讲座、课堂教学等方式，向从业人员传授盾构机的结构、原理、施工工艺等基础知识。
2. 模拟实训：通过模拟盾构机的操作和施工过程，让从业人员亲自体验和操作，提高他们的操作技能和应变能力。
3. 现场实习：将从业人员送到盾构施工现场进行实习，让他们亲身参与实际的施工过程，了解施工现场的环境和要求，锻炼他们的工作能力和团队合作精神。
四、盾构从业人员培训的评估与认证为了保证盾构从业人员的素质和能力，需要对他们进行评估与认证。
TBM盾构电气控制系统课件
PLC控制面板24v电源
4号拖车照明 3号拖车照明 2号拖车照明 1号拖车照明 设备桥照明 泡沫泵0.37kw 管片吊机 泡沫水泵7.5kw 混凝土搅拌机7.5kw 二次通风15kw 油脂泵0.18kw 齿轮油泵4kw 冷却水泵5.5kw 工业水泵7.5kw 水过滤循环泵11kw 推进控制泵5.5kw 膨润土泵30kw 管片安装机45kw 补油泵37kw 皮带机30kw 推进泵站110kw 螺旋输送机160kw
PLC的结构
编程器
打印机
外 部
计算机
设
盒式磁带机
备
条码扫描仪
接 口
按钮 触点
输 入
…
模
块
行程开关
输入设备
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存储器 用户
系统程序 程序 数据
CPU 电源
I/O
I/O
扩
扩
展
展
接
单
口
元
指示灯
输 出
电磁线圈
模
…
块
电磁阀
输出设备
2、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 和输出部分。
ET200 L 中压断路器 3AH
西门子标准通讯总线
PROFIBUS-DP
COROS SICAM LCC
Master Drive
Micro Master
AS-I ET200 U
M 3~
SIMOCODE-DP
M 3~
DP / AS-I Link
AS-I
AS-I
M 3~
断路器
施耐德Premium 系列 PLC
盾构培训ppt课件(2024)
2024/1/26
17
应急处理措施和预案
制定盾构施工应急预案，明确应急组 织、通讯联络、现场处置等方面要求 。
配置必要的应急救援设备和器材，确 保在紧急情况下能够及时响应。
2024/1/26
针对可能发生的突发事件，制定相应 的应急处理措施，如火灾、坍塌、涌 水等。
定期组织应急演练和培训，提高员工 的应急处置能力和协同配合能力。
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刀盘和刀具故障
地质条件复杂、刀具磨损严重等原因导致刀 盘卡滞、刀具异常磨损等故障。
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故障排除方法和步骤
液压系统故障排除
清洗液压油箱、更换液压油、维修或更换液压泵 等损坏部件。
推进系统故障排除
维修或更换泄漏的推进油缸、清洗或更换推进泵 等关键部件。
ABCD
2024/1/26
电气系统故障排除
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管片拼装机
用于在盾尾进行管片的拼装，形成隧道结构。
螺旋输送机和皮带机
用于将挖掘出的土体运出隧道。
辅助系统
包括液压系统、电气系统、控制系统等，为盾构机提供 动力和控制，确保设备的正常运行。
10
CHAPTER 03
盾构施工技术要点
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施工前准备工作
现场勘察
对施工场地进行详细的 地质勘察，了解地质条 件、水文状况及周边环
境。
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设计方案
根据勘察结果，制定盾 构机选型、施工线路、 支护结构等设计方案。
设备准备
按照设计方案，准备相 应的盾构机、配套设备
、施工材料等。
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人员组织
组建专业的施工团队， 包括操作手、技术人员 、安全人员等，并进行
盾构操作培训教材PPT(共 81张)
1、提高土壤的工作性能,使土壤形成塑性变形，以提供均匀可控的支撑压力使工作面稳 定； 2、减少渗漏，加强工作面的密封性； 3、降低内磨擦力，减少土壤在刀盘、运输机、运输带的磨损，降低能耗； 4、降低土体的黏度，防止堵塞发生； 5、在岩土隧道及矿山施工中起抑制粉尘作用。
不同地层中泡沫的使用量
南宁轨道交通2号线9标苏芦盾构工区
盾构操作培训
盾构培训
第一章 盾构机 第二章 盾构操作 第三章 掘进技术
第一章 盾构机
一. 盾构分类 二. 盾构施工 三. 中铁号盾构主机结构 四. 螺旋输送机 五. 管片安装机 六. 后配套 七. 辅助设备 八. 导向系统
一. 盾构分类
全敞开式
-手掘式、半掘式、机械式
•循环泵
超挖刀泵
冷却水泵
增压泵
润滑油脂泵（多点泵）
污水泵
齿轮油泵
通风机
机
HBW（主轴承密封油脂） 辅助泵
控制泵
刀盘补油泵
机
铰接泵
螺机补油泵
主驱动1 主区动2 主区动3 螺旋输送
推进泵 管片安装
注浆泵
该界面显示了盾构机各个功能系统所有的运行参数，包括铰接系统、 注浆系统、推进系统、螺旋输送机系统、主驱动系统、刀盘检测、部分膨
该界面主要实现盾壳膨润土、盾尾密封、盾尾密封前部后部压力显示。 界面中的控制按钮与实物按钮类似，按下后显示为绿色时表明处于启动状
盾尾密封与油脂供脂
在盾尾与管片之前存在30mm～40mm的间隙，为了防止外 部的泥浆和水通过间隙进入盾构机内部，在盾尾和管片之间有 三道钢丝刷，在钢丝刷之间注入盾尾密封油脂使之密封又能相 对运动。
1不受地面交通、河道、航运、季节、气候等条件的影响。 2能够经济合理地保证隧道安全施工。
盾构机各系统原理介绍(培训教材)
培训教材盾构机系统原理介绍（C型盾构）宏润建设集团股份有限公司二OO七年八月目录1.概要 (2)2.盾构壳体结构 (2)3.刀盘驱动系统 (3)4.刀盘装置 (5)5.盾构推进系统 (7)6.人行闸 (9)7.管片拼装机 ............................................................... - 10 -8.螺旋输送机 ................................................................ - 11 -9.盾尾密封装置............................................................ - 12 -10.液压系统................................................................. - 13 -11.集中润滑系统.......................................................... - 14 -12.稀油润滑系统.......................................................... - 15 -13.盾尾油脂压注系统................................................... - 15 -14.注浆系统................................................................. - 16 -15.加泥加水系统.......................................................... - 17 -16.冷却系统 (17)17.车架系统 (18)18.皮带输送机 (19)19.双梁系统 (19)20.单梁系统 (20)21.电气系统 (20)1.概要本教材主要内容为盾构机各系统设备的主要功能介绍。
盾构电气控制系统
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160A 160A 160A 160A 160A 160A
பைடு நூலகம்
400V/24VDC
主要完成参数设定、监控、管理功能
采用组态软件，西门子WinCC，施耐德的Factrylink 现场工控机与办公室的管理计算机组成局域网，将 洞内盾构机的信息传输到地面办公室，并储存起来。
操作画面
设定界面：设定盾构对象和控制参数 测量界面：显示盾构中各类检测仪器的测量值 掘进界面：施工时主画面，掘进参数、设备状态 历史曲线画面：以曲线形式显示历史施工数据，可按环号查询 报警画面：及时显示盾构设备运转情况和故障报警 报表 动态曲线 铰接画面：用于铰接操作和控制，并显示盾构姿态
盾构PLC控制系统组成（西门子）
主操作室（主站）
盾构机PLC控制系统配置
PC PC PC
电/光 光/电
控制系统配置示意图
TCP/IP
PC670 VMT
DP
盾构机培训计划
盾构机培训计划一、前言盾构机是一种大型隧道掘进设备，是现代地下工程中的重要工具。
盾构机的使用需要经过专业的培训和资质认证，以确保操作人员具备相关技能和知识，保障施工安全和工程质量。
本培训计划旨在为盾构机操作人员提供全面的培训，使其掌握盾构机的操作技能、维护保养知识和安全意识，从而提高作业效率和工程质量。
二、培训目标1.了解盾构机的工作原理、结构和性能特点；2.掌握盾构机的操作技能，包括启动、停止、转向、前进和后退等；3.掌握盾构机的安全操作规程和常见故障处理方法；4.掌握盾构机的日常维护保养知识，确保设备的正常运行；5.具备一定的团队协作能力和应急处置能力；6.通过培训并通过相关考核，获得盾构机操作资质。
三、培训内容1. 盾构机基础知识（1）盾构机的工作原理和结构组成；（2）盾构机的性能特点和应用范围；（3）盾构机的分类及特点。
2. 盾构机的操作技能（1）盾构机的启动、停止和转向；（2）盾构机的前进和后退操作；（3）盾构机的安全操作规程；（4）盾构机的手柄和按钮功能及操作方法。
3. 盾构机的安全操作（1）盾构机的安全标志和安全警示语；（2）盾构机的安全操作流程和程序；（3）盾构机的安全事故处理和应急处置方法；（4）盾构机的操作风险及防范措施。
4. 盾构机的日常维护保养（1）盾构机的日常检查和维护项；（2）盾构机的常见故障及处理方法；（3）盾构机的润滑和保养方法；（4）盾构机的定期维护和保养计划。
5. 团队协作和应急处置（1）盾构机操作人员的团队协作能力培养；（2）盾构机操作人员的应急处置和危机管理能力。
6. 资格认证考核（1）培训结束后进行盾构机操作资格认证考核。
四、培训方式1. 现场实操培训（1）利用专业的地下隧道工程现场设备进行实地操作；（2）由资深盾构机操作人员进行实操演练指导。
2. 理论知识培训（1）通过课堂教学、多媒体学习、案例分析等形式进行理论知识培训；（2）学员进行盾构机模拟操作演练，加深理论知识的理解和掌握。
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AC220V
现场用户输入设备 现场信号
• 按钮、开关 传感器
外部设备 编程设备 计算机 打印机等
PLC硬件系统组成
PLC基本单元
电源变换器
输
微处理器（CPU）
输
入
出
部
运算器
控制器
部
件
件
通
讯
系
用
I/O
及
统
户
扩
编
存
存
展
程
储
储
接
接
器
器
口
口
现场用户输出设备 执行器 中间继电器 电磁阀
扩展设备 扩展单元 通讯模块 功能模块
➢ 目前机械设备的控制系统主要包括以下：
工业计算机控制系统 可编程控制器（PLC）控制系统
1、工业计算机控制系统 工业计算机—IPC是采用PC架构并采取多种有效技术措施以适应工业 现场恶劣环境的计算机系统，因此，以工业计算机IPC为核心构建的 控制系统具有系统开发方便，可以充分利用PC机的强大软件资源的 优点，具有强大的数据运算和处理能力，功能强大、性能优异。可以 比较容易的开发较复杂的控制程序，具有强大的数据处理与图形显示 功能，所以比较适用于控制算法比较复杂的过程控制系统。
三相鼠笼式电动机在额定电压下的启动电流Iq=（6～７）ＩＮ，电动机 的定子绕组正常情况下能够承受在额定电压下的启动电流。三相鼠笼 式电动机在启动时对电机结构本身没有损坏。三相鼠笼式电动机的启 动主要考虑启动时对电网的影响。
（1）星—三角降压启动
适用于正常运行时电动机的接法为三 角形的鼠笼式三相异步电动机。在电 动机启动时将电动机的三相定子绕组 接成星形，从而降低了电动机定子绕 组的启动电压，进而降低了电动机定 子绕组的启动电流，也就降低了对电 源或电网的冲击。星—三角降压启动 时，电动机的启动电流及启动转矩均 为电动机在额定电压下直接启动时的 1/3。
QF为断路器，起短路保护 作用；KH2为热继电器， 起过载保护作用。KM1～ ３为接触器，起控制作用 。启动时： KM1～2闭合 。运行时， KM1、KM3
闭合。
（2）自藕变压器降压启动
电动机启动时在定子侧增设一台三 相自藕变压器，电动机的定子接在 三相自藕变压器的二次侧，三相自 藕变压器的一次侧接电网，由于降 低了电动机定子绕组的启动电压， 进而降低了电动机定子绕组的启动 电流，也就降低了对电源或电网的 冲击。自藕变压器降压启动时，电 动机的启动电流及启动转矩均为电 动机在额定电压下直接启动时的 1/(K*K) 。
➢盾构机配电保护形式 （1）盾构机变压器低压侧出线总开关应设长延时脱扣保护（15S） 短延时脱扣保护（0.2~0.5S）、欠压保护和接地保护。 （2）盾构机中用电设备的配电线路应设短路保护、过负载保护和漏 电保护。 （3）对于操作人员直接接触的用电设备，所选断路器应具有0.03A 的剩余电流动作保护功能, 确保在故障情况下可靠切断电源，保护人 身安全。 （4）盾构机中用电设备配电线路采用的上下级保护电器，其动作应 具有选择性；各级之间应能协调配合。但对于非重要负荷的保护电器， 可采用无选择性切断。
s1和s4导通，负载 RL的电流从左向右 ； s2和s3导通， 负载RL的电流从右 向左.
变频控制的优点：调速性能好。 电动机过载能力不变；调速范围较宽；系统的稳定性不变；还可解 决电动机的启动问题（增加了电动机的启动转矩）。
➢ 开关量电磁阀
开关量电磁阀采用继电器、接触器或安 全继电器触点串接到电磁阀电源回路完 成对电磁阀的控制。
（2）计算机系统的接地 盾构机由于有计算机系统的数字地和模拟地，这些接地可以和供电系统 的接地公用接地极。但是接地排要分别设置。且接地电阻不能大于1欧 姆。有条件时还可考虑计算机控制系统的防电磁干扰屏蔽接地。 （3）静电接地
盾构机液压系统的油路管道及气压管道均要做防静电接地。以防管 道静电放电产生故障。应用-40*4扁钢或10号 （4）等电位接地：
STOP
CPU运行方式？执行程Fra bibliotek 输出处理扫描 过程
存放自诊断错误结果
N
致命错误？
C P U 强制为S T O P
出错 处理
➢ S7-400的基本结构和特点
基本结构：
S7-400是具有中高档性能的的PLC，采用模块化无风扇设计，适用 于对可靠性要求极高的大型复杂的控制系统。S7-400由机架（RACK) 、电源模块（PS）、中央处理单元（CPU）、数字量输入/输出模块（ DI/DO)、模拟量输入输出模块（AI/AO)、通信处理器（CP）、功能模 块（FM)和接口模块（IM）组成。DI/DO模块和AI/AO模块统称为信号 模块（SM)。
TN-C接地系统的工作零线N与接地线PE线在供配电系统中公用， 供配电系统为三相四线制，第四根线既接设备的工作零线又接设 备正常工作时不带电的金属外壳。TN-C接地系统的安全性在TN系 统较差，但系统的投资较低。以下为TN-C系统的接线形式：
TN—C-S接地系统的工作零线N与接地线PE线在供配电系统中有时公用， 有时不公用。采用TN-C-S系统时，当保护线与中性线从某点(一般为进 户处)分开后就不能再合并，且中性线绝缘水平应与相线相同。一般在 供配电系统的前段公用，在供配电系统的后段不公用。供配电系统为三 相五线制和三相四线制混合供电。在供配电系统的前段为三相四线制， 第四根线既接设备的工作零线又接设备正常工作时不带电的金属外壳。 在供配电系统的后段为三相五线制，工作零线N接设备的工作零线，接 地线PE线接设备正常工作时不带电的金属外壳。
3.电动机和电磁阀等执行机构的控制
➢ 电动机的控制 盾构机中采用的驱动电机大量为交流异步电机，控制分为单向和双向两
种控制模式。
➢ 电动机的启动 盾构机中采用的驱动电机大量为交流异步电机，且多数为三相鼠笼式电 动机.由于交流电机对电压非常敏感，而三相异步电动机在启动时过大 的启动电流会引起电压的急剧下降，从而影响其他设备的运行。这时 限制电动机的启动电流就是要首先考虑的问题。常用星—三角降压启 动、自藕变压器降压启动及软启动。
些小型PLC也具有大型或中型PLC的功能。
概括而言，PLC是按集中输入、集中输出，周期性循环扫描的方式工作的，工 作全过程可用下图表示。
电源O N 内部处理
上电 处理
输入处理（输入传送、远程I / O ）
通信服务（外设、C P U 、总线服务）
更新时钟、特殊寄存器
执行自诊断
Y
PLC正常？
扫描 过程
（3）软启动
一拖一软启动
一拖多软启动
➢ 盾构机中电动机的调速 对于在正常时需调速的电动机，盾构机中大量采用变频调速控制来解决电动
机的调速问题。交流电动机的速度通过对电源的频率来控制。而电源的 频率依被控的物理量（如温度、流量、压力等）而变化。需要恒物理量 控制时可组成闭环控制系统，通过计算机内的PID控制器来控制。 变频电路一般采用交----直----交。 交----直变换通过整流电路来实现；直----交变换通过逆变电路来实现。 逆变电路是指把直流电变成交流电供向负载.
2、PLC
中文名称为可编程控制器；
英文名称为Programmable Logic Controller，简称PLC。
1987年，国际电工委员会（IEC）定义：
“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设 计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定 时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制 各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工 业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。
液驱盾构机电气系统介绍
目录
➢ 盾构机供配电和电控系统 ➢ 电气控制系统 ➢ 刀盘电气原理 ➢ 管片拼装机电气原理 ➢ 推进系统电气原理 ➢ 螺旋机电气原理 ➢ 皮带机电气原理 ➢ 泡沫系统电气原理 ➢ 膨润土系统电气原理 ➢ 如何读懂电气原理图 ➢ 弱电检修的基本要点
盾构机供配电和电控系统
➢ 盾构机的高压供电系统 ➢ 盾构机400/230V低压配电系统 ➢ 电动机和电磁阀等执行机构的控制
PLC的分类
按结构形式分 ： （1）一体化紧凑型PLC ：电源、CPU中央处理系统、I/O接口都集成 在一个机壳内。如西门子S7-200系列。 （2）标准模块式结构化PLC ：各种模块相互独立，并安装在固定的机 架（导轨）上，构成一个完整的PLC应用系统。如西门子S7-300、S7400系列。
按I/0点数容量分： （1）小型机：I/O点数一般在256点以下 （2）中型机：I/O点数在256-2048之间 （3）大型机：I/O点数在2048点以上 以上划分没有一个十分严格的界限，随着PLC技术的飞速发展，某
1.盾构机的高压供电系统
盾构机属于三级用电负荷，采用一路10kV高压供电电源供； 盾构机高压供配电系统主要由进线端子箱、高压开关柜、变压
器构成。 端子箱：盾构机10kV高压供电的接口； 高压开关柜：对变压器进行短路和温升保护； 变压器：实现10kV到400V的变换。
高压开关柜
各部件的作用 负荷开关：实现回路的分断 接地刀：对线路进行放电，防止误送电给维修人员带来危险； 避雷器：防止雷击等过电压对电气设备的损害。 熔断器：提高短路分断能力