安全继电器与盾构机的国产化发展

安全继电器与盾构机的国产化发展。

现代城市，人们的生活足迹已实现从地面到高空的延伸，到往地表以下的纵深，停车场、地铁ETC，这些都越来越多地受益于一种隧道掘进利器，它的名字，叫盾构机。

盾构机的基本工作原理就是一个圆柱体的钢组件沿隧洞轴线边向前推进边对土壤进行挖掘。该圆柱体组件的壳体即“护盾”，它对挖掘出的还未衬砌的隧洞段起着临时支撑的作用，承受周围土层的压力，有时还承受地下水压以及将地下水挡在外面。挖掘、排土、衬砌等作业在“护盾”的掩护下进行。虽然盾构机成本高昂，但可将地铁暗挖功效提高8到10倍，而且在施工过程中，地面上不用大面积拆迁，不阻断交通，施工无噪音，地面不沉降，不影响居民的正常生活。

工作原理图

#盾构机的工作原理#

对于盾构机而言，这样一个庞然大物要正常工作，它的耗电量每小时会达到7000度，所产生的动力能驱动一架世界上最大的飞机A380起飞；它的轴承的直径超过6米，有两层楼高；12个电机驱动的推进油缸，会产生每平方1000吨的力。

盾构机是地铁、隧道施工中的神器，不仅把人们从危险劳动中解放出来，更是大幅提高了施工效率，被誉为打造“中国工程”品牌的“大国重器”，在高速轨道时代，这个工程装备领域的“大块头”发挥了举足轻重的作用。

创新一线，中国的盾构机

2007年，国务院将盾构机纳为16个重大关键技术装备领域之一，盾构机从无到有，从模仿学习，到与外国品牌同台竞技，短短十多年时间，完成了看似不可能的跨越，中国大型机械的设计研发人员在世界同行面前挺直了腰杆。

2008年，中国第一台拥有自主知识产权的复合式土压平衡盾构机下线。自此，“洋盾构”一统天下的格局终于被打破，原本均价1.5亿元的外国盾构机开始被迫大幅降价。

现在，国产盾构机已经占据了国内90%以上的市场，并开始在国外地下施工项目中攻城略地，我国自主研制的盾构机产量攀升至全球首位。从无到有，从优秀到卓越，中国盾构机产业“十年磨一剑”的成长历程，正是众多中国自主品牌发展的一个缩影。

今天在隧道里工作的每一台盾构机都是工程学上的杰作，现在的盾构机变得更大、更智能，可以挑战更复杂的地形，这对于加快城市轨道交通发展具有重要的意义。

盾构机关键部件的国产化

2010年，由铁建重工自主研制的国产首台复合式土压平衡盾构机——“开路先锋19号”下线，当时这台盾构机国产化率达到87%，创造了当时中国自主知识产权盾构机的最高纪录。

盾构机作为科研程度和高科技含量比较高的综合设备，不管是施工企业和设备厂商选择世界上一流的零部件产品这是无可厚非的。提到盾构机的国产化，前几年我们还是底气不足的，因为核心关键零部件还是得靠进口，就连螺栓，为了保证质量，也靠进口。

自‘十一五’以来，国产仪器仪表的技术水平有很大幅度的提升，在各类中高端应用市场均有良好表现。2018年初，上海辰竹仪表有限公司安全继电器在某工程装备集团有限公司的公开招标中脱颖而出，成功中标，应用于该公司设计开发的盾构机设备，覆盖推进控制、刀盘控制、管片拼装等多个系统。这是国产品牌的安全继电器（安全配件产品）在重大工程机械设备应用的突破，终结了国外安全继电器品牌在盾构机领域的垄断。

安全继电器在盾构机应用现场

与此同时，根据一些大型机械设备控制现场的应用需求，上海辰竹又适时推出了220V交流供电的安全继电器产品：

成熟的逻辑控制及内部自诊断电路方案，可使整机达到IEC 61508 SIL3, EN/ISO 13849 PLe/Cat.4, IEC/EN 62061 SIL3的安全等级；内部采用的强制导向继电器，保证了安全继电器在紧急或故障状态下的安全断开，以及AC-15, 5A/230V; DC-13, 5A/24V的输出触点容量；电源、输入、控制、输出，全方位的安全设计；交流供电100V~230V AC，更适于中、大型机械设备。

近年来，国家大力倡导发展国产装备，自主创新，实现产业升级，随着《中国制造2025》、《高端智能再制造行动计划（2018-2020年） 》等一系列国策的贯彻落实以及“一带一路”的发展，如上海辰竹等国产品牌产品将有更多用武之地，助力更多工程机械走向世界。

#编外话#

4月16日，美国商务部发布公告称，美国政府在未来7年内禁止中兴通讯向美国企业购买敏感产品一事引起热议。据路透社预计，中兴有25%-30%的零部件来自美国供应商，但最为核心的零部件都依赖于美国供应商。操作系统、手机芯片、基带芯片、射频芯片、存储芯片、手机玻璃、光学元件等核心零部件都来自于美国谷歌、高通、博通、英特尔、美光、甲骨文、康宁等科技巨头，短期无法找到能保持相同竞争力的替代产品，甚至根本没有替代产品。这种制裁差不多相当于扼住了中兴的咽喉。这个事件其实是给所有中国企业敲响了警钟，只有自己掌握了“核心技术”才是王道！

眼下，先进的机器制造已经席卷全球，唯有拥有核心技术，中国的装备制造业才能不受制于人，甚至青出于蓝而胜于蓝。

这个时代需要自主创新，需要大国重器，我们唯有把大国重器掌握在自己手里，才会有今天乃至将来的引领能力，才会有今天乃至将来的安全保障，也才会有今天乃至将来的美好生活。

关于盾构机安全要求

2017年11月《全断面隧道掘进机盾构机安全要求》（GB/T34650-2017）由国家标准化管理委员会正式批准发布，已于2018年5月1日实施。中央电视台在新闻直播间栏目对此进行了专门报道。

此次发布实施的全断面隧道掘进机五项全新国家标准，具有科技含量高、适用范围广、支撑能力强等特点，填补了国内掘进机行业国家标准的空白，将有效促进我国掘进机产业核心竞争力的提升，对推进我国制造强国战略的实施及引领中国准备“走出去”，具有里程碑式的重要意义。

该标准共有7个章节，明确规定了盾构机设计、制造、运输、拆装、调试的安全要求，同时涉及了盾构机的重要作业安全和人类工效学。内容在结合我国盾构机实际应用的同时，积极与国际、国外最新标准接轨，甚至对盾构机部分安全要求与措施的表述更为全面，个别安全要求指标超过国外同类标准水平。