某重工公司是全球唯一同時具備盾構(gòu)和礦山法隧道裝備研制能力的專業(yè)企業(yè)，擁有國內(nèi)生產(chǎn)能力最大、設(shè)備最全、工藝最先進(jìn)的盾構(gòu)/隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)專業(yè)生產(chǎn)線。

合作創(chuàng)造發(fā)展機(jī)會，共贏加速發(fā)展步伐

盾構(gòu)隧道掘進(jìn)機(jī)(TBM)，簡稱盾構(gòu)機(jī)，是集機(jī)械、電子、液壓、激光、控制等技術(shù)于一體的高度機(jī)械化和自動化的大型隧道開挖襯砌成套設(shè)備，是一種由電動機(jī)驅(qū)動刀盤旋轉(zhuǎn)、液壓缸推進(jìn)，使刀盤在一定推力作用下貼緊巖石壁面，通過安裝在刀盤上的刀具破碎巖石，使隧道斷面一次成型的大型工程機(jī)械。TBM施工具有自動化程度高、施工速度快、節(jié)約人力、安全經(jīng)濟(jì)、一次成型等優(yōu)點(diǎn)，不受外界氣候影響，開挖時可以控制地面沉陷，減少對地面建筑物的影響，水下地下施工不影響水中地面交通，是目前巖石隧道掘進(jìn)最有發(fā)展?jié)摿Φ臋C(jī)械設(shè)備。在國際上，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于水利水電、礦山開采、交通、市政、國防等工程中。

硬巖掘進(jìn)機(jī)（TBM）要按照不同的地質(zhì)和水文地質(zhì)條件進(jìn)行“量體裁衣”式的設(shè)計(jì)和制造，其自主生產(chǎn)能力標(biāo)志了一個國家基礎(chǔ)工業(yè)實(shí)力和工業(yè)科技水平。2005年之前，我國所用硬巖掘進(jìn)機(jī)多從國外采購，歐、美、日等制造商幾乎壟斷我國市場。2010年10月，該重工公司完成了第一臺復(fù)合式土壓平衡掘進(jìn)機(jī)的調(diào)研、設(shè)計(jì)、制造和組裝調(diào)試，并形成了世界上設(shè)備配置非常完善的一條盾構(gòu)專業(yè)生產(chǎn)線。

以往煤礦開采過程中基本上采用的是人工方式，不但效率低，安全性也很差。該重工公司為神華集團(tuán)制造的兩臺盾構(gòu)機(jī)正是硬巖隧道掘進(jìn)機(jī)，在國內(nèi)開創(chuàng)了將盾構(gòu)機(jī)用于煤礦開采的先河，是雙方一次真正意義上的“優(yōu)勢互補(bǔ)，互利共贏”的合作。

西門子專業(yè)的技術(shù)奠定了成功合作的基礎(chǔ)

硬巖盾構(gòu)機(jī)相對于普通的盾構(gòu)機(jī)因巖石的工況相對復(fù)雜，因此不但要求驅(qū)動電機(jī)的功率要大，而且對控制系統(tǒng)的要求也很高?？紤]到西門子的專業(yè)和技術(shù)更勝一籌，最終中國鐵建重工集團(tuán)從眾多投標(biāo)單位中選擇與西門子攜手。西門子與該重工公司的合作已經(jīng)有很多次了，之前的合作一直是以小功率電機(jī)為主。此次競標(biāo)的成功，有三方面因素：一方面得益于與該重工公司長期合作過程中建立的良好關(guān)系；另一個方面得益于西門子可以提供整套的技術(shù)以及服務(wù)；第三方面，也是非常重要的因素是西門子的水冷技術(shù)、水冷柜的集成更專業(yè)、更細(xì)致。西門子為研發(fā)的SINAMICSS120-LC柜體申請了知識產(chǎn)權(quán)，有效的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)使得西門子在競爭中獲得了更多的優(yōu)勢。

西門子為該重工公司研制的兩臺硬巖盾構(gòu)機(jī)提供16臺/套驅(qū)動315kw電機(jī)的SINAMICSS120-LC變頻器，8臺SINAMICSS120-LC整流器。這兩臺硬巖盾構(gòu)機(jī)專門為神華集團(tuán)設(shè)計(jì)制造，用于煤礦開采。

先進(jìn)的水冷技術(shù)可提供理想的解決方案

SINAMICSS120是西門子公司推出的全新的集V/F、矢量控制及伺服控制于一體的驅(qū)動控制系統(tǒng)，多軸資源共享的理念和模塊化的設(shè)計(jì)使得它能實(shí)現(xiàn)高效而復(fù)雜的運(yùn)動控制，它不僅能控制普通的三相異步電動機(jī)，還能控制同步電機(jī)、扭矩電機(jī)及直線電機(jī)。其強(qiáng)大的定位功能將實(shí)現(xiàn)進(jìn)給軸的絕對、相對定位。內(nèi)部集成的DCC(驅(qū)動控制圖表)功能，用PLC的CFC編程語言來實(shí)現(xiàn)邏輯、運(yùn)算及簡單的工藝等功能。SINAMICSS120是一種集成了工業(yè)機(jī)械工程學(xué)和最新傳動技術(shù)的高性能變頻器，這種方案非常適于需要對多個電機(jī)協(xié)調(diào)控制的場合，而電機(jī)通過連于公共直流母線的逆變器來拖動。SINAMICSS120可以勝任各個工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中要求苛刻的驅(qū)動任務(wù)，并因此設(shè)計(jì)為模塊化的系統(tǒng)組件。大量部件和功能相互之間具有協(xié)調(diào)性，用戶因此可以進(jìn)行組合使用，以構(gòu)成最佳方案。功能卓越的組態(tài)工具SIZER使選型和驅(qū)動配置的優(yōu)化計(jì)算變得易如反掌。

SINAMICSS120有多種冷卻方式：自然風(fēng)冷、強(qiáng)制風(fēng)冷、水冷。根據(jù)不同的功率段產(chǎn)品有不同的冷卻方式。自然風(fēng)冷是通過電機(jī)表面散發(fā)熱量，強(qiáng)制風(fēng)冷通過外裝風(fēng)扇散發(fā)熱量，而水冷能提高電機(jī)的保護(hù)等級和功率。西門子可以為SINAMICSS120-LC水冷變頻器提供可靠的本地服務(wù)和用戶定制化的功能設(shè)計(jì)。

SINAMICSS120的功率范圍很廣，為0.12kw~4500kw，幾乎適用于所有的生產(chǎn)機(jī)械。豐富的電機(jī)型號組配使SINAMICSS120的功能更加強(qiáng)大。不管是扭矩電機(jī)、同步電機(jī)還是異步電機(jī)，或者是旋轉(zhuǎn)電機(jī)或直線電機(jī)，都可以獲得SINAMICSS120的最佳支持。也就是說：無論系統(tǒng)中選用那種電機(jī)，都可以只選用SINAMICSS120來驅(qū)動，簡化了整個系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

                                                     圖：盾構(gòu)機(jī)刀盤驅(qū)動系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

鍛造新機(jī)能，助力神華實(shí)現(xiàn)穿越

2011年，該重工公司榮獲中國“重大技術(shù)裝備首臺(套)示范單位”榮譽(yù)，打造了中國隧道施工和軌道交通行業(yè)最具影響力的自主品牌,成為我國軌道裝備和地下工程裝備行業(yè)的排頭兵企業(yè)。2012年2月16日，由該重工公司自主研發(fā)、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的“星城一號”盾構(gòu)機(jī)在長沙正式下線。這個大型“鉆地龍”將用于長沙地鐵項(xiàng)目，標(biāo)志著該重工公司在科技創(chuàng)新、大型機(jī)械制造領(lǐng)域取得新的突破。