环球关注:技术交流特辑-EMERSON阀门遥控系统浅析
引言:
艾默生阀门遥控系统(EMERSON)包含了压载水系统、燃油舱阀门以及货舱污水阀的控制系统,该系统实现了各阀门的远程控制和液舱液位的实时监控,对船舶工作带来了极大的便利,但自动化程度提高了,同时也增加了系统故障排查的难度;该系统自营运以来出现了不少的故障及备件消耗,发生故障的主要部位基本在dian主机、控制阀模块、UPS不间断电源等,阀门本身故障很少发生,下面对该系统做个简单介绍,另外分享一下压载泵进出口阀故障的排查过程。
一:阀门遥控系统介绍
(资料图片)
1.系统:
包括船舶办公室控制站、集控室控制站、阀门以及液位显示模块箱、遥控阀等;控制站发出指令,通过控制模块,实现阀门的控制。每个阀门和液位显示都有一个独立的PLC模块(PD527),该模块可以实现阀门的开关控制,模块有OPEN/CLOSE按钮,按一下,即可实现全开(关)阀门,再按一下,即可暂停打开(关闭)阀门的动作。
系统流程及控制阀结构图
2.电源及网络软件部分
①、电源分为两个控制电源,在集控室和船舶大副办公室,均有UPS不间断电源,船舶失电时UPS会持续供电以保证PLC模块内部数据不会丢失。针对UPS电源应注意:
尽量保证两处UPS电源可用(至少要保证一处百分百可靠),定期更换;
UPS电源电池电量低会有报警,平时多留意UPS上面的报警Low Battery Power,电池低电量有可能丢失数据可能还会导致系统网络无法发现报警Network not found 001/2 Alarm System Failure;
UPS更换电池后,重新开启工作站,点开控制软件,引发的报警可能无法立刻恢复,系统重启后程序的下载需要时间,可等待数小时后观察; 检查电脑主机上面的网络接口是否显示已连接,如显示未连接状态可以检查电脑旁边的路由器是否有报警,可以尝试重新启动路由器(正常5分钟即可恢复)。
②、阀门遥控系统的Local控制箱在机舱,日常保证Local控制箱内部风机正常通风,避免温度过高导致的模块高温失效;特别是在东南亚较热的港口;
③、如果整个系统信号丢失无法显示时,首先在桌面退出系统重启,查看是否有效;若重启后无法恢复,则打开电脑旁边的ALARM PANEL报警通讯模块控制箱,关闭其模块的开关数分钟后再送电,重新连接网络(Fig.1)。电脑上的软件和各模块是独立的,若电脑软件崩溃一时无法恢复电脑操作时,可在Local模块控制箱手动开关阀门(每个阀门都有单独的模块,模块上有开/关按钮、保险丝及状态指示灯,Fig.2 & Fig.3);
Fig.1
Fig.2
Fig.3
④、各舱室液位无法显示时,可采用对调相同型号传感器的方式,判断是否是传感器的故障;也可串万用表电流档看电流大小,传感器损坏经常是空仓及满仓显示,可以传感器拆下来表面对大气,正确的读书应该是4mA 上下少量偏差,这样子比对调传感器会节省一些工作量。
⑤、油舱的遥控阀比较特殊有专门的保护,当整个系统断电时其无论在任何位置,都会靠自身的机械储能自动关闭。经过断电还未恢复电脑系统时,切记到机旁手动打开阀门后再驳油;
⑥、船上应保存好系统的软件安装包(U盘),以备数据丢失时重装系统用;录制阀门遥控系统在正常使用状态下存储和交换模块的视频保存,以便日后出现故障时可以对照各指示灯的状态,以便快速判断故障点;
⑦、压载水电脑严禁插入日用U盘或与驾驶台连接共享,集控室供应办公电脑与阀门遥控主机分开使用。
3.压载泵及阀体部分
①、遥控阀无法正常开关:
阀门的开关有时间限制,若在规定时间内无法打开,系统会出现Max Run Time Error超时及Position Error位置错误报警,出现情况通常如下;
液压泵马达运转有声音但阀杆不转:检查驱动液压油是否缺失,打开本体端部顶部的螺栓可加油(顶部加油可以避免顶部气体聚集);
若油位正常无声音且阀杆不转,用应急手动液压泵进行开/关操作,排除不是因为阀门本体卡死造成。通过下面2张接线图先排查是LPU 故障还是控制模块故障,如果是LPU故障再检查控制液压油开/关方向的电磁阀、启动电容、电机马达及液压泵(启动电容烧坏故障的次数较多,Fig.4 & Fig.5 & Fig.6);
阀杆转动但是很慢:油量少导致驱动压力低扭矩小;油位、马达正常的情况下,可调节Speed Adjustment螺钉调节转动速度(Fig.7)。
阀杆转动到位但是还有报警:打开接线盒检查位置传感器是否正常,观察阀杆的位置,调节位置螺钉Position Indication Adjustment。注:两台压载泵出口阀EM06/10是比列调节阀,可以在电脑进行开/关位置的校正(点击相应遥控阀--点击MORE,出来对话框有SET0%和SET100%功能,只能在10%以下/90%以上校正,Fig.8);
Fig.4
Fig.5
Fig.6
Fig.7
PS:
遇到阀无法正常开/关时,不要再多次操作,及时到阀旁查看确认故障现象,避免多次的开/关使模块、电磁阀、马达长时间处于得电状态而发热烧毁;
若无法判断是问题时可采用对调的方法排除(有两种型号LPU-D/S),例如不常用的首尾尖舱阀,轻油大舱阀(不常用的阀要定期活络);
日常检查时注意阀体下部是否有油迹及时灭漏或补油。
Fig.8
②.阀门遥控系统导致的220V绝缘低:
检修阀门时打开接线盒,经常发现内部有水/盐垢;不要忽略该系统导致的接地,如不及时处理会导致内部电路板及马达线圈烧毁,经常遇到的情况如下:
压载泵进出口的几个阀门在滑铁板下部,有时卫生清洁冲地板时水沿着电缆进入接线盒导致内部电路板短路及烧毁小马达。为避免此故障发生,切记这几个阀的接线盒电缆入口处涂绝缘泥(Fig.9);
在大舱或者密闭空间的遥控阀,有时候通风不良,加上接线盒的密封胶圈失效/检修后未安装到位/未抹密封胶等原因,导致进水/受潮;
海水从阀杆处渗水到涡轮传动机构导致腐蚀,遥控阀也有可能发生海水顺着阀杆进入接线盒导致绝缘低(比列调节阀EM06/10容易出现)。
Fig.9
③、压载泵的使用操作(对甲板部人员进行培训) :
在排底舱/边仓液位较低的压载舱时,避免真空度无法建立,建议先开引水EMO5/09运行2min后再开吸入阀EM07/8;
由于各种原因没有及时停泵关阀导致的系统进气,可采用整个管路重新压水排气的操作;另外要杜绝系统吸空没有及时停泵,导致自吸泵驱动叶轮磨损;
排水时正确的调节泵出口压力,通过调节该比例阀EM06/10使压力维持在1.1—1.2Bar,此时的泵效率应该最佳;
启动压载泵时首先把出口阀EM06/10,全开后再慢慢调节流量,避免开泵瞬间压力大导致密封O-ring失效,海水沿阀杆上行进入接线盒。
④、艏尖舱的防撞隔离阀和侧推间污水井管路的液压阀,注意经常进行活络。
二:故障分析
故障一:压载泵进口阀EM05无法遥控控制,只能在阀旁通过手动液压泵连接QuickA&B 进行操作
现象:控制站以及控制箱内模块控制均无反应,模块检查无报警,模块保险丝正常;在与其他阀门的模块调换后(模块对调只能手动在模块上面开关该阀门,每个模块都有一个地址,和电脑图标关联,对调以后还是和原图标关联)建议可以拿对讲机现场测量LPU 电压,还是无法工作,判断遥控系统正常,锁定遥控阀自身故障导致
分析:EM05阀遥控操作不动作,连接手动液压泵,阀可实现开关,说明执行机构正常;接通电源,点击模块OPEN后,电机不动作,旁边的电容,电容在单相电机中用来分相的,使两个绕组中的电流产生90度的相位差,以此产生旋转磁场使电机转动;如果电容容量变小或损坏都不能使电机转动。测量电容正常,电机可以正常工作转动;进行开关试验,只能关而无法打开阀门,阀门开/关是靠电磁阀改变液压油的走向进行控制,与别处遥控阀调换电磁阀线圈后,进行开关试验可以明显听到电磁阀动作声音,装复后开/关试验正常。
故障二: 压载泵出口阀EM06(比例阀)出现“POSITION ERROR”位置错误故障报警。
现象:只能显示0%和100%位而不能显示50 % 位。
分析:EM06压载泵出口阀是比例调节,可以实现0%~100%任意位置控制;既然遥控阀可以0%和100%进行位置变动,说明执行器、电机和液压泵部分正常,那么剩余位置传感器和控制电路板问题。检查位置传感器,发现执行器在开/关位置时,位置传感器YOKE(传动顶杆)卡阻不动,活络装复后故障依旧。检查控制电路板,测量对调后故障仍未解决;反复思考及分析,既然位置传感器、电路板、执行机构均未发现问题,备件对调前后均未进行开/关位的位置校正,随后通过电脑进行了0%和100%的位置矫正,之后POSITION ERROR报警消失;最后进行遥控试验,遥控阀0%~100%任意位置均可实现精准控制,恢复正常。
三:总结
阀门遥控系统现场动力单元是电气设备,一定要保持设备干燥;填料函以及盖子处容易造成潮气及水进入,这些部位注意防水防潮。
控制系统尽量不要断电,避免数据丢失,引起不必要的麻烦(断电后网络交换器容易引起整个系统发红报警而无法操作,需要一天左右的时间才能复位)
如遇到阀门控制故障,可以根据通过手动按模块,现场测量LPU电压等方法判断故障点,再做进一步的解决;如果某个阀开关故障或报警,利用模块的地址记忆性,互换模块手动按模块操作,以次来判断是模块问题还是阀本体问题的故障所导致。
船舶自动化程度越来越高,一定程度上减轻了船舶人员的劳动强度,但也给管理人员提出了更高的要求,遇到问题应勇于尝试解决,不断学习摸索并总结经验技术,保证机电设备的可靠安全。
标签: