船舶主機(jī)數(shù)字調(diào)速系統(tǒng)故障實(shí)例

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

某船主機(jī)型號(hào)為：DOOSAN-WARTSILA7RTA84T-D，是二沖程7缸十字頭渦輪增壓柴油機(jī)。主機(jī)遙控系統(tǒng)采用的是KONGSBERGAUTOCHIEFC20(簡(jiǎn)稱ACC20)遙控系統(tǒng)。一、故障現(xiàn)象船舶在正常航行中，機(jī)艙監(jiān)視報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)顯示“DGUSERVODRIVEUNITFAIL”和“DGUSERVOPOSITIONINGUNITFAIL”。警報(bào)為數(shù)字調(diào)速單元伺服驅(qū)動(dòng)單元和伺服位置單元故障。報(bào)警幾分鐘后自動(dòng)復(fù)位，一小時(shí)左右又出現(xiàn)同樣報(bào)警，如此周而復(fù)始，并且報(bào)警時(shí)間間隔越來(lái)越短。警報(bào)出現(xiàn)時(shí)主機(jī)油門(mén)桿在停車(chē)位置，但是由于船舶的航行慣性，主機(jī)實(shí)際還有十幾轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速。Autochief控制面板(AutochiefControlPanel簡(jiǎn)稱ACP)顯示DGU故障報(bào)警，隨即到機(jī)旁打開(kāi)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(jiàn)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(jiàn)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(dá)所需的400V電源和24V電源（見(jiàn)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(dá)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和運(yùn)轉(zhuǎn)方向，接收來(lái)自編碼器的反饋信號(hào)和DGU模塊傳送來(lái)的油門(mén)位置信號(hào)等。DGU是實(shí)現(xiàn)主機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷控制而專門(mén)設(shè)計(jì)的分布式處理單元（DPU）模塊，它包括4個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)接口和2個(gè)RS422/485接口。在4個(gè)CAN網(wǎng)絡(luò)接口中，2個(gè)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(gè)稱為局部CAN網(wǎng)絡(luò)接口，用于在復(fù)雜系統(tǒng)中進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展。駕駛臺(tái)或集控室操作單手柄車(chē)鐘，發(fā)出的正車(chē)、倒車(chē)、停車(chē)、加速、減速信號(hào)都通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)傳送給DGU。在ACP上調(diào)速器進(jìn)行的各種參數(shù)設(shè)置也是通過(guò)CAN網(wǎng)絡(luò)傳送的。在兩個(gè)RS422/485通訊接口中，一個(gè)連接轉(zhuǎn)速檢測(cè)模塊，直接獲取主機(jī)的轉(zhuǎn)速值，另一個(gè)向油門(mén)執(zhí)行機(jī)構(gòu)(伺服馬達(dá))的伺服單元傳送調(diào)速器的油門(mén)位置信號(hào)。電動(dòng)執(zhí)行器（見(jiàn)圖3）包括一個(gè)三相伺服馬達(dá)和減速齒輪箱。圖3電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)伺服馬達(dá)受伺服控制單元控制，內(nèi)部裝有一個(gè)剎車(chē)裝置，在故障時(shí)（如電源故障）執(zhí)行機(jī)構(gòu)將保持燃油齒條在當(dāng)前位置上，則主機(jī)會(huì)按先前轉(zhuǎn)速運(yùn)行。燃油齒條位置或執(zhí)行機(jī)構(gòu)輸出位置通過(guò)一個(gè)直接安裝在伺服馬達(dá)上的絕對(duì)編碼器進(jìn)行測(cè)量，該測(cè)量信號(hào)非常準(zhǔn)確也非常重要，它既是轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)器的反饋信號(hào)，又是電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的反饋信號(hào)。三、故障排查根據(jù)機(jī)艙監(jiān)視報(bào)警系統(tǒng)發(fā)出的警報(bào)內(nèi)容和調(diào)速器伺服控制器上顯示的故障代碼AC9（見(jiàn)圖1）及故障現(xiàn)象，再查閱說(shuō)明書(shū)等相關(guān)資料，判斷可能是伺服控制器與電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的通訊信號(hào)有問(wèn)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(dá)和油門(mén)桿脫開(kāi)（松開(kāi)油門(mén)桿一側(cè)的一圈內(nèi)六角，見(jiàn)圖4），再將主機(jī)轉(zhuǎn)到機(jī)旁操縱主機(jī)運(yùn)行。圖4伺服馬達(dá)與油門(mén)桿連接先把數(shù)字伺服控制箱電源斷開(kāi)，包括DGU模塊的電源（見(jiàn)圖2），再將電動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)伺服馬達(dá)上的各插頭（見(jiàn)圖3）拔出，清潔插頭和插座。隨后插頭和電源開(kāi)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(dá)的每個(gè)接線點(diǎn)，核對(duì)兩端線芯連接正常；測(cè)量線芯間絕緣良好。確定編碼器電纜連接沒(méi)有斷路、短路或接觸不良等故障，也沒(méi)有電纜接頭松動(dòng)引起開(kāi)焊的情況。那么問(wèn)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(dá)安裝在一起，所以編碼器有問(wèn)題，必須更換整個(gè)調(diào)速器伺服馬達(dá)（伺服馬達(dá)型號(hào)為：SGMGH-13Q5A-QM11）。

更換伺服馬達(dá)后，必須對(duì)其進(jìn)行初始化，具體步驟如下：1、首先將調(diào)速伺服馬達(dá)與油門(mén)桿連接內(nèi)六角（見(jiàn)圖4）松開(kāi)，使調(diào)速器伺服馬達(dá)可以自動(dòng)找零位；將伺服馬達(dá)上的3個(gè)插頭（見(jiàn)圖3）插回復(fù)位。2、將伺服控制箱中的440V電源開(kāi)關(guān)（見(jiàn)圖2）、伺服控制器的24V電源插頭2（見(jiàn)圖2，以下簡(jiǎn)稱插頭2），及控制K1繼電器（見(jiàn)圖2）動(dòng)作，進(jìn)而控制剎車(chē)裝置的電源插頭3（見(jiàn)圖2，以下簡(jiǎn)稱插頭3）全部斷開(kāi)。3、將插頭2復(fù)位，觀察伺服控制器顯示報(bào)警代碼，如果依然顯示AC9，再去確認(rèn)一下伺服馬達(dá)上的3個(gè)插頭是否插好；或者取出伺服控制器中的3.6V電池（見(jiàn)圖1），等待3到5分鐘后，再把3.6V電池裝回去。報(bào)警代碼必須顯示為A81或者A83。4、當(dāng)報(bào)警代碼顯示A81或者A83后，在伺服控制器（見(jiàn)圖1）上通過(guò)操作4個(gè)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(bào)警代碼顯示：Fn000。（2）按向上箭頭▲，直到報(bào)警顯示報(bào)警代碼：Fn008。（3）按住DATA鍵大約2秒，直到報(bào)警顯示報(bào)警代碼：PGCL1。（4）按向上箭頭▲，直到報(bào)警顯示報(bào)警代碼：PGCL5。（5）按MODE/SET鍵，這時(shí)報(bào)警閃爍顯示：done。（6）稍等一分鐘左右報(bào)警顯示代碼消失，之后又重新顯示報(bào)警代碼：PGCL5。5、以上完成后，再將插頭3（見(jiàn)圖2）重新插好復(fù)位，440V電源開(kāi)關(guān)重新合上，等待報(bào)警顯示報(bào)警代碼：--..bb。這時(shí)伺服馬達(dá)在找零位，正常情況繼電器K1（見(jiàn)圖2）打開(kāi)，剎車(chē)裝置會(huì)動(dòng)作一下，之后