船舶主機數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)故障實例

調(diào)速器是柴油主機的重要組成部分，其好壞直接影響柴油機的運轉(zhuǎn)性能。若調(diào)速器發(fā)生故障，可能導(dǎo)致柴油機轉(zhuǎn)速不穩(wěn)，甚至熄火或者飛車。

某船主機型號為：DOOSAN-WARTSILA7RTA84T-D，是二沖程7缸十字頭渦輪增壓柴油機。主機遙控系統(tǒng)采用的是KONGSBERGAUTOCHIEFC20(簡稱ACC20)遙控系統(tǒng)。一、故障現(xiàn)象船舶在正常航行中，機艙監(jiān)視報警系統(tǒng)發(fā)出警報顯示“DGUSERVODRIVEUNITFAIL”和“DGUSERVOPOSITIONINGUNITFAIL”。警報為數(shù)字調(diào)速單元伺服驅(qū)動單元和伺服位置單元故障。報警幾分鐘后自動復(fù)位，一小時左右又出現(xiàn)同樣報警，如此周而復(fù)始，并且報警時間間隔越來越短。警報出現(xiàn)時主機油門桿在停車位置，但是由于船舶的航行慣性，主機實際還有十幾轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。Autochief控制面板(AutochiefControlPanel簡稱ACP)顯示DGU故障報警，隨即到機旁打開數(shù)字伺服控制箱檢查DGU模塊和伺服控制器，發(fā)現(xiàn)伺服控制器上顯示故障代碼：AC9（見圖1）。圖1伺服控制器二、調(diào)速控制器及執(zhí)行器伺服控制箱（見圖2）中的伺服控制器由電源單元和伺服放大單元組成，電源單元包括伺服馬達所需的400V電源和24V電源（見圖2中的插頭2和插頭3）。圖2伺服控制單元控制箱控制伺服馬達的運轉(zhuǎn)速度和運轉(zhuǎn)方向，接收來自編碼器的反饋信號和DGU模塊傳送來的油門位置信號等。DGU是實現(xiàn)主機的轉(zhuǎn)速和負荷控制而專門設(shè)計的分布式處理單元（DPU）模塊，它包括4個CAN網(wǎng)絡(luò)接口和2個RS422/485接口。在4個CAN網(wǎng)絡(luò)接口中，2個稱為全局CAN網(wǎng)絡(luò)接口，與同層網(wǎng)絡(luò)的其他DPU互聯(lián)，另外2個稱為局部CAN網(wǎng)絡(luò)接口，用于在復(fù)雜系統(tǒng)中進行網(wǎng)絡(luò)擴展。駕駛臺或集控室操作單手柄車鐘，發(fā)出的正車、倒車、停車、加速、減速信號都通過CAN網(wǎng)絡(luò)傳送給DGU。在ACP上調(diào)速器進行的各種參數(shù)設(shè)置也是通過CAN網(wǎng)絡(luò)傳送的。在兩個RS422/485通訊接口中，一個連接轉(zhuǎn)速檢測模塊，直接獲取主機的轉(zhuǎn)速值，另一個向油門執(zhí)行機構(gòu)(伺服馬達)的伺服單元傳送調(diào)速器的油門位置信號。電動執(zhí)行器（見圖3）包括一個三相伺服馬達和減速齒輪箱。圖3電動執(zhí)行機構(gòu)伺服馬達受伺服控制單元控制，內(nèi)部裝有一個剎車裝置，在故障時（如電源故障）執(zhí)行機構(gòu)將保持燃油齒條在當(dāng)前位置上，則主機會按先前轉(zhuǎn)速運行。燃油齒條位置或執(zhí)行機構(gòu)輸出位置通過一個直接安裝在伺服馬達上的絕對編碼器進行測量，該測量信號非常準確也非常重要，它既是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的反饋信號，又是電動執(zhí)行機構(gòu)的反饋信號。三、故障排查根據(jù)機艙監(jiān)視報警系統(tǒng)發(fā)出的警報內(nèi)容和調(diào)速器伺服控制器上顯示的故障代碼AC9（見圖1）及故障現(xiàn)象，再查閱說明書等相關(guān)資料，判斷可能是伺服控制器與電動執(zhí)行機構(gòu)的通訊信號有問題。如果條件允許可以停航檢查；如果不允許停航，則可以先把調(diào)速器馬達和油門桿脫開（松開油門桿一側(cè)的一圈內(nèi)六角，見圖4），再將主機轉(zhuǎn)到機旁操縱主機運行。圖4伺服馬達與油門桿連接先把數(shù)字伺服控制箱電源斷開，包括DGU模塊的電源（見圖2），再將電動執(zhí)行機構(gòu)伺服馬達上的各插頭（見圖3）拔出，清潔插頭和插座。隨后插頭和電源開關(guān)復(fù)位，但故障依舊。檢查編碼器的電纜連接，從控制箱到三相伺服馬達的每個接線點，核對兩端線芯連接正常；測量線芯間絕緣良好。確定編碼器電纜連接沒有斷路、短路或接觸不良等故障，也沒有電纜接頭松動引起開焊的情況。那么問題大概率是編碼器本身故障。四、故障處理編碼器是和伺服馬達安裝在一起，所以編碼器有問題，必須更換整個調(diào)速器伺服馬達（伺服馬達型號為：SGMGH-13Q5A-QM11）。

更換伺服馬達后，必須對其進行初始化，具體步驟如下：1、首先將調(diào)速伺服馬達與油門桿連接內(nèi)六角（見圖4）松開，使調(diào)速器伺服馬達可以自動找零位；將伺服馬達上的3個插頭（見圖3）插回復(fù)位。2、將伺服控制箱中的440V電源開關(guān)（見圖2）、伺服控制器的24V電源插頭2（見圖2，以下簡稱插頭2），及控制K1繼電器（見圖2）動作，進而控制剎車裝置的電源插頭3（見圖2，以下簡稱插頭3）全部斷開。3、將插頭2復(fù)位，觀察伺服控制器顯示報警代碼，如果依然顯示AC9，再去確認一下伺服馬達上的3個插頭是否插好；或者取出伺服控制器中的3.6V電池（見圖1），等待3到5分鐘后，再把3.6V電池裝回去。報警代碼必須顯示為A81或者A83。4、當(dāng)報警代碼顯示A81或者A83后，在伺服控制器（見圖1）上通過操作4個按鈕（MODE/SET；向上箭頭▲；向下箭頭▼；DATA）完成以下操作：（1）按MODE/SET鍵，報警代碼顯示：Fn000。（2）按向上箭頭▲，直到報警顯示報警代碼：Fn008。（3）按住DATA鍵大約2秒，直到報警顯示報警代碼：PGCL1。（4）按向上箭頭▲，直到報警顯示報警代碼：PGCL5。（5）按MODE/SET鍵，這時報警閃爍顯示：done。（6）稍等一分鐘左右報警顯示代碼消失，之后又重新顯示報警代碼：PGCL5。5、以上完成后，再將插頭3（見圖2）重新插好復(fù)位，440V電源開關(guān)重新合上，等待報警顯示報警代碼：--..bb。這時伺服馬達在找零位，正常情況繼電器K1（見圖2）打開，剎車裝置會動作一下，之后