海瑞克（Herrenknecht）盾构机的电气调试工作, 是设备在完成出厂之后, 到正式进入掘进施工阶段之前的一个非常重要的关键环节。这一环节的工作质量, 会直接决定整机在运行过程中的稳定性怎么样, 还有施工的效率高不高。
这篇文章的内容, 是根据海瑞克官方提供的技术手册, 以及实际的工程经验总结出来的。文章把电气调试的标准流程、各个子系统的要点问题、还有哪些频繁出现的故障的排查方法, 都进行了梳理和整理。这些内容是可以供施工方里面的电气团队团队作为参考来直接执行使用的。
调试前准备
1. 确认电气系统在出厂前的预调试报告的完整性, 然后确认各个模块里面的固件版本是否与项目是相匹配的。
2. 请仔细查看主变压器、PLC柜、变频器柜以及传感器接口盒这些硬件的外在表现, 确认它们没有在运输过程中受到损坏, 并且要确保所有的接线端子都是紧固并且可靠的。
3. 准备好调试工具, 包括万用表, 还有示波器, 以及PLC编程软件, 比如TIA Portal或者STEP 7, 同时也准备了变频器调试软件, 另外还要有海瑞克专用上位机诊断软件。
4. 要先去确认工地的供电容量是不是足够让盾构机满负荷运行。接着完成绝缘电阻测试, 结果要达到每千伏大于等于一千欧姆的水平。
分系统调试步骤
1. 在PLC控制柜上电的时候, 要按照先总电源、再各分路、最后到PLC电源的顺序, 一级一级地进行送电操作, 在此期间观察各个指示灯的工作状态, 确认CPU并没有出现因为硬件故障而产生的报警信息。加载与项目所匹配的程序块之后, 要一项一项地核对I/O地址以及现场接线是否是一一对应的情况。
2. 驱动系统（主驱动＋刀盘驱动）: 要先在空载状态下, 按顺序把各个变频器都启动了, 然后去记录下空载时候的电流情况还有温升数据。接着要一台一台地去校验它们的旋转方向, 一定要确认这个方向和最初的机械设计是一致的。
最后还要进行负载的阶跃试验, 在这个时候, 需要去仔细观察转矩的响应状态, 以及电流是否有波动，并且要去判断这些指标是否还在允许的范围之内。
3. 液压-电控联动: 各回路的溢流阀压力都要调整到设计确定的数值, 依靠PLC来控制电磁阀做出动作, 这样能够去验证压力传感器和流量传感器的反馈值与实际值之间的偏差情况, 确认这个偏差是小于或者等于正负百分之二的。
4. 传感器与仪表是要进行逐点检测的, 需要检测到倾角传感器、姿态传感器、油温油压传感器、里程传感器这些东西, 要把读数和标准值拿去比对一下, 如果发现有超差的传感器, 那就必须得去更换掉或者重新进行标定处理。
5. 通信与上位机就是要把各个子系统之间的PROFINET和PROFIBUS通信链路给打通, 然后确认没有数据丢失的情况发生。接着, 要在HMI的界面上逐项去验证一下数据的刷新、报警的显示以及数据的记录功能是否正常。
高频故障与排查
变频器报过流或过压: 先检查电机绝缘有没有问题, 再看看电缆是不是破损了, 最后要确认直流母线电容没有因为老化而失去作用。
PLC通信中断的时候, 要去排查光纤接头和网线接头的情况, 还要去检查交换机的供电状态是不是正常的, 到了必要情况下, 就更换掉那个通信模块。
遇到传感器数据漂移这种问题的时候, 我们要优先把事情的原因搞清楚, 首先要排除接地干扰的可能性, 接下来需要去确认一下屏蔽层是不是采取了单端接地的方式, 同时还得要保证传感器的供电电压是稳定的, 只有这样一步步排查下来, 才能把故障给彻底解决掉。
HMI无显示: 需要去检查那个二十四伏特的控制电源, 还有HMI的通讯接口, 同时要确认软件授权是有效的。
验收与交付
等所有的子系统都调试得合格以后, 就要开始进行至少持续七十二个小时的连续模拟运行试验, 同时要把各种参数的曲线记录清楚, 接着要把调试报告整理出来, 这个报告里头要包含每一个回路的参数、故障处理的记录以及备件更换的清单, 这份报告必须经过建设方和施工方的双方签字确认, 只有确认好了, 才能进入整机的联合调试以及试掘进阶段。
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