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1、中远集团香港远洋运输公司培训教材船舶主机遥控系统及故障维修吴庚申刘世居周明顺张桂臣王本明编青岛远洋船员学院2005.8前言(1)第一章船舶主机遥控系统概述及技术资料浏览导引(2)第一节船舶主机遥控系统概述(2)第二节技术资料浏览导引(5)第二章 MAN B&W型柴油主机气动操纵系统(8)第一节气动操纵系统的组成结构(8)第二节气动操纵系统工作过程(16)第三节气动系统故障分析与系统维护 (23)第三章 NABCO M-800II型主机遥控系统(30)第一节主机遥控系统的组成和系统参数设置表(30)第二节驾控的逻辑控制和逻辑流程图(34)第三节转速控制的逻辑流程图(38)第四节主机驾控系统故障诊
2、断的基本思路和常用技巧-(41)第五节主机安全保护系统(50)第四章M-800型电子调速器(62)第一节MG-800型调速器系统组成(62)第二节MG-800型调速器系统的工作原理及其功能(63)第三节MG-800型调速器系统的控制方式(65)第四节 MG-800型调速器系统的主要I/O信号(66)第五节MG-800型调速器系统的面板说明及操作步骤(67)第六节MG-800型调速器系统的自检功能及故障查找方V(69)第七节 MG-800型调速器系统的维修保养(74)第五章 AC-4型主机遥控系统(77)第一节AC-4系统概述(77)第二节集控室AC-4控制面板及面板操作(81)第三节主机操纵部
3、位的转换(88)第四节AC-4系统的参数整定(89)第五节AC-4系统的自检试验功能(91)第六节开关量参数的整定(94)第七节模拟量参数的整定(96)第八节SSU8810安全保护系统(98)本书是为中远集团香港远洋运输公司轮机员船舶电气业务培训，特别是提 高船舶主机遥控系统的运行知识和系统维修技能编写的。书中的内容对从事船舶 自动化系统维修工作的工程师在实际工作中也有参考作用。国内海运院校教材“轮机自动化”已对船舶柴油主机遥控系统的组成、常 见系统类型、工作原理作了基本的、较全面的讲述。有关该部分的基础知识，请 读者自行阅读该类教材。本书是以目前远洋船舶的主流新型主机遥控系统配置为 例，即与
4、常见的MAN B&W MC机型船舶柴油主机的操纵系统配套的带电子调速器 的M-800 II型主机遥控系统和AutoChief 4型主机遥控系统为例，侧重从系统故 障维修的角度，进行介绍，读者可以与实船技术资料一起使用本书。阅读原船设备英文技术资料是轮机员掌握设备操作使用方法和进行维护、 故障排除的基础。一个可靠的生产厂家提供的技术资料应该具备完善的内容，支 持轮机员在备件充裕的条件下，能够自行排除发生的故障。但生产厂家提供的手 册不同于学校的教材，虽然全面，往往繁琐、条理不清楚。因此本教材对该系统 技术资料中各部分在工作中的用途进行了梳理，通过简单的介绍，以帮助轮机员 快速的发现所需的内容。M
5、-800 II型和AutoChief 4型主机遥控系统都是基于微型机原理的气一电 控制系统，其工作原理及故障诊断与系统中的气动操纵部分、微型机硬件、软件 （尤其是系统工作参数的设置）、外部电气部件、线路连接都有关系。但目前的 多数教科书对这方面缺乏整体关联的详细讲述，本书将通过故障排除举例，从气 动操纵部分的具体部件到电路接线图具体接线端子，或者系统参数的错误，提高 学员全面分析系统、实际查找故障的技能。本书由吴庚申、刘世居、周明顺、张桂臣、王本明编写。由于时间仓促， 难免存在内容缺少和错误，请读者随时给与指正，以在再版时补充纠正。编写中， 参考了青岛船院王本明教授主编的“船舶柴油主机遥控系统
6、”和上海海事大学郑 士君教授主持的中远集团“主机遥控装置计算机故障诊断及辅助分析系统”项目 的有关章节内容，以及近年来，发表在海运期刊上的相关文章，编者在此表示感 谢。第一章船舶主机遥控系统概述及技术资料浏览导引第一节船舶主机遥控系统概述主机遥控是指远离机旁在驾驶台（或集控室）通过自动控制装置对船舶柴油机主机进 行操纵。如同所有的控制系统一样，主机遥控系统是由控制器和控制对象（主机）二部份组 成的。控制器的任务在于不断地采集来自驾驶台的操纵命令和来自主机的运行状态信息，做 出判断，自动地根据系统的控制要求，向被控对象发出控制信号，以达到控制目标。随着船舶自动化技术的发展，装设主机遥控系统的船舶
7、逐年增多。比较完善的主 机遥控系统通常设有如下功能（或环节）：（1）逻辑程序控制，它包括操纵转换位置判断、自 动换向、自动起动、重复起动、重起动、制动的逻辑控制，（2）转速与负荷控制，它包括转 速信号发送速率限制和负荷程序等，（3）安全保护与应急操作，（4）系统功能模拟试验，（5） 系统故障自检等。组成自动控制系统的元件有气动、机械、液压、继电器-接触器、半导体分立元件、小 规模集成电路等不同种类，在技术发展的不同阶段，主机遥控系统的类型随采用的控制元件 不同也有气动式、电动式、电-气式、电-液式等不同。随着微型计算机在控制领域的广泛应 用，自上世纪八十年代远洋船舶主机遥控系统普遍采用了微型机
8、做为控制器的核心，使系统 的设计、生产、使用和维修都更为简单，可靠性也大大提高。主机遥控系统是根据主机的特点及操作要求设计的，主机型号不同，船东船舶建造的选 型习惯，遥控系统的具体配置是有差别的，实现控制目的所采用的元部件也不同。本书第一 章至第五章MAN B&W MC机型气动操纵系统、M-800 II型主机遥控系统的配置和M-800型电 子调速器的内容，选取自中远集团2000年一2001年建造的船舶“天顺海”“德惠海”等的 资料。第五章AC-4型主机遥控系统选取自5446TEU集装箱船舶“COSCO ROTTERDAM” 资料。至于各艘船舶不同型号主机和遥控系统的具体设计和配置，请以相应的船
9、舶技术资料 为准。一.操纵位置和M-800 II型主机遥控系统的常见配置驾控操纵集控 操纵.MAN B&W气动操纵系统:主副起动阀M800-II主机遥控系统逻辑控制单元安全保护单元机旁I操纵1MG-800电子调速器操纵切换驾控阀组 集控阀组 机旁阀组调速控制单元车钟单元伺服电机控制单元调速器执行器VIT 执行器扫气压力检测起动空气分配器空分器换向机构高压油泵换向机构高压油泵主机转速检测MANB&W6S 70MC柴油机图4-1-1 M-8001型主机遥控系统（带MG-800电子调速器）系统配置方框图现代船舶的主机遥控系统，通常由气动部分和电动部分组成。气动部分一般由柴油主机 生产厂家提供，电动部
10、分则由主机遥控系统生产厂家提供。船舶建造时将两者进行组合，使 之组成一个完整的主机遥控系统。图4-1-1方框图表示7M-800II型主机遥控系统（带MG-800电子调速器）的常见配置。 表4-1-1则列出该系统在驾驶台、集控室人工气动操纵和机旁应急操纵三个不同位置，实现 起动等逻辑控制、主机转速控制所应用的不同方法、使用的不同设备，以及主机安全保护装 置的功能范围。该系统提供在驾驶台操纵车钟发讯器手柄，应用微机/气动结合的方式自动 控制主机的换向、起动、停车和转速的设置；在集控室应用气动系统手动控制主机的换向、 起动、停车以及使用电子调速器控制主机转速；在机旁进行应急操纵。同时，系统配置中的
11、安全系统在主机的非正常工况时，提供自动减速或自动停车功能来保护主机，以及提供在遥 控系统失灵，使用手动应急停车的功能。表4-1-1 M-800II型主机遥控系统的操纵方法操纵位置起动等逻辑功能的实现方法主机转速控制方法主机安全保护装置的 功能驾驶台使用驾驶台车令发讯 器发令进行自动控 制，微型机和气动结 合的控制方式。从驾驶台车令发讯器 发出电气信号，通过 电子调速器控制手动应急停车 自动紧急停车 自动紧急减速集控室使用集控室车钟和操 纵手柄发令进行手动 控制，气动控制方式采用集控室操纵手柄 发出的电气信号，通 过电子调速器控制手动应急停车自动紧急停车机旁使用机旁燃油调整手 轮、换向杆和按钮进
12、 行控制，机械和气动 控制方式。使用机旁燃油调整手 轮直接对燃油调整轴 进行控制手动应急停车自动紧急停车本书第二章将讲述机旁和集控室手动操纵时使用的气动操纵系统工作原理和故障诊断 方法。由于无人机舱的设计要求，远洋船舶主机遥控系统的主要工作方式是驾驶台操纵。驾驶 台操纵的自动控制功能主要是通过主机遥控系统中的电气控制系统实现的。在驾控状态下， 系统由微型计算机控制，计算机输出的电气控制信号，通过气动操纵系统中的电磁阀转换为 气动信号，控制主机的起动、换向、停车，或通过电子调速器调节油门的开度，控制主机的 转速，在这里，气动操纵系统的阀件是作为电/气转换的接口，或控制系统输出信号的执行 机构来参
13、与实现驾控功能的。从后面第二章的学习可以知道，在驾驶台操纵的各过程中，气 动操纵系统中的的大多数阀件与集控室气动手动操纵时的状态一样。因此，要掌握驾驶台电 气控制系统的维修技术，不但要掌握第三章介绍的驾驶台电气控制的内容，更首先要掌握第 二章气动操纵系统的内容。熟悉上面表格所列三个操纵部位所提供的功能和所使用设备的差别，并且在第二章操纵 系统气路图和后面章节电路图中，进一步具体掌握哪些部件是三个操纵部位都使用的共有部件，哪些部件是某一操纵部位单独涉及的部件，通过选用不同的操纵位置，进行对比测试， 定位故障区域，是进行故障诊断的首选方法之一。调速器是主机转速控制的重要设备，主机遥控系统中所采用的
14、调速器基本上有两大类， 即WOODWARD PG比例积分液压调速器和电子调速器，其主要作用都是根据转速设定值 与主机实际转速之间的偏差进行比例积分调节。在气动遥控系统中，转速设定信号是气压信 号，经各种限制环节后送到WOODWARD PG液压调速器的转速设定波纹管，调速器按PI 调节规律控制主机油门开度。在电子式和微型机的遥控系统中，电气控制部分输出的转速设 定信号是电压信号（或电流信号），对该信号有两种处理方法，一种是对代表转速设定信号 的电压信号进行U / P转换，将电压信号转变为气压信号送入气控液压调速器的转速设定波 纹管，由PG调速器控制主机的转速。对于“ WOODWARD ” PGA
15、型调速器，对应最 低稳定转速和主机海上全速的转速设定气压信号范围通常约为0.05MPa-0.5Mpa；另一种是 将代表设定转速的电压信号送入电子调速器，由电子调速器及其伺服机构控制主机的转速。 从上世纪九十年代后期，电子调速器已经成为远洋船舶主机遥控系统的主流配置，本书第五 章以MG-800型电子调速器为例，对电子调速器的工作原理、使用和维护进行了介绍。二.驾驶台电气控制系统的配置TELEGRAPHBKalnEgNSoLETERMIMAL gARD UNITMAIN SOURCEC/R CONTROL PANELCm SAFETY PANELPULSEPULSEGeneratorGENERATORGOVERNERTERMINAL BO面 UNIT J QMAIN SOURCE SOURCEVLVEUNITPOWER SUPPLY UNITEZSINDICATOR BOXTELEGRAPH：RECEEVERJUNCTION BOXOONTHCL SYSTEMMAIM ENG! N：ACTUATORDRIVEUNITGOVERNERCONTROL U
