船舶應(yīng)急發(fā)電機(jī)微電腦控制器故障處理實例

蔡偉

摘要：本文通過船舶發(fā)生的故障處理實例，基于應(yīng)急配電板及應(yīng)急發(fā)電機(jī)工作原理，分析主配電板失電后應(yīng)急配電板得不到及時有效供電的原因，著重從應(yīng)急發(fā)電機(jī)微電腦控制器本身查找。經(jīng)過仔細(xì)檢測并分析判斷，找到一條行之有效的應(yīng)急解決措施，達(dá)到預(yù)期效果。

關(guān)鍵詞：應(yīng)急發(fā)電機(jī);主開關(guān);自動合閘;微電腦控制器;故障;處理

0 引 言

船舶應(yīng)急發(fā)電機(jī)的重要性不言而喻，而當(dāng)前應(yīng)急發(fā)電機(jī)的自動控制系統(tǒng)，多采用PLC（可編程邏輯控制器）、微電腦的高度集成方式。若在船舶航程中出現(xiàn)應(yīng)急發(fā)電機(jī)的控制系統(tǒng)發(fā)生故障，船舶設(shè)備管理人員往往缺少條件就地快速處理。本文以一則實船應(yīng)急發(fā)電機(jī)自動合閘發(fā)生故障及其解決案例進(jìn)行詳細(xì)論述，旨在為同行處理類似船舶故障提供參考。

1 某輪上的應(yīng)急配電板及應(yīng)急發(fā)電機(jī)工作概況

某輪上配備了150 kW的應(yīng)急發(fā)電機(jī)組，并和應(yīng)急配電板一起組成應(yīng)急電站，其中應(yīng)急配電板可由主配電板和應(yīng)急發(fā)電機(jī)供電（注：不可同時供電）。

如圖1所示，正常情況下，該輪主配電板通過聯(lián)絡(luò)開關(guān)QF-BT閉合向其應(yīng)急配電板供電，應(yīng)急發(fā)電機(jī)組處于自動待機(jī)工作模式。當(dāng)主配電板因故障失電且在設(shè)定時間（ 20 s）內(nèi)不能恢復(fù)供電（QF-BT保持自動斷開狀態(tài)），應(yīng)急發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)向機(jī)組發(fā)出自啟動指令。應(yīng)急發(fā)電機(jī)若連續(xù)3次啟動都不成功，則停止啟動，并發(fā)出聲光報警。當(dāng)應(yīng)急發(fā)電機(jī)成功啟動并經(jīng)15 s穩(wěn)定運行時，應(yīng)急發(fā)電機(jī)控制系統(tǒng)向應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)QF-EG發(fā)出自動合閘指令，以此實現(xiàn)應(yīng)急發(fā)電機(jī)向應(yīng)急配電板供電。在應(yīng)急發(fā)電機(jī)運行過程中，若主配電板恢復(fù)正常供電，則自動先斷開QF-EG，后閉合QF-BT，應(yīng)急配電板恢復(fù)正常情況下由主配電板供電的工作模式。應(yīng)急發(fā)電機(jī)組則經(jīng)過一定延時后自動停機(jī)，恢復(fù)到自動待機(jī)狀態(tài)。

2某輪應(yīng)急配電板失電超時狀況

輪機(jī)員在進(jìn)行應(yīng)急發(fā)電機(jī)自動起動合閘試驗時，模擬主配電失電，應(yīng)急發(fā)電機(jī)自動啟動，并自動向應(yīng)急配電板供電的過程。按照正常程序應(yīng)該是應(yīng)急配電板聯(lián)絡(luò)開關(guān)自動跳開，應(yīng)急發(fā)電機(jī)自動啟動成功后，延時15 s后，應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)自動合閘。但是此次，在應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動成功，應(yīng)急配電板上應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)并沒有自動合閘，應(yīng)急配電板上應(yīng)急發(fā)電機(jī)運行指示燈也沒有亮起。

應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)不能自動合閘導(dǎo)致應(yīng)急配電板失電超時的狀況，對船舶應(yīng)急供電來說是一個安全隱患，也不滿足入級規(guī)范的要求。

3應(yīng)急發(fā)電機(jī)的主開關(guān)自動合間失效及分析

基于上述出現(xiàn)的狀況及初步排查來看，首先需解決應(yīng)急發(fā)電機(jī)運行指示的問題。在核驗并排除線路及指示燈故障原因外，問題聚焦在應(yīng)急發(fā)電機(jī)控制箱上。

如圖2所示，從應(yīng)急配電板內(nèi)的關(guān)于應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)自動合閘電氣原理圖來看，其中控制回路電源（10117與10118端）AC220 V，通過220 V/380 V變壓器引自應(yīng)急發(fā)電機(jī)機(jī)端，即當(dāng)應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動成功后，10117與10118之間便有了AC220V電壓。k105.5為應(yīng)發(fā)主開關(guān)合閘繼電器，當(dāng)k105.5得電時，應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)合閘線圈得電，主開關(guān)兇此合閘。在手動/自動選擇開關(guān)SA105.51放自動位時，k105.5要得電，須滿足下列閉合條件：

（1） k105.2應(yīng)發(fā)主開關(guān)合閘繼電器在主開關(guān)斷開時失電閉合;

（2） k122.8延時繼電器在應(yīng)急配電板失電后，延時35 s閉合;

（3） k122.3聯(lián)絡(luò)開關(guān)合閘繼電器在聯(lián)絡(luò)開關(guān)斷開時失電閉合

（4） XR1接線端子排的3、4端子閉合。

通過用萬用表檢測以上各繼電器觸點的通斷情況后發(fā)現(xiàn)，條件（1）（2）（3）均滿足，但（4）不滿足：XR1端子排的3、4端子一直處于斷開狀態(tài)。從應(yīng)急配電板接線圖冊中得知，XR1的3、4端子接自應(yīng)急發(fā)電機(jī)自動啟動控制箱的223、224端子。至此，問題應(yīng)具體出現(xiàn)在應(yīng)急發(fā)電機(jī)的啟動控制箱的線路上。

4 應(yīng)急發(fā)電機(jī)微電腦控制器故障及處理

經(jīng)研究應(yīng)急發(fā)電機(jī)微電腦控制的電氣原理圖，如圖3、圖4所示，了解到，應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動成功后，微電腦控制器140輸出通道對應(yīng)的繼電器KA18得電，常開觸點閉合，以此對外輸出應(yīng)急發(fā)電機(jī)運行信號。此時，應(yīng)急配電板上的應(yīng)急發(fā)電機(jī)運行指示燈就應(yīng)會被點亮。經(jīng)過15 s延時，由143通道通過繼電器KA15對外給出允許合閘信號。具體方式為，通過連接KA15輔助常開觸點的外部接線端子223、224，輸出閉合信號到應(yīng)急配電板的XR1的3、4端子，進(jìn)而完成應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)的合閘操作。

出現(xiàn)這起故障后，實際情況是繼電器KA15在應(yīng)急發(fā)電機(jī)啟動成功后延時30 s內(nèi)一直沒有得電，測量微電腦控制器的143通道始終沒有電壓輸出。至此，故障問題的癥結(jié)就出在這里。

針對這一故障問題的癥結(jié)，通常的處理辦法是更換整個微電腦控制器電路板，但限于當(dāng)時船舶并沒有相關(guān)備件，只好另尋其他應(yīng)急替代措施。

通過現(xiàn)場重新緊固有關(guān)接插件，發(fā)現(xiàn)應(yīng)急發(fā)電機(jī)的就地運行指示燈在啟動成功后是可以常亮的。根據(jù)上文原理分析，運行指示燈常亮說明繼電器KA18得電，說明運行指示通道140的輸出信號是正常的。而允許合閘信號輸出通道143，與通道140的控制方式完全一致，只是143通道多經(jīng)過了一個15 s的延時環(huán)節(jié)。由此，完全可以借用140通道的輸出信號，串聯(lián)一個時間繼電器并設(shè)定延時15 s，將其延時閉合觸點接入223、224端子作為應(yīng)急發(fā)電機(jī)的允許合閘信號。

具體處理及成效：確定140通道的容量足夠再加裝一個繼電器，并在通道140上并聯(lián)出一條通道。用一個DC24V的時間繼電器，串聯(lián)入140新并出的輸出通道，串接“工作/試驗”選擇開關(guān)SW4以防止試驗時應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)誤合閘。如圖5所示，改裝完成后，經(jīng)過多次的實驗結(jié)果驗證，應(yīng)急發(fā)電機(jī)主開關(guān)恢復(fù)了自動合閘與分閘的功能，且非常可靠。

5結(jié) 語

通過某輪這一故障處理實例的成功實踐表明，在非常規(guī)時間內(nèi)，面對急迫且有PLC、微電腦控制等高度集成化，看似復(fù)雜化的問題，也可以通過分析并吃透系統(tǒng)及設(shè)備的工作原理，結(jié)合現(xiàn)場經(jīng)驗，進(jìn)而用簡易并行之有效的替代措施加以解決。