CN109164750A - 一种盾构机运行故障的诊断和处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明一种盾构机运行故障的诊断和处理方法，在盾构机运行过程中，可编程控制器周期性扫描盾构机各功能系统所包含的各功能子系统下的各电气元件，通过检测各电气元件反馈的数字量、模拟量等信息，判断盾构机的电路系统是否出现故障，并将检测到的各电气元件的信息与可编程控制器中预先内置的电气元件故障指令相比对，结合盾构机软硬件两部分，综合分析出优先级故障元件，第一时间诊断出真实故障源，避免花费大量时间排查、分析“故障假象”元件，最后通过人机交互系统显示故障源及处理方式，实现盾构机电路系统智能化自诊断，保证高效、快捷、精确的找到盾构机电路故障源并提供相应解决方法。

Description

一种盾构机运行故障的诊断和处理方法

技术领域

本发明涉及隧道掘进设备相关技术领域，尤其涉及一种盾构机运行故障的诊断和处理方法。

背景技术

随着国家基础建设的大力推进和科技的不断进步，采用盾构法进行隧道施工的工程量逐年增加，而目前盾构机售后故障的处理方式还较为传统，均是通过工程师到现场对故障进行排查以及处理或是通过远程电话指导的处理方式，但对于制造方或租赁方来讲，通过派遣专人到现场处理故障，增加其售后维护成本，且耗时长；即便是通过电话远程指导处理故障，也会因施工方不能透彻、专业的反应故障现象，导致制造商技术人员无法快速的查找到设备故障的原因，不能高效解决故障,尤其是对租赁合作中的租赁方来讲，严重的影响了其施工进度，同时还会造成重大的经济损失。

经检索，公开号：CN102929209A，公开日2013.2.13公开了“一种大型盾构机工作状态检测和故障诊断方法”，该发明包括故障巡检和故障处理两大任务，两大任务在时间上独立处理，通过数据库进行信息交换。故障巡检任务在巡检过程中发现系统故障后，产生系统故障号，并将故障号存入数据库，故障处理任务从数据库对应的故障号存储位置读取故障号，无故障号时，盾构机正常作业，读取到故障号时，进行相应的故障处理，直至排除故障后，故障巡检任务再无故障号产生。第一，该发明只是对盾构关键部件和易发生故障部位监控和检测，检测范围较为局限；第二，该发明故障的检测是巡检，诊断方法是“点对点”的诊断方式，即对所有故障现象分析处理，未结合盾构机软硬件两部分，综合分析出优先级故障元件，从而无法第一时间诊断出真实故障源，花费大量时间排查、分析“故障假象”元件，根据巡检到的故障进行相应的故障处理，这样处理效率较低，故障诊断、处理效率极低。假如一条线路上电源出现故障，那必会导致整条线路故障，这样巡检结果就是整条线路多个故障信号，相应的系统会输出多个处理方式，而实际上就只是电源出现故障，这样加大工作人员工作量，且效率也低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术中所提到的采用传统技术方法无法精准、高效的解决盾构机的故障，因此本发明提供了一种盾构机运行故障的诊断和处理方法，实现盾构机智能化自诊断，以达到高效、快速、精确解决盾构机的故障源。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：

一种盾构机运行故障的诊断和处理方法，步骤如下：

步骤1.盾构机运行过程中可编程控制器周期性扫描盾构机各功能系统所包含的各功能子系统下的各电气元件，通过检测各电气元件反馈的数字量、模拟量等信息，判断盾构机的电路系统是否出现故障，并将检测到的各电气元件的信息与可编程控制器中预先内置的电气元件故障指令相比对，其符合电气元件故障指令的生成电气元件故障信号并且执行步骤2；

步骤2.当生成电气元件故障信号后，可编程控制器找到在可编程控制器中预先设定的该电气元件故障信号所对应的电气元件所属的功能子系统，生成功能子系统故障信号。并整理该功能子系统中所有的电气元件故障信号，接着执行步骤3；

步骤3.生成功能子系统故障信号后，可编程控制器找到在可编控制器中预先设定的该功能子系统故障信号所对应的功能子系统所属的功能系统，并生成功能系统故障信号，并执行步骤4；

步骤4.激活在所述可编程控制器中内置的分析程序，可编程控制器筛选出功能系统故障信号所对应的功能系统所包含的所有功能子系统分别对应的功能子系统故障信号，并执行步骤5；

步骤5.可编程控制器筛选出功能子系统故障信号所对应的功能子系统所包含的所有电气元件所对应的电气元件故障信号，并执行步骤6；

步骤6.将属于同一功能子系统下的所有生成电气元件故障信号的电气元件与可编程控制器中预先设定的同一功能子系统下的各个电气元件故障信号的每个组合相互比对。其采集到的功能子系统下的电气元件故障信号的组合符合预先设定的每个功能子系统下任意一个电气元件故障信号组合的则执行步骤7，若其不符合的则执行步骤8；

步骤7.生成优先级电气元件故障信号，其优先级电气元件即为系统中导致多个电气元件故障的电气元件，设计人员根据工作经验，整合盾构机作业中硬件线路出现的各种故障，并结合盾构机软件系统，根据盾构机各功能下的各功能子系统的各硬件线路在可编程控制器内预先设定电气元件故障信号组合，可编程控制系统则根据盾构机硬件线路的电流走向来生成优先级电气元件故障信号。生成规则上：在硬件线路中，以电源流向为基准，根据电流走向，离电源最近的电气元件为优先级电气元件即真实故障源；在软件系统中，逆向寻找最原始故障点，排除该故障点导致的后续“故障假象”，根据该故障点，再结合硬件系统，确定优先级电气元件即故障源。接下来执行步骤8；

步骤8.将电气元件故障信号或优先级电气元件故障信号反馈到人机交互系统界面，提示工作人员真实故障源，并从数据库中调取与该电气元件故障信号或优先级电气元件故障信号相匹配的故障处理方式，提示工作人员该如何处理该处故障，其反馈的故障信息仅有优先级电气元件故障信号及处理方式，摒弃其余“故障假象”提示，精确、快速的诊断出系统故障及处理方式。当工作人员处理完故障后，继续执行步骤1。

本发明的有益效果：本发明一种盾构机运行故障的诊断和处理方法，在盾构机运行过程中，可编程控制器周期性扫描盾构机各功能系统所包含的各功能子系统下的各电气元件，通过检测各电气元件反馈的数字量、模拟量等信息，判断盾构机的电路系统是否出现故障，并将检测到的各电气元件的信息与可编程控制器中预先内置的电气元件故障指令相比对，结合盾构机软硬件两部分，综合分析出优先级故障元件，第一时间诊断出真实故障源，避免花费大量时间排查、分析“故障假象”元件，最后通过人机交互系统显示故障源及处理方式，实现盾构机电路系统智能化自诊断，保证高效、快捷、精确的找到盾构机电路故障源并提供相应解决方法。

附图说明

图1所示为本发明的逻辑分析图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明做详细的说明。

面结合附图和具体实施方式对本发明做详细的说明。

具体的，以盾构机皮带机系统为例，皮带机系统运行故障时诊断过程包括以下步骤：

步骤1.盾构机运行过程中可编程控制器周期性扫描盾构机各功能系统所包含的各功能子系统下的各电气元件，通过检测各电气元件反馈的数字量、模拟量等信息电压信号来检测各电气元件的信息，判断盾构机的电路系统是否出现故障，并将检测到的各电气元件的信息与可编程控制器中预先内置设置的电气元件故障指令相比对，其符合电气元件故障指令的生成电气元件故障信号并且执行步骤2。

步骤2.生成电气元件故障信号，本例中包括皮带机安全继电器故障、皮带机控制继电器故障、皮带机24V控制电源故障、拉绳开关动作、皮带机电控柜变频器故障、继电器动作、1#台车跑偏开关动作；

接着，可编程控制器找到在可编程控制器中预先设定的该电气元件故障信号所对应的电气元件所属的功能子系统，生成功能子系统故障信号，本例中即为，皮带机接触器故障、皮带机拉绳开关故障、皮带机变频器故障和皮带机跑偏开关；

再接着，整理上述皮带机子系统中所有的电气元件故障信号，接着执行步骤3。

步骤3.生成皮带机子系统故障信号后，可编程控制器找到在可编控制器中预先设定的皮带机子系统故障信号所对应的皮带机子系统所属的功能系统，本例中即为皮带机系统，并生成功能系统故障信号，即皮带机系统故障信号，并执行步骤4。

步骤4.激活在所述可编程控制器中设置的分析程序，可编程控制器筛选出皮带机系统故障信号所对应的皮带机系统所包含的所有皮带机子系统分别对应的皮带机子系统故障信号，并执行步骤5。

步骤5.可编程控制器筛选出皮带机子系统故障信号所对应的皮带机子系统所包含的所有电气元件所对应的电气元件故障信号，并执行步骤6。

步骤6.将属于同一皮带机子系统下的所有生成电气元件故障信号的电气元件与可编程控制器中预先设定的同一皮带机子系统下的各个电气元件故障信号的每个组合相互比对，其采集到的皮带机子系统下的电气元件故障信号的组合符合预先设定的每个皮带机子系统下任意一个电气元件故障信号组合的则执行步骤7，如本例中，皮带机安全继电器故障、皮带机控制继电器故障和皮带机24V控制电源故障这一组电气元件故障信号，即为可编程控制器中预先设定的皮带机接触器这一子系统的电气元件故障信号组合。若其不符合的则执行步骤8。

步骤7.生成优先级电气元件故障信号，本例中，结合该系统硬件线路图以及可编程控制器的软件系统，综合分析出皮带机接触器这一子系统的电气元件故障信号组合中，皮带机24V控制电源故障即为生成的优先级电气元件故障，接下来执行步骤8。

步骤8.将电气元件故障信号或优先级电气元件故障信号反馈到人机交互系统界面，提示工人人员故障点，并从数据库中调取与该电气元件故障信号或优先级电气元件故障信号相匹配的故障处理方式，提示工作人员该如何处理该处故障，其反馈的优先级电气元件故障信息及故障处理方式故障信息有优先级电气元件故障信号的优先提示。如本例中，真实故障源是皮带机24V控制电源故障，排除其余“故障假象”，精确、快速的诊断出系统故障及处理方式。优先处理皮带机24V控制电源故障，所以故障处理方式即顺序为：

1、核实24V控制电源断路器有无短路、接地等线路故障；核实24V控制电源用电器有无短路故障；

2、无以上故障，重新合闸；

3、若再次跳闸，更换新断路器或增大断路器额定电流增大断路器额定电流或更换新断路器；

当工作人员处理完故障后，继续执行步骤1。

Claims (1)

1.一种盾构机运行故障的诊断和处理方法，步骤如下：

步骤1.盾构机运行过程中可编程控制器周期性扫描盾构机各功能系统所包含的各功能子系统下的各电气元件，通过检测电压信号来检测各电气元件的信息各电气元件反馈的数字量、模拟量等信息，判断盾构机的电路系统是否出现故障，并将检测到的各电气元件的信息与可编程控制器中预先设置内置的电气元件故障指令相比对，其符合电气元件故障指令的生成电气元件故障信号并且执行步骤2；

步骤2.当生成电气元件故障信号后，可编程控制器找到在可编程控制器中预先设定的该电气元件故障信号所对应的电气元件所属的功能子系统，生成功能子系统故障信号。并整理该功能子系统中所有的电气元件故障信号，接着执行步骤3；

步骤3.生成功能子系统故障信号后，可编程控制器找到在可编控制器中预先设定的该功能子系统故障信号所对应的功能子系统所属的功能系统，并生成功能系统故障信号，并执行步骤4；

步骤4.激活在所述可编程控制器中设置内置的分析程序，可编程控制器筛选出功能系统故障信号所对应的功能系统所包含的所有功能子系统分别对应的功能子系统故障信号，并执行步骤5；

步骤5.可编程控制器筛选出功能子系统故障信号所对应的功能子系统所包含的所有电气元件所对应的电气元件故障信号，并执行步骤6；

步骤6.将属于同一功能子系统下的所有生成电气元件故障信号的电气元件与可编程控制器中预先设定的同一功能子系统下的各个电气元件故障信号的每个组合相互比对。其采集到的功能子系统下的电气元件故障信号的组合符合预先设定的每个功能子系统下任意一个电气元件故障信号组合的则执行步骤7，若其不符合的则执行步骤8；

步骤7.生成优先级电气元件故障信号，其优先级电气元件即为系统中导致多个电气元件故障的电气元件，设计人员根据工作经验，整合盾构机作业中硬件线路出现的各种故障，并结合盾构机软件系统，根据盾构机各功能下的各功能子系统的各硬件线路在可编程控制器内预先设定电气元件故障信号组合，可编程控制系统则根据盾构机硬件线路的电流走向来生成优先级电气元件故障信号。生成规则上：在硬件线路中，以电源流向为基准，根据电流走向，离电源最近的电气元件为优先级电气元件即真实故障源；在软件系统中，逆向寻找最原始故障点，排除该故障点导致的后续“故障假象”，根据该故障点，再结合硬件系统，确定优先级电气元件即故障源。接下来执行步骤8；

步骤8.将电气元件故障信号或优先级电气元件故障信号反馈到人机交互系统界面，提示工作人员真实故障源，并从数据库中调取与该电气元件故障信号或优先级电气元件故障信号相匹配的故障处理方式，提示工作人员该如何处理该处故障，其反馈的故障信息仅有优先级电气元件故障信号及处理方式，摒弃其余“故障假象”提示，精确、快速的诊断出系统故障及处理方式。当工作人员处理完故障后，继续执行步骤1。