【船機幫】某船主機遙控系統故障分析及修護

一、主機遙控系統的組成

本船使用的主機遙控系統采用的是雙路冗余的控制器局域網（CAN）總線結構[2]，整個系統的控制命令的傳輸以及模塊之間的通信都是通過數字信號來實現的，同時為了保證通信的穩定性，在通信的接口采用了電氣隔離以及抗干擾措施。

整個主機遙控系統的架構如圖 1 所示。

圖 1 主機遙控系統的架構

主機遙控系統中電動部分是通過車鐘系統發送傳輸命令，閥箱部分控制氣流量來實現對主機的控制，整個主機遙控系統的氣路原理為：

1 MPa的控制空氣經過氣源處理板過濾調壓后，轉換為0.7 MPa3 的控制空氣，經遙控/本地控制手柄分配后，送往閥箱單元的氣路中。

從氣源處理板出來的控制空氣，首先經過遙控/機旁的控制手柄，來決定當前控制氣路是遙控有效還是本地手動控制有效。

當處于遙控模式時，此時本地控制手柄無效，閥箱控制模塊通過 CAN 總線接收來自顯控單元的控制命令，驅動對應的電磁閥來執行任務。

當處于機旁控制位置時，通過搬動發動機本體上的調速手柄來控制發動機的轉速。

在發動機本體上裝有氣動執行機構，通常為薄膜氣缸執行器。

閥箱控制模塊輸出電流量控制比例電磁閥的開度來調節薄膜氣缸控制氣路中空氣壓力的大小，從而使薄膜氣缸執行機構產生一定的位移，拉動發動機供油齒桿來達到對應的轉速。

二、故障現象分析及修護

該船在某次的航行途中，突然轉速控制不了，主要現象就是遙控狀態在駕駛室的時候，推動車鐘操縱器主機的轉速沒有變化，將控制權轉到機旁之后，手動增加油門主機轉速能夠變化正常。

前文中簡單介紹一下整個遙控系統的構造，從整個系統中不難看出，出現這類問題大致三個方向：

測速回路故障，車鐘操縱器故障或氣動執行回路故障。

通過在機旁操作主機時，拉動主機的調速器油門桿，主機的實際轉速和主機遙控系統測得的轉速是一樣的，所以這就排除了測速回路的問題。

當控制位置轉換到遙控位置時，通過車鐘操縱器的時候，看機旁的按鈕車鐘面板（如圖2）上顯示的檔位和車鐘操縱器是不是一致來判斷，當在實際操作的時候，兩者的檔位能一一對應起來，繼而也排除了車鐘操縱器的問題。

圖2/ 圖3

經簡單分析，發現是氣動執行回路的問題。

系統中有介紹整個氣動回路的工作過程，0.7 MPa的控制空氣經過氣源處理板(如圖3)處理過的空氣，再經過閥箱的比例閥（如圖4）之后，然后進入到主機的氣動執行器，控制主機的調速油門桿從而控制主機轉速。

圖4 比例閥和電磁閥

推測是氣動回路的管路出現問題，也可能是管路出現堵塞或者比例閥損壞。

鑒于此，一開始時分段排查問題，查看氣源處板上的壓力指示表是否正常。

當旋轉壓力表下的閥時壓力表的指示值會發生變化，氣源處理板這一部分是正常的，比例閥通過軟件發送指令控制看是否會有動作。

當時發送控制命令，發現比例閥不能動作，因此就更換了一個新的比例閥，再重新測試發現仍然不能控制轉速。

反復排查一直找不到問題所在，后來將整個回路的閥件都換了之后，重新調試之后發現可以控制主機轉速。

換下來的閥件之后，發現比列閥的出氣孔有許多雜質把出氣口堵住了，電磁閥的出氣孔也發生堵塞，查看氣源處理板上的濾器情況，發現有清理過的痕跡。

船上人員說里面充滿了水及鐵銹等，由此可以斷定應該就是控制空氣中有水及雜物。

當氣源處理板上濾器被充滿后，空氣中的雜質進入到管路中，把閥件的出氣孔堵住了，導致遙控狀態下沒法去控制主機轉速。

把控制空氣的來源位置改動之后，控制器中沒有水等雜質了，整個控制也正常了。

三、結 論

本次故障主要就是因為船上的控制空氣來源有問題，氣體中有很多水分及鐵銹等。

雖然氣源處理板有過濾的功能但濾器充滿后也就不起作用，所以就會導致后續的閥件被堵塞或者箱內充滿水導致控制板進水燒掉。

從這個故障中發現控制空氣一定要是干凈沒有水的，否則就會再次發生同樣類似的故障，嚴重影響到船舶的正常航行。

參考文獻:

[1] 路慶. 船舶主機遙控系統的故障分析及處理[J]. 天津航海, 1995(04): 17-18+22.

[2] 吳富民, 陳岱岱, 李培正, 徐深洋, 徐斌. 轉速采集異常情況下的主機遙控技術研究[J]. 無線互聯科技,2019, 16(10): 126-127.

[3] 宋慶祥. 主機遙控系統故障案例剖析[J]. 航海技術,2014(05): 63-65

原創作者系：

中電科（寧波）海洋電子研究院有限公司

徐 浩，湯明超