KONGSBERG 推進(jìn)器操縱手柄維修實(shí)例

一、故障現(xiàn)象此設(shè)備一年前開始出現(xiàn)轉(zhuǎn)速設(shè)定不穩(wěn)現(xiàn)象，后來情況逐漸惡化。故障表現(xiàn)在將手柄向前推進(jìn)到某轉(zhuǎn)速設(shè)定值，手柄輸出信號會大于設(shè)定值3%?5%，最大時(shí)會超過10%，然后再回到該設(shè)定值（設(shè)定值和實(shí)際轉(zhuǎn)速值可以通過手柄液晶屏顯示）[2]。這樣導(dǎo)致推進(jìn)器轉(zhuǎn)速忽快忽慢，發(fā)電機(jī)負(fù)荷波動劇烈，對船舶安全影響很大。二、故障分析首先，通過替換法鎖定了轉(zhuǎn)速波動大問題是此操作手柄故障的原因?qū)е?。分解手柄總成查看，與轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向有關(guān)的大體分三個(gè)部分：①機(jī)械傳動部分（見圖2）和②電路板部分通過檢查排除，故障大概率是由于③輸出電位器受損引起的。圖2

推進(jìn)器手柄內(nèi)部電位器共計(jì)4個(gè)，每2個(gè)為一組，串聯(lián)在手柄轉(zhuǎn)桿軸上。網(wǎng)線接入見圖3。圖3

網(wǎng)線一組負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)向控制，一個(gè)主用，一個(gè)備用（未接線），如圖4中Pot.2。另一組負(fù)責(zé)轉(zhuǎn)速控制，一個(gè)主用，一個(gè)備用（未接線），如圖4中Pot.1。2個(gè)主用電位器通過P3端口與下游RPC420電路板相連，2個(gè)備用電位器連接P7端口閑置。拔除連接線情況下，對手柄進(jìn)行操作，用萬用表歐姆檔測量電位器輸出，對比主、備用電位器數(shù)值差別不大，那么可以嘗試啟用備用電位器，替代主用。三、解決方案替代方法分為手柄內(nèi)部接線和外部接線兩種。A.手柄內(nèi)部更改接線可以達(dá)到替代目的，但是需要解體手柄并重新焊接線路到電路板上，操作繁瑣，風(fēng)險(xiǎn)很高，不是首選。B.還可以從手柄外部著手（如圖4所示），我發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速電位器的信號線（3根）與轉(zhuǎn)向電位器信號線（4根）共用一根8股網(wǎng)線輸出信號，所以需要把轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向兩個(gè)備用電位器一起整體取代主用電位器。圖4操縱手柄電路原理圖【2】但是主用插口P3（6針）與備用插口P7（7針）與各自的電位器接線是不一致的，所以不能簡單的把主用線路插頭插到備用接口進(jìn)行操作。為了避免二次損害，我首先查閱了主備電位器的規(guī)格（見圖5）[2]

相同，再到電位器經(jīng)銷商官網(wǎng)得到端口數(shù)據(jù)，然后才可以改線。圖5?電位器規(guī)格查詢得知維修涉及的轉(zhuǎn)速設(shè)定電位器（THRUSTPOTENTIOMETER）是由日本思博(SAKAE)機(jī)械電氣株式會社生產(chǎn)，型號為：FCP30AG,標(biāo)準(zhǔn)阻值為5KΩ,有3個(gè)出線頭,耐壓250V，它是一種線性導(dǎo)電塑料電位器，精度不是很高，但是很耐用，廠家資料顯示旋轉(zhuǎn)壽命達(dá)到5千萬次

[3]，但是受潮濕影響大，海上的氣候可能導(dǎo)致這個(gè)電位器提前出了故障（可以考慮在手柄安裝環(huán)境加裝除濕設(shè)備）。另一個(gè)電位器是轉(zhuǎn)向電位器（AZIMUTHPOTENTIOMETER）,同樣由SAKAE生產(chǎn)，型號：FSCB30AG,標(biāo)準(zhǔn)阻值為5KΩ,它是一個(gè)單圈非線性導(dǎo)電塑料電位器，確切的說是正/余弦函數(shù)電位器，有5個(gè)出頭,耐壓250V[3]。下面判斷一下啟用備用電位器的手柄輸出精度和風(fēng)險(xiǎn)：轉(zhuǎn)速電位器（THRUSTPOTENTIOMETER）的外部接線資料如圖6[4]所示:圖6?轉(zhuǎn)速電位器的外部接線示意圖圖中Rp即為轉(zhuǎn)速電位器，Hi—Lo端點(diǎn)左面為測量電路,改變Rp的阻值，引起Hi和Lo之間的電壓變化，信號由模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)傳遞給下游的RPC420控制板的通信處理器，再由通信處理器轉(zhuǎn)變?yōu)楣饫w信號，通過光纜傳到推進(jìn)器本地控制站FS202，再由本地控制站發(fā)出0-10VDC信號控制推進(jìn)器變頻器，使推進(jìn)器達(dá)到要求轉(zhuǎn)速

[5]。如果斷開Hi和Lo的連接，用萬用表可以測得AB間電阻，改變操作手柄在轉(zhuǎn)速設(shè)定上的位置，可以分別測得CB間的電阻。實(shí)際操作中我把手柄轉(zhuǎn)速輪設(shè)定到了0%，50%，75%和100%的位置，比較主電位器和備用電位器的電阻數(shù)值，差值在0.3%?0.8%之間，電位器廠商網(wǎng)站公布的數(shù)據(jù)，該電位器最大線性公差為±1.0%[3]，確定改為備用電位器后，手柄性能沒有受到影響。電位器的電源是24VDC,由手柄輸出信號下游PRC420電路板提供。這樣，如果線路連接正確，將不會發(fā)生燒毀上下游其他連接設(shè)備的事故。轉(zhuǎn)向電位器（AZIMUTHPOTENTIOMETER）外部接線資料如圖7[4]

所示。圖7轉(zhuǎn)向電位器外部接線示意圖上圖中X3/1和X3/2之間的電壓，X3/3,X3/4分別對地電壓由各自的模數(shù)轉(zhuǎn)換器（ADC）發(fā)送信號到下游RPC420通信控制器，進(jìn)而得到手柄轉(zhuǎn)向角度所對應(yīng)的推進(jìn)器轉(zhuǎn)向角度信號。斷開下游設(shè)備，接通萬用表Ω檔，在轉(zhuǎn)向手柄不同位置量得的電阻值，進(jìn)行主備電位器的對比，結(jié)果差值在2%?5%之間。廠家給出的此電位器公差是±1％，雖然實(shí)際偏差超出了規(guī)定值，但是可以斷定這么小的電阻差值，不會引起相關(guān)設(shè)備的損壞，有這個(gè)結(jié)論，已經(jīng)夠了。接下來還需要重新排線。主電位器使用一根CAT5級的工業(yè)網(wǎng)線通過P3端口（6針）（如圖8所示）和下游通信控制電路板RPC420的X3端口相連。備用電位器使用P7端口（7針）（如圖8所示）。圖8

主電器使用P3端口（6針）和備用電位器使用P7端口（7針）示意圖顯而易見，P3和P7端口都是RJ45形式的，每根網(wǎng)線都由4組共8根雙絞線組成，全部采用的是586B的布線方式。但是P3端口網(wǎng)線每根線的輸出信號與P7差別較大，調(diào)整比較麻煩，我沒有采用更改P3端口網(wǎng)線布置的方案，而是重新制作了一根586B形式的CAT8級的工業(yè)網(wǎng)線，代替CAT5級的老網(wǎng)線，連接P7端口和下游RPC420的X3端口。圖9

在X3端口根據(jù)每根線路輸出信號的功能重新排列線號并在X3端口根據(jù)每根線路輸出信號的功能重新排列線號，如圖9所示）【4】，使備用電位器端口輸出參數(shù)適合RPC420電路板P3端口參數(shù)的要求。老的手柄P3端口網(wǎng)線廢除。（參考圖3手柄輸出線路連接）四、結(jié)論線路連接完畢后，給裝置上電，沒有出現(xiàn)報(bào)警，初始數(shù)據(jù)顯示正常。試車后，發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)速還是