安全繼電器與盾構機的國產化發展

安全繼電器與盾構機的國產化發展。

現代城市，人們的生活足跡已實現從地面到高空的延伸，到往地表以下的縱深，停車場、地鐵ETC，這些都越來越多地受益于一種隧道掘進利器，它的名字，叫盾構機。

盾構機的基本工作原理就是一個圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進邊對土壤進行挖掘。該圓柱體組件的殼體即“護盾”，它對挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時支撐的作用，承受周圍土層的壓力，有時還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。挖掘、排土、襯砌等作業在“護盾”的掩護下進行。雖然盾構機成本高昂，但可將地鐵暗挖功效提高8到10倍，而且在施工過程中，地面上不用大面積拆遷，不阻斷交通，施工無噪音，地面不沉降，不影響居民的正常生活。

工作原理圖

#盾構機的工作原理#

對于盾構機而言，這樣一個龐然大物要正常工作，它的耗電量每小時會達到7000度，所產生的動力能驅動一架世界上最大的飛機A380起飛；它的軸承的直徑超過6米，有兩層樓高；12個電機驅動的推進油缸，會產生每平方1000噸的力。

盾構機是地鐵、隧道施工中的神器，不僅把人們從危險勞動中解放出來，更是大幅提高了施工效率，被譽為打造“中國工程”品牌的“大國重器”，在高速軌道時代，這個工程裝備領域的“大塊頭”發揮了舉足輕重的作用。

創新一線，中國的盾構機

2007年，國務院將盾構機納為16個重大關鍵技術裝備領域之一，盾構機從無到有，從模仿學習，到與外國品牌同臺競技，短短十多年時間，完成了看似不可能的跨越，中國大型機械的設計研發人員在世界同行面前挺直了腰桿。

2008年，中國第一臺擁有自主知識產權的復合式土壓平衡盾構機下線。自此，“洋盾構”一統天下的格局終于被打破，原本均價1.5億元的外國盾構機開始被迫大幅降價。

現在，國產盾構機已經占據了國內90%以上的市場，并開始在國外地下施工項目中攻城略地，我國自主研制的盾構機產量攀升至全球首位。從無到有，從優秀到卓越，中國盾構機產業“十年磨一劍”的成長歷程，正是眾多中國自主品牌發展的一個縮影。

今天在隧道里工作的每一臺盾構機都是工程學上的杰作，現在的盾構機變得更大、更智能，可以挑戰更復雜的地形，這對于加快城市軌道交通發展具有重要的意義。

盾構機關鍵部件的國產化

2010年，由鐵建重工自主研制的國產首臺復合式土壓平衡盾構機——“開路先鋒19號”下線，當時這臺盾構機國產化率達到87%，創造了當時中國自主知識產權盾構機的最高紀錄。

盾構機作為科研程度和高科技含量比較高的綜合設備，不管是施工企業和設備廠商選擇世界上一流的零部件產品這是無可厚非的。提到盾構機的國產化，前幾年我們還是底氣不足的，因為核心關鍵零部件還是得靠進口，就連螺栓，為了保證質量，也靠進口。

自‘十一五’以來，國產儀器儀表的技術水平有很大幅度的提升，在各類中高端應用市場均有良好表現。2018年初，上海辰竹儀表有限公司安全繼電器在某工程裝備集團有限公司的公開招標中脫穎而出，成功中標，應用于該公司設計開發的盾構機設備，覆蓋推進控制、刀盤控制、管片拼裝等多個系統。這是國產品牌的安全繼電器（安全配件產品）在重大工程機械設備應用的突破，終結了國外安全繼電器品牌在盾構機領域的壟斷。

安全繼電器在盾構機應用現場

與此同時，根據一些大型機械設備控制現場的應用需求，上海辰竹又適時推出了220V交流供電的安全繼電器產品：

成熟的邏輯控制及內部自診斷電路方案，可使整機達到IEC 61508 SIL3, EN/ISO 13849 PLe/Cat.4, IEC/EN 62061 SIL3的安全等級；內部采用的強制導向繼電器，保證了安全繼電器在緊急或故障狀態下的安全斷開，以及AC-15, 5A/230V; DC-13, 5A/24V的輸出觸點容量；電源、輸入、控制、輸出，全方位的安全設計；交流供電100V~230V AC，更適于中、大型機械設備。

近年來，國家大力倡導發展國產裝備，自主創新，實現產業升級，隨著《中國制造2025》、《高端智能再制造行動計劃（2018-2020年） 》等一系列國策的貫徹落實以及“一帶一路”的發展，如上海辰竹等國產品牌產品將有更多用武之地，助力更多工程機械走向世界。

#編外話#

4月16日，美國商務部發布公告稱，美國政府在未來7年內禁止中興通訊向美國企業購買敏感產品一事引起熱議。據路透社預計，中興有25%-30%的零部件來自美國供應商，但最為核心的零部件都依賴于美國供應商。操作系統、手機芯片、基帶芯片、射頻芯片、存儲芯片、手機玻璃、光學元件等核心零部件都來自于美國谷歌、高通、博通、英特爾、美光、甲骨文、康寧等科技巨頭，短期無法找到能保持相同競爭力的替代產品，甚至根本沒有替代產品。這種制裁差不多相當于扼住了中興的咽喉。這個事件其實是給所有中國企業敲響了警鐘，只有自己掌握了“核心技術”才是王道！

眼下，先進的機器制造已經席卷全球，唯有擁有核心技術，中國的裝備制造業才能不受制于人，甚至青出于藍而勝于藍。

這個時代需要自主創新，需要大國重器，我們唯有把大國重器掌握在自己手里，才會有今天乃至將來的引領能力，才會有今天乃至將來的安全保障，也才會有今天乃至將來的美好生活。

關于盾構機安全要求

2017年11月《全斷面隧道掘進機盾構機安全要求》（GB/T34650-2017）由國家標準化管理委員會正式批準發布，已于2018年5月1日實施。中央電視臺在新聞直播間欄目對此進行了專門報道。

此次發布實施的全斷面隧道掘進機五項全新國家標準，具有科技含量高、適用范圍廣、支撐能力強等特點，填補了國內掘進機行業國家標準的空白，將有效促進我國掘進機產業核心競爭力的提升，對推進我國制造強國戰略的實施及引領中國準備“走出去”，具有里程碑式的重要意義。

該標準共有7個章節，明確規定了盾構機設計、制造、運輸、拆裝、調試的安全要求，同時涉及了盾構機的重要作業安全和人類工效學。內容在結合我國盾構機實際應用的同時，積極與國際、國外最新標準接軌，甚至對盾構機部分安全要求與措施的表述更為全面，個別安全要求指標超過國外同類標準水平。