发电机突然莫名其妙安保停车...惊出一身冷汗!

学术   2024-11-12 10:30   广东  

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前言
“DALI”轮在美国撞桥的事故闹的沸沸扬扬。已知的原因是全船失电。船舶电力系统好比人的神经系统,一旦失灵,后果严重。赠人玫瑰,手有余香。本轮也遇见发电机突然停车故障,特此与大家分享。
正文
1简介
众所周知,早些年我们国产船的毛病很多,有一条就是震动,很多故障都是由震动造成。然后还有一条就是电器元件多年以后会丧失应有的功能。本轮就不幸碰见因PLC 模块故障导致的发电机安保停车。
本轮是2016年下水的国产船,主机ME-C 5S60,配有3台安庆大发6DK-20e副机。本文主角就是1号副机控制屏,该屏也是由安庆船用制造。控制逻辑由多个PLC 来完成,如图1   
图 1 PLC 实物图
安保控制电路图,如图2和3      

 

 图2 安保回路      

 

    
图3 安保回路       

 

2 故障描述
靠港期间,3台吊车卸货,1号2号发电机并网供电。AMS 突然警报,显示1号发电机安全回路断线, 几分钟后警报又自动复位,恢复正常。几小时后此警报再次出现且不能复位,在检查控制回路期间,1号发电机自动停车,AMS 显示滑油低压Trip。       

 

3 检查过程
在启动3号发电机恢复电网后,我们开始检查1号发电机。
首先机旁启动1号发电机,启动过程中滑油压力迅速建立,机械表显压力正常,转速到达720转后自动停车,显示滑油低压Trip,由此可知发电机滑油系统没有问题。随即检查该压力开关。用压力校正仪加压至2bar以上,压力开关断开。泄压到2bar以下,压力开关闭合,说明压力开关没有问题。结合AMS 显示的安保回路断线警报,我们怀疑是不是线路问题。所以测量压力开关输入电压,显示22.5V,说明线路没问题。测量终端电阻,发现电阻也正常。什么都正常,突然就没有思路了。停下来思考一下,决定将压力开关线圈拆掉再起车试一下。起车后发电机滑油压力显示正常,可正常运转,1分钟后,发电机又自动停车,显示淡水高温Trip。一波未平一波又起。观察实际的淡水温度表显正常,75°C。有了滑油低压Trip的经验,我们也拆掉了淡水高温Trip的接线。再次起车后,发电机正常运转,并网运行半小时,观察滑油压力,淡水温度,没有发现问题。发电机可以用了。但是没有安保的发电机怎么能放心的用呢,晚上怎么睡的踏实!还是得继续查找根本原因。   
第二天继续,因为心里已经明白问题出在控制线路上,于是打开发电机控制屏,把相关的继电器拔下来,检查线圈,没有发现问题。在这个过程中发现安全停车继电器1K9一直亮着灯,进而发现滑油低压Trip报警继电器1K7及淡水高温Trip报警继电器1K8也亮着灯。说明这3个继电器一直有输入信号,所以才会输出警报及停车信号。再看图纸顺藤摸瓜,发现这3个继电器的输入信号来自PLC 1S7-1的数字输出端0.1,0.2及0.3。
实际上的参数都是正常的,为什么PLC 会输出不正常的指令呢?肯定是输入不正常。前面已经检查了探测端及线路连接都是正常的,说明信号采集没有问题。再分析电路图发现采集的信号接入了PLC 1S7-2的模拟量输入端2+和3+。目标转移到PLC上,发现1S7-2模块指示灯全红。如图4
图 4 故障模块
至此,找到根本原因。因为1S7-2模块故障导致1S7-1 输出错误指令。剩下的是怎么样将安保功能恢复,有安保,发电机才能放心的用。
4 解决问题
我的方案是将信号采集绕过输入模块1S7-2 直接接到警报及停车继电器。由滑油低压Trip压力开关信号采集端25A接线到1K7再到1K9安保停车,这样到滑油低压Trip压力开关闭合时,1K7得电输出相应警报,1K9得电输出停车信号。由淡水高温Trip采集信号端27A接线到1K8及1K22遥控停车,这样当淡水高温Trip触发时1K8得电输出警报,1K22 得电输出停车信号。可能有人问了为什么不也用1K9呢?1K9才是安全停车。因为,在备件上船之前,线路改动既要满足安全要求,又要满足PSC检查官的检查。如果将淡水高温Trip也接入1K9的话,无论哪一个Trip,都会造成两个警报同时出现。PSCO 通常会让试验滑油低压Trip,当滑油低压Trip停车时会同时出现淡水高温Trip的警报,PSCO 就会提出疑问。所以我选择将淡水高温Trip的执行交给遥控停车继电器1K22来完成。   
由于PLC 1S7-1 关于这两个安保的输出信号已经失真,所以需要拆掉经它到两个Trip警报继电器及安保停车继电器的接线。也就是端子号0.1,0.2和0.3的连接线。
因为安保回路由原来的模拟量变成了现在的开关量。造成控制系统在停车状态时不能识别,进而不能屏蔽滑油低压Trip。所以当发电机在停车状态时,滑油压力低于2bar,此时滑油低压Trip是触发状态,导致安保停车一直处于动作状态,造成发电机不能启动。所以需要在滑油低压Trip安保回路中加入一个开关,在停车状态下断开线路,使安保停车电磁阀复位。在发电机启动,滑油压力正常后再将开关闭合。如图5
图5 改动线路图
         

 

实物接线如图 6,7,8和9    
图 6 继电器接线
图7 复位开关
图8 高温停车接线         

 

    
图9 信号采集接线
结语
本文旨在向各位同仁介绍一种临时替代PLC 的思路。随着船龄的增长,电器元件逐渐老化,船上不可能总有合适的备件。在发电机PLC故障之前,本轮已陆续出现了油水分离器PLC,低温淡水泵自动控制PLC故障。在这种情况下,如何既能让设备安全运行,又能应付越来越“专业的”PSCO检查,这是是一项值得我们深入研究的课题。 

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