ROLLS-ROYCE舵機(jī)操作模式功能選擇故障分析及處理

王曉春　陳顯報(bào)（交通運(yùn)輸部東海救助局救助船隊(duì) 上海 200090）

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ROLLS-ROYCE舵機(jī)操作模式功能選擇故障分析及處理

王曉春陳顯報(bào)
（交通運(yùn)輸部東海救助局救助船隊(duì) 上海 200090）

摘要：舵機(jī)是控制船舶的前進(jìn)方向，其重要性不言而喻。現(xiàn)我局8 000kW類型船舶的舵機(jī)及控制系統(tǒng)皆采用ROLLSROYCE的產(chǎn)品。本文著重介紹ROLLS-ROYCE SR722-FCP型舵機(jī)操作模式系統(tǒng)原理，以及對(duì)該系統(tǒng)發(fā)生故障使部分操作模式失效的原因進(jìn)行分析和處理，為其他船舶發(fā)生類似故障時(shí)提供參考。

關(guān)鍵詞：ROLLS-ROYCE舵機(jī) 操作模式 功能選擇 電路板 故障

1　功能簡(jiǎn)介

我輪為2011出廠的8 000kW救助船舶，有左、右2套R(shí)OLLS-ROYCE SR722-FCP型變頻液壓舵機(jī)系統(tǒng)，每套舵機(jī)各有2臺(tái)油泵和馬達(dá)。該系統(tǒng)在駕駛臺(tái)有前駕駛操縱臺(tái)和后駕駛操縱臺(tái)，有多種操作模式可供選擇。前駕駛操縱臺(tái)操作模式功能（如圖1）包括：手操舵HELMSMAN、自動(dòng)舵AUTOPILOT、聯(lián)合操縱手柄控制JOYSTICK（本船沒(méi)有安裝）、動(dòng)力定位（DP）控制DP（本船沒(méi)有安裝）、單獨(dú)操縱手柄聯(lián)合控制FU．SYNC和單獨(dú)操縱手柄分開(kāi)操縱FU INDP操作模式。后駕駛操縱臺(tái)操作模式功能（如圖2）包括：?jiǎn)为?dú)操縱手柄聯(lián)合控制FU．SYNC和單獨(dú)操縱手柄分開(kāi)操縱FU INDP操作模式。各種操作模式可以通過(guò)分別按功能選擇按鈕直接轉(zhuǎn)換，前駕駛操縱臺(tái)和后駕駛操縱臺(tái)也是通過(guò)分別按功能選擇按鈕直接轉(zhuǎn)換。

圖1　前駕駛操縱臺(tái)操作模式功

圖2　后駕駛操縱臺(tái)操作模式功能選擇按鈕面板

2　系統(tǒng)原理

ROLLS-ROYCE SR722-FCP型舵機(jī)控制系統(tǒng)中操作模式功能選擇的系統(tǒng)原理如圖3所示：圖中-U41為油泵放大電路板，-U42、-U43、U44為操作模式功能選擇電路板，-U40為它們的背板。其中電路板-U42分別控制DP（動(dòng)力定位）、JOYSTICK（聯(lián)合操縱手柄）和AUTOPILOT（自動(dòng)舵）三種操作模式；電路板-U43分別控制MAIN SYNC．（前駕控單獨(dú)操縱手柄聯(lián)合）、MAIN INDP．（ 前駕控單獨(dú)操縱手柄分開(kāi)）和AFT SYNC．（ 后駕控單獨(dú)操縱手柄聯(lián)合）三種操作模式；電路板-U44分別控制AFT INDP．（ 后駕控單獨(dú)操縱手柄分開(kāi)）和HELMSMAN（手操舵）兩種操作模式。-U10為舵機(jī)反饋單元和越控信號(hào)的接線插口模塊，-U11、-U12、-U13為各種操作模式的接線插口模塊，-X80為駕駛臺(tái)控制箱內(nèi)的接線排，IN COMMAND為駕駛操縱臺(tái)上各種操作模式的功能選擇按鈕。當(dāng)在駕駛操縱臺(tái)上分別按下各種操作模式的功能選擇按鈕（IN COMMAND），發(fā)送指令信號(hào)到相對(duì)應(yīng)的功能選擇電路板和背板-U40進(jìn)行選擇不同的操作模式，然后給出的信號(hào)發(fā)送至油泵放大電路板-U41，-U41對(duì)各種指令信號(hào)和反饋信號(hào)進(jìn)行計(jì)算判斷后，輸出到泵卡+U1和

3　系統(tǒng)故障分析及處理

3．1故障描述

某日，東海救116輪在備車(chē)航行前，駕駛員在進(jìn)行操舵試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)只有HELMSMAN（手操舵）和AFT INDP．（ 后駕控單獨(dú)操縱手柄分開(kāi)）的操作模式能正常使用，其他的操作模式包括AUTOPILOT（自動(dòng)舵）、MAIN SYNC．（前駕控單獨(dú)操縱手柄聯(lián)合）、MAIN INDP．（ 前駕控單獨(dú)操縱手柄分開(kāi)）和AFT SYNC．（ 后駕控單獨(dú)操縱手柄聯(lián)合），只要一按下這些功能選擇按鈕，過(guò)5秒鐘左右就會(huì)自動(dòng)跳掉，無(wú)法正常使用。（由于本船沒(méi)有安裝DP和JOYSTICK操作系統(tǒng)，故不再描述）

3．2故障分析與排查

根據(jù)本船舵機(jī)操作模式系統(tǒng)原理和故障現(xiàn)象，我們做了如下的分析與排查：

（1）由于HELMSMAN（手操舵）和AFT INDP．（ 后駕控單獨(dú)操縱手柄分開(kāi)）的操作模式

正常使用，而操作模式功能選擇電路板-U44正是控制兩種操作模式的，所以可以排除-U44、-U13這條線路的故障。同時(shí)也可以排除油泵放大電路板-U41、反饋單元和越控信號(hào)的接口模塊-U10，以及泵卡+U1和+U2損壞的可能。

（2）打開(kāi)控制箱檢查接線插口模塊-U11、-U12、接線排X80，以及電路板-U42、-U43的

插口與接線無(wú)脫落或松動(dòng)情況。

（3）檢查和測(cè)量接線插口模塊-U11、-U12，各接線都是通的。

通過(guò)上述的分析和排查，可以確定該故障是由操作模式功能選擇電路板-U42和-U43，或是背板-U40損壞引起的。3．3 故障處理

本船舵機(jī)控制系統(tǒng)在電氣設(shè)備室有NO．1和NO．2控制箱，其中NO．1控制箱主要控制左舵機(jī)（NO．1和NO．2舵機(jī)油泵），NO．2控制箱主要控制右舵機(jī)（NO．3和NO．4舵機(jī)油泵）。而NO．1控制箱的操作模式功能選擇系統(tǒng)是在主用（MASTER）狀態(tài)，NO．2控制箱操作模式功能選擇系統(tǒng)是在備用（SLAVE）狀態(tài)。假如該故障是由NO．1控制箱操作模式功能選擇電路板-U42和-U43，或是背板-U40損壞引起的，只要將NO．1 和NO．2控制箱的中-U42和-U43或-U40對(duì)換，故障將會(huì)消除。

由于對(duì)換-U42和-U43比較簡(jiǎn)單，所以我們先對(duì)NO．1 和NO．2控制箱的中-U42和-U43進(jìn)行了對(duì)換。對(duì)換的步驟如下：

（1）先將NO．1和NO．2控制箱的電源切斷。

（2）分別拔出NO．1和NO．2控制箱的中-U42和-U43，并做好記號(hào)。

（3）將-U42和-U43中的跳線（如圖4紅框中的位置）進(jìn)行檢查并重新設(shè)置。按照?qǐng)D5所示進(jìn)行設(shè)置：其中NO．1和NO．2控制箱的-U42和-U43中的JP50、JP60、JP70是相同的，都是FU、EXT，所以不用重新設(shè)置。將對(duì)換后要插入NO．1控制箱中-U42的JP51、JP61、JP71分別設(shè)置成SLAVE、SLAVE和MASTER；將對(duì)換后要插入NO．1控制箱中-U43的JP51、JP61、JP71分別設(shè)置成MASTER、MASTER和MASTER。而將對(duì)換后要插入NO．2控制箱中-U42 和-U43的JP51、JP61、JP71全部設(shè)置成SLAVE。

圖4　操作模式功能選擇電路板

圖5　功能選擇電路板跳線設(shè)置

（4）將對(duì)換后的-U42和-U43分別插入NO．1和NO．2控制箱。

（5）恢復(fù)供電。

NO．1和NO．2控制箱的中-U42和-U43對(duì)換完成后，進(jìn)行操舵試驗(yàn)，故障依舊存在。所以不是功能選擇電路板-U42 和-U43的問(wèn)題，應(yīng)該是背板-U40的問(wèn)題。于是我們又對(duì)NO．1和NO．2控制箱的中-U40進(jìn)行了對(duì)換。對(duì)換的步驟如下：

（1）先將NO．1和NO．2控制箱的電源切斷。

（2）分別拔出NO．1和NO．2控制箱的中-U41、-U42、-U43 和-U44，并做好記號(hào)。

（3）分別拔掉NO．1和NO．2控制箱中-U40上的接線插口，拆掉-U40上的接線，并做好記號(hào)。

（4）分別松開(kāi)NO．1和NO．2控制箱上-U40的固定螺絲和接地螺絲，就可以拆下-U40了。

（5）檢查-U40中的跳線設(shè)置（如圖6），NO．1和NO．2控制箱上-U40的跳線是相同的，所以就不用重新設(shè)置了。

（6）對(duì)換NO．1 和NO．2控制箱中-U40，按拆卸的相反順序裝復(fù)。

（7）恢復(fù)供電。

NO．1和NO．2控制箱的中-U40對(duì)換完成后，進(jìn)行操舵試驗(yàn)，各種舵機(jī)操作模式均正常使用，故障解決。由此可見(jiàn)，該故障是由NO．1控制箱中-U40的某個(gè)部件損壞引起的。雖然NO．2控制箱中-U40對(duì)舵機(jī)操作模式是在備用狀態(tài)，但是對(duì)油泵放大電路板-U41這條線路是一直處在使用狀態(tài)的。為了安全起見(jiàn)，又提出申領(lǐng)背板-U40的備件。

圖7　背板-U40跳線設(shè)置

圖6　功能選擇電路板及背板

4　結(jié)束語(yǔ)

本文通過(guò)對(duì)舵機(jī)操作模式系統(tǒng)的工作原理和故障的原因進(jìn)行了分析，用“對(duì)換法”找出并排除了故障。隨著科技的發(fā)展，現(xiàn)在船舶上的各種電氣控制系統(tǒng)越來(lái)越多的使用集成電路板、PLC或PC機(jī)等模塊，依靠船上的條件，一旦發(fā)生故障，很難檢測(cè)出故障所在。而船上有好多設(shè)備都是2套或以上的，在無(wú)法確認(rèn)某個(gè)部件發(fā)生故障時(shí)，“對(duì)換法”也不失為一種排除故障的好方法。這對(duì)解決船舶電氣故障時(shí)，有一定的參考意義。