海瑞克电气系统教学课件.ppt
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- 海瑞克 电气 系统 教学 课件
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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盾构机电气系统作者:付超 版本:第三版2H 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电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统3H E R R E N K N E C H TA G|U T I
2、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主电气图接线端子图目录接线端子图电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统主电气图目录以下的几个章节都要涉及到电气图的内容,所以就把电气图解析安排到第一章来讲。首先介绍的是主电气图目 录。按照功能来划分,电气图一般分为三十五个部分(Function Group):第一部分:中压电器以及主配电柜1 第二部分:主配电柜2 或无(视机型而定)第三部分:主配电柜与电容补偿柜1的接线 第四部分:电容补偿柜2或无(视机型
3、而定)第五部分:紧急电源或无(视机型而定)第六部分:空调、插座以及照明线路 第七部分:应急照明线路 第八部分:控制系统电源线路第九部分:PLC 可编程控制器 第十部分:带断路器保护的后备套设备的工作及控制电源线路4H 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主电气图接线端子图目录接线端子图电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统主电气图目录第十一部分:液压油箱过滤冷却循环系统 第十二部
4、分:齿轮油系统 第十三部分:刀盘主驱动动力及控制系统第十四部分:主动铰接控制系统 或 硬岩撑靴控制系统 或 无(视机型而定)第十五部分:推进动力及控制系统第十六部分:拼装机控制系统或无(视机型而定)第十七部分:碎石机控制系统或无(视机型而定)第十八部分:盾尾铰接以及密封油脂控制测量系统或无(视机型而定)第十九部分:辅助液压控制系统第二十部分:螺旋输送机或无(视机型而定)第二十一部分:膨润土监控系统或无(视机型而定)第二十二部分:急停以及维护控制线路第二十三部分:注浆控制系统或无(视机型而定)5H E R R E N K N E C H TA G|U T I L I T YT U N N E L
5、 L I N G|T R A F F I CT U N N E L L I N G主电气图接线端子图目录接线端子图电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统主电气图目录第二十四部分:发泡剂控制系统或无(视机型而定)第二十五部分:皮带输送机控制系统或无(视机型而定)第二十六部分:二次通风以及空压机控制系统 第二十七部分:泥水进出管监控系统或无(视机型而定)第二十八部分:气体监测报警系统或无(视机型而定)第二十九部分:保留第三十部分:保留第三十一部分:电缆以及水管卷筒控制器 第三十二部分:控制器和通讯组件硬件组态以及视频监视分布
6、图 第三十三部分:矛杆钻以及超前钻控制系统或无(视机型而定)第三十四部分:保留第三十五部分:对外通讯及数据采集这个目录是根据海瑞克盾构机的功能结构划分的。视机型而定,海瑞克盾构机一般可以分为三十多个功能部分,根据这个目录可以很方便地在主电气图纸中找到对应功能所在的图纸中的页码。下面就一个例子来说明:6H 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主电气图目录接线端子图目录接线端子图电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据
7、交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统主电气图主电气图中有很多专业符号,了解它们对理解电气图很重要,下面就来讲解图中这些符号的含义。然后介绍 怎样通过这些符号查找它们在PLC可编程逻辑控制器中的对应关系的方法。最后来介绍一下,如何在液压图中找到电 气图中所示的传感器以及执行器的位置,让电气工程师能了解这些外围设备在盾构机中的具体安装位置。通过这一章节的学习,让大家对海瑞克盾构机电气分布有全面的认识,有利于查找和排除电气故障。1.常用符号解析:2.与PLC程序的对应关系:3.电气图与液压图的对应关系:7H E R R E N K N E C H TA G|U T I L I T YT U N N E
8、 L L I N G|T R A F F I CT U N N E L L I N G主电气图目录主电气图接线端子图电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统接线端子图目录端子接线图目录,描述接线端子在图中的位置,电缆的规格,以及接线起始和终端地址。了解接线情况,可以进 一步加深对海瑞克盾构机电气分布的了解和认识,是查找和排除故障的前提。8H 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主电
9、气图目录主电气图接线端子图目录电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统接线端子图在端子接线图目录中提到了,多种端子接线图。海瑞克端子接线图主要有,XD接线图和XS接线图。其中,XD接 线图描述XD接线盒与盾构机中各个电气部分的接线方式,比如在上一小节提到的XD100,XD100起到一个集合线的作用。在盾构机的盾体的右侧有一个小电控柜,它要与主驱动的很多传感器和执行器相连,我们是先用一根多心电缆连接这 个电控柜和XD100接线盒,这个盒子靠近主驱动。这个XD100接线盒通过接线端子再分出电线与具体的每一个传感器或 执行器相连
10、。这中接线方式,不仅保护电缆,而且让盾体内更有条理。)XS接线图,主要描述XS电缆的接线方式。与XD接线方式相比,XS是用于直接连接两个大电气部分,比如连接管片输 送机外部控制面板和控制室,是用XS16标记的电缆来完成的。XD 和 XS接线在盾构机的简图:SDB(Sub Distribution BoardDriveXD10036x1 mm2控制室管片输送机控制面板XS169H 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中压系统主配电柜分配电柜电气图解析电气
11、图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统概况中压电柜10kV变压器10kV主配电柜分配电柜400V400V电容补偿柜10H 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概况主配电柜分配电柜电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统中压系统按过去国家行业标准电业安全工作规程的规定:“电气设备分为高压和低压两种:高压电气设备:对地电 压在
12、250V以上者;低压电气设备:对地电压在250V及以下者。”而新国家电网企业标准电业安全工作规程规定:“电气工作分为高压和低压两种:高压电气设备:电压等级在1000V及以上者;低压电气设备:电压等级在1000V以下 者;”。用电电压等级从220V(380V)、6kV、10kV、35kV、66kV(农电)、110kV、220kV、380kV(国外)、500kV、750kV、1000kV这几个等级。电力行业通常所说的高压指的是35kV以上到500kV为高压,5001000kV为超高压,1000kV以上为 特高压。中压一般指的是635kV这个等级。我们盾构机上,通常用的是10kV 的中压电。这个中压
13、系统,主要由两部分组成,中压电柜和变压器。它为盾构 机提供主要电源,一般在图纸的第一部分的的第一页:中压电柜里安装 RM6 系列断路器,它有保护变压器以及供电电缆的作用。在变压器上,安装了温度报警器,一旦温度超过临界值就出现系统提示报警,甚至切断电源主开关。11H 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概况中压系统分配电柜电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统主配电柜主配电系统组件
14、主要安装在主电柜(MDB:Main Distribution Board)和电容补偿柜里,它对整个盾构机进行供电。根据盾构机机型的不同,配电系统也有差异。一般主电柜由多个电柜组成,他们分别用“F+数字”表示,比如“F1”表示第一面电柜,依此类推。下面的配电电柜来自海瑞克某一软土机。12H 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概况中压系统分配电柜电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系
15、统主配电柜F6F5F4F3F2F113H 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概况中压系统分配电柜电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统主配电柜在第一面柜子F1里装有主开关,辅助继电器以及电流感应和测量配件。F1的主要作用是,分配400V 电压给其他的柜子,同时对进电进行 监测,比如 电压、电流、功率等。主开关互感器(与 监测仪表连 接)400V输入(与变压器 连接)监测仪表(与
16、互感器 连接)配件上贴有对应的符号,这个符号与图纸 上的符号对应,比如在这里,主开关3Q2Back14H 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概况中压系统分配电柜电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统主配电柜在F2 里通常装有电机的主断路器,星-三角启动接触器等。通过铜牌与F1连接获取电源与F3连接带辅助延时继电 器的接触器断路器(电机变频 器)Back15H E R R E N
17、 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概况中压系统分配电柜电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统主配电柜在F3 里通常装有各个功能部分的断路器以及一些电源、低压变压器等,为照明、PLC模块等小功率设备提供电源。电源,低压变压器以及电 源(比如400V转到 230V230V 转到24V等)各个功能部分的断 路器UPS应急电源(主 要是照明)Back16H E R R E N K N E C H TA
18、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概况中压系统分配电柜电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统主配电柜在这里要提到的是,在F4里一般装小功率变频器等控制配件。比如说,发泡机膨润土等的泵的控制都需要用到变频器,进行速度控制。变频器Back17H 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概况
19、中压系统分配电柜电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统主配电柜在F5里通常会安装PLC的远程外设点,这些点方便短距离采集主电柜里的数据。比如,通过一些断路器的辅助触点与PLC连接,让PLC知道 断路器的状态。PLC远程I/O点小功率断路器Back18H 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概况中压系统分配电柜电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯
20、和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统主配电柜在F6里通常会安装安全继电器等组件,这些继电器主要是用来控制“急停”系统中。在第一章节中,介绍了,急停系统在电气图的第二 十二部分。Back19H 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概况中压系统主配电柜电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统分配电柜分配电系统的主要部分分配电柜(SDB:Sub Distribution Board)
21、主要是针对盾构机的某一部分组件进行有效供电。比如说,在软土机的 盾体中,一般有两个SDB,主要是为了更好的对盾体里的执行器及传感器进行供电和数据采集。在下图中可以看出,图一带有SDB的系统即节 省电缆又安全可靠。图二不带SDB的系统,则从经济和可靠性的角度来看,都不如图一的系统。盾体执行器,传 感器以及照 明少量的大电缆连接主配电系统和控制室盾体执行器,传 感器以及照 明许多小电缆及电线连接SDB主配电系统和控制室20H 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
22、N G概况中压系统主配电柜电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统分配电柜有些SDB是专门为某个特定的组件设计的。比如在泥水盾构机中,泥水中继泵站通常就有自己独立的SDB分配电柜对它进行单独供电和控 制。这个配电柜是由单独的中压柜和变压器对它供电。在调试时,操作员可以在这个配电上,直接对中继泵进行控制。调试完毕后,将电柜 内的变频器调到远程控制的状态,从而实现分配电柜和与它用 Profibus 现场总线相连的控制室中的PLC通信。中继泵配电柜中继泵以及其配电柜有的盾构机机型比较大,对照明和注浆有较高要求,也需要分配电柜方便
23、供电和控制。21H 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主控室外设电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统概况下图是盾构机控制系统的概况,它是以可编程控制器为核心的,通过通信网络,比如Profibus、Profinet,在整个盾构机上形成一个控 制网。因盾构机机型的不同,控制网也有差异。比如,对泥水机来说,中继泵站里的控制柜也是控制网的一部分。而对土压平衡机来说,却 没有中继泵站,
24、它有泥水机所不具有的发泡机。盾体ProfibusSDB中的PLC 远程模块数据采集 及处理系 统(PDV)人机界面(VISU)视频监视(VIDEO)操作面板测量导航 系统(VMT)执行器,传感器以及照明放大器(Repeater)放大器(Repeater)齿轮油监控Profibus主电柜中的PLC 远程模块分配电柜中的PLC 远程模块主驱动变频器Profibus拼装机编码器拼装机遥控发 射器后备套台车主控室外部操作面板发泡机可编程控制器(PLC)Profinet放大卡22H 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
25、 A F F I CT U N N E L L I N G概况外设电气图解析电气图解析配电系统配电系统控制系统控制系统监测系统监测系统通讯和数据交换通讯和数据交换紧急系统紧急系统主控室主控室一般在盾构机的第一个台车上,它里面主要装有:可编程控制器(PLC)、数据采集及处理系统(PDV)、人机界面(VISU)、测量导航 系统(VMT)、放大器(Repeater)、放大卡、操作面板和视频监视(VIDEO)。Profibus数据采集 及处理系 统(PDV)人机界面(VISU)视频监视(VIDEO)操作面板测量导航 系统(VMT)放大器(Repeater)放大器(Repeater)主控室可编程控制器(
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