西门子为某重工公司的硬岩盾构机提供驱动系统

某重工公司是全球同时具备盾构和矿山法隧道装备研制能力的专业企业，拥有国内生产能力、设备、工艺先进的盾构/隧道掘进机(TBM)专业生产线。

合作创造发展机会，共赢加速发展步伐

盾构隧道掘进机(TBM)，简称盾构机，是集机械、电子、液压、激光、控制等技术于一体的高度机械化和自动化的大型隧道开挖衬砌成套设备，是一种由电动机驱动刀盘旋转、液压缸推进，使刀盘在一定推力作用下贴紧岩石壁面，通过安装在刀盘上的刀具破碎岩石，使隧道断面一次成型的大型工程机械。TBM施工具有自动化程度高、施工速度快、节约人力、安全经济、一次成型等优点，不受外界气候影响，开挖时可以控制地面沉陷，减少对地面建筑物的影响，水下地下施工不影响水中地面交通，是目前岩石隧道掘进有发展潜力的机械设备。在国际上，现已广泛应用于水利水电、矿山开采、交通、市政、国防等工程中。

硬岩掘进机（TBM）要按照不同的地质和水文地质条件进行“量体裁衣”式的设计和制造，其自主生产能力标志了一个国家基础工业实力和工业科技水平。2005年之前，我国所用硬岩掘进机多从国外采购，欧、美、日等制造商几乎垄断我国市场。2010年10月，该重工公司完成了台复合式土压平衡掘进机的调研、设计、制造和组装调试，并形成了世界上设备配置非常完善的一条盾构专业生产线。

以往煤矿开采过程中基本上采用的是人工方式，不但效率低，安全性也很差。该重工公司为神华集团制造的两台盾构机正是硬岩隧道掘进机，在国内开创了将盾构机用于煤矿开采的先河，是双方一次真正意义上的“优势互补，互利共赢”的合作。

西门子专业的技术奠定了成功合作的基础

硬岩盾构机相对于普通的盾构机因岩石的工况相对复杂，因此不但要求驱动电机的功率要大，而且对控制系统的要求也很高。考虑到西门子的专业和技术更胜一筹，终中国铁建重工集团从众多投标单位中选择与西门子携手。西门子与该重工公司的合作已经有很多次了，之前的合作一直是以小功率电机为主。此次竞标的成功，有三方面因素：一方面得益于与该重工公司长期合作过程中建立的良好关系；另一个方面得益于西门子可以提供整套的技术以及服务；第三方面，也是非常重要的因素是西门子的水冷技术、水冷柜的集成更专业、更细致。西门子为研发的SINAMICSS120-LC柜体申请了知识产权，有效的知识产权保护使得西门子在竞争中获得了更多的优势。

西门子为该重工公司研制的两台硬岩盾构机提供16台/套驱动315kw电机的SINAMICSS120-LC变频器，8台SINAMICSS120-LC 整流器 。这两台硬岩盾构机专门为神华集团设计制造，用于煤矿开采。

先进的水冷技术可提供理想的解决方案

SINAMICSS120是西门子公司推出的全新的集V/F、矢量控制及伺服控制于一体的驱动控制系统，多轴资源共享的理念和模块化的设计使得它能实现高效而复杂的运动控制，它不仅能控制普通的三相异步电动机，还能控制同步电机、扭矩电机及直线电机。其强大的定位功能将实现进给轴的绝对、相对定位。内部集成的DCC(驱动控制图表)功能，用PLC的CFC编程语言来实现逻辑、运算及简单的工艺等功能。SINAMICSS120是一种集成了工业机械工程学和传动技术的高性能变频器，这种方案非常适于需要对多个电机协调控制的场合，而电机通过连于公共直流母线的逆变器来拖动。SINAMICSS120可以胜任各个工业应用领域中要求苛刻的驱动任务，并因此设计为模块化的系统组件。大量部件和功能相互之间具有协调性，用户因此可以进行组合使用，以构成方案。功能卓越的组态工具SIZER使选型和驱动配置的优化计算变得易如反掌。

SINAMICSS120有多种冷却方式：自然风冷、强制风冷、水冷。根据不同的功率段产品有不同的冷却方式。自然风冷是通过电机表面散发热量，强制风冷通过外装风扇散发热量，而水冷能提高电机的保护等级和功率。西门子可以为SINAMICSS120-LC水冷变频器提供可靠的本地服务和用户定制化的功能设计。

SINAMICSS120的功率范围很广，为0.12kw~4500kw，几乎适用于所有的生产机械。丰富的电机型号组配使SINAMICSS120的功能更加强大。不管是扭矩电机、同步电机还是异步电机，或者是旋转电机或直线电机，都可以获得SINAMICSS120的支持。也就是说：无论系统中选用那种电机，都可以只选用SINAMICSS120来驱动，简化了整个系统的设计。

图：盾构机刀盘驱动系统网络拓扑图

锻造新机能，助力神华实现穿越

2011年，该重工公司荣获中国“重大技术装备首台(套)示范单位”荣誉，打造了中国隧道施工和轨道交通行业影响力的自主品牌,成为我国轨道装备和地下工程装备行业的排头兵企业。2012年2月16日，由该重工公司自主研发、具有自主知识产权的“星城一号”盾构机在长沙正式下线。这个大型“钻地龙”将用于长沙地铁项目，标志着该重工公司在科技创新、大型机械制造领域取得新的突破