船舶主機數(shù)字調速系統(tǒng)故障實例

調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性能。若調速器發(fā)生故障，可能導致柴油機轉速不穩(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)字調速單元伺服驅動單元和伺服位置單元故障。報警幾分鐘后自動復位，一小時左右又出現(xiàn)同樣報警，如此周而復始，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的轉速。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速度和運轉方向，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)主機的轉速和負荷控制而專門設計的分布式處理單元（DPU）模塊，它包括4個CAN網絡接口和2個RS422/485接口。在4個CAN網絡接口中，2個稱為全局CAN網絡接口，與同層網絡的其他DPU互聯(lián)，另外2個稱為局部CAN網絡接口，用于在復雜系統(tǒng)中進行網絡擴展。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網絡傳送給DGU。在ACP上調速器進行的各種參數(shù)設置也是通過CAN網絡傳送的。在兩個RS422/485通訊接口中，一個連接轉速檢測模塊，直接獲取主機的轉速值，另一個向油門執(zhí)行機構(伺服馬達)的伺服單元傳送調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)行機構伺服馬達受伺服控制單元控制，內部裝有一個剎車裝置，在故障時（如電源故障）執(zhí)行機構將保持燃油齒條在當前位置上，則主機會按先前轉速運行。燃油齒條位置或執(zhí)行機構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，它既是轉速調節(jié)器的反饋信號，又是電動執(zhí)行機構的反饋信號。三、故障排查根據(jù)機艙監(jiān)視報警系統(tǒng)發(fā)出的警報內容和調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資料，判斷可能是伺服控制器與電動執(zhí)行機構的通訊信號有問題。如果條件允許可以停航檢查；如果不允許停航，則可以先把調速器馬達和油門桿脫開（松開油門桿一側的一圈內六角，見圖4），再將主機轉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復位，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、首先將調速伺服馬達與油門桿連接內六角（見圖4）松開，使調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）插回復位。2、將伺服控制箱中的440V電源開關（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）重新插好復位，440V電源開關重新合上，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