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倍福經典案例選（三十）——采用 Beckhoff 技術開挖越嶺隧道

2008/12/30 10:48:00

堅固耐用的緊湊型 I/O 組件，適用于隧道施工。為西班牙北部 AVE 高速列車修建的長度為 24.5 km（15 英里）的“Pajares 鐵路隧道”采用了最先進的隧道挖掘技術，整個工程僅花費了兩年時間。

隨著鉆孔技術領域取得的重大發展，現在，完成任務艱巨的運輸基礎設施建設工程所需的時間相對縮短了，比如為西班牙北部 AVE 高速列車修建的長度為 24.5 km（15 英里）的“Pajares 鐵路隧道”。負責此項施工項目的公司是 Acciona S. A. ，其總部位于馬德里附近的 Alconbendas。在裝備他們的隧道掘進機時，這家公司決定采用 Beckhoff 的 I/O 系統，因為該系統堅固耐用的外觀設計可以滿足苛刻的工作環境要求，具備防塵、防潮以及較強的抗振能力，且安裝所需的空間也非常小。

無論是地下、水下或是山嶺深處的隧道，也無論是公路隧道、鐵路隧道、地鐵隧道、供水隧道還是排污隧道 – 先進的鉆孔技術可以為各個工業化國家之間建立重要的連接，建造基本的基礎設施，推動經濟的進一步發展。直徑最大為 10 米或以上的隧道掘進機（TBM）可以處理隧道的所有區段，并可在需要時通過臨時搭建的支架同時確保挖掘點的安全施工。

現代隧道掘進機是一種直徑最少為 10 米的大型機器

利用先進技術實現隧道施工
通常，人們采用帶切削刃的旋轉鉆頭來挖掘巖石或土層，該鉆頭由液壓電機供電，而液壓電機則由電動電機供電，因為通常情況下，大部分機器都是通過電力供電的。隧道掘進機的供電模塊位于鉆頭后部：一排工作平臺位于鉆頭后面，置于金屬導軌上，這些導軌本身是由機器敷設的。在這些工作平臺上放置的是油箱、電源、通風設備、物料筒倉及挖出物輸送系統。不用說，在這種大型機器上會有數百個傳感器和探測器，用于確保將信息安全傳輸至控制中心，從而使得隧道掘進機操作人員能夠執行各種控制和監控任務。

Acciona 的維修經理 FranciscoG o r i n e s 在解釋為什么選用Beckhoff I/O 組件時說道：“我們決定采用 Beckhoff 技術的一個原因就是其系統結構緊湊并提供各種 I/O。”

隧道掘進機僅在需要進行維護的時候才會暫停運行。其它時間均日夜不停地連續運轉

分布式 I/O 可顯著節省裝配和拆卸過程中的安裝時間
當工程結束后，隧道掘進機會被組裝、拆卸并運輸到另一個地方。這也就是使用分布式 I/O 的原因所在，因為它們可以節省大量安裝時間，從而節約大量成本。是否需要連接或斷開數百根電纜，或者僅有一根通訊電纜是有很大不同的。此外，可在很大程度上避免由于設備連接而造成的故障，從而可顯著縮短調試時間。對于這項工程，Acciona 決定將大部分的傳感器布線替換成通過 PROFIBUS 聯網的分布式總線端子模塊站。這些節點將來自 PT100 溫度傳感器的數據以及數字量和模擬量 I/O 傳輸至控制室。

由于可用的空間大小極其有限，需要一個能夠安裝在狹小空間內的 I/O 系統

Acciona 決定選用 Beckhoff I/O 技術的一個關鍵因素就是它們非常適用于極其惡劣的工作環境，如多塵、潮濕及強烈振動的工作環境。

超堅固、緊湊的設計
Beckhoff 技術在這一應用中所面臨的最大的挑戰之一就是極其惡劣的設備工作環境，如多塵、潮濕及強烈振動的工作環境。由于可用的空間大小極其有限，I/O 系統也必須極其緊湊，這也是 Acciona 決定選用 Beckhoff 的高密度 KM 系列 I/O 模塊的關鍵因素。這些端子模塊外形極其緊湊，包裝密度高，是 Beckhoff I/O 系統的有力補充。KM 系列端子模塊在狹小的空間內集成了 16、32 或 64 個數字量輸入或輸出。

Acciona 的維修經理 Francisco Gorines 在闡述這一點時說道：“我們決定采用 Beckhoff 技術的一個原因就是其系統結構緊湊并提供各種I/O。我們的系統里集成了很多不同的設備，如 PT100、4...20 mA、0...10 V 等，我們知道 Beckhoff 總線端子模塊適用于所有這些設備。”