船舶机舱监测报警系统故障及维修

文/ 大连海事大学轮机工程学院 王占吉 王姝惠

目前，船舶机舱监测报警系统被广泛应用在各类船舶上，这一方面可以改善轮机管理人员的工作条件，减轻劳动强度，使值班人员在集控室和各延伸点就可以监控船舶主机和辅机等重要设备的参数变化，实时掌握机舱各设备的工作状态，及时发现设备的运行故障，另一方面也增加了维修的技术难度。就目前船员队伍而言，电机员被取消而电子员还未到位。而在船上，对于船舶机舱监测报警系统的维修管理是非常重要的，它相当于值班轮机员的耳目，并已经延伸到轮机员房间和餐厅等处所。机舱监测报警系统的可靠性关系到船舶的安全，如有故障必须及时加以排除，以下是笔者亲历的船舶机舱监测报警系统的故障，着重分析故障产生的原因及相应的解决方法。

一、故障的产生

2010年3月的一天，某工程船航行在新加坡去西非的途中，该船的机舱监测报警系统发生故障，集控室电脑监视屏上显示的故障现象是：报警系统中数据采集箱2（SAU2）中的A板和数据采集箱3（SAU3）中的C板均显示红色ALARM。此时该两块板上显示的各数据都已经冻结，失去了对32个监测点的监控。其中SAU3-C板恰好监控两台主机各运行参数的变化，该板的重要性不言而喻，即在集控室和其延伸点失去了对主机的监控。这对于航行的船舶来说是可怕的，因为此时当值轮机员必须去主机旁才能观测到主机各运行参数的变化，要经受高温和噪音的煎熬，非常辛苦，因此必须排除该故障。

船舶机舱监测报警系统由以下几个部分组成：分布在机舱各监视点的传感器；数据采集处理和通讯箱；集控室内的控制柜和监视屏；分布在各处的延伸报警箱。

通过监视屏上的监测系统的画面看到：SAU2-A板和SAU3-C板对应的TD202字样的右侧有个数字，已经从0升至1023（正常情况是在0～1之间跳动），该两块模块均显示红色ALARM，说明上述模块出现故障。这两块TD202模块都是模拟量信号模块，接收各个传感器送过来的4～20 mA的模拟信号。而模块故障有可能是模块本身问题，也可能是传感器短路、接地或绝缘低造成的，还可能是连接传感器的传输电缆有接地现象。

二、故障的维修检查

维修本着先易后难的原则，最先采取的措施是断电复位，两块模块均能短时显示绿色OK，但时间一长又显示红色ALARM。利用复位后短时正常工作的间隙进行维修，先检查传感器和电缆，再检查模块。现场打开数据采集箱3，在SAU3-C板上共有16个传感器接口，模块的左上方4个端子为DC24 V电源端子，依次往下为“+ - + -”，右上方4个端子为信号端子，依次往下为“H L H L”，在检查之前先拔下左上角的四芯电源端子。

（一）传感器和电缆检查

1. 传感器和电缆接地检查

将万用表打在蜂鸣挡或最大的电阻挡，黑表笔搭在接地铁壳上，红表笔分别从SAU3-C板上各个传感器端口依次往下测量，各个点蜂鸣器未报警或电阻值为∞，说明各个传感器和电缆没有接地现象（某个端口蜂鸣器报警或电阻值较小说明该传感器或电缆有接地现象，分段进一步测量出是传感器还是电缆接地）。

2. 传感器绝缘检查

首先解开各个外部传感器上的接线，将万用表打在最大的ΜΩ挡，直接测量传感器，结果是各个传感器电阻值均为∞，说明各个传感器正常（若导通，则传感器短路；若绝缘较小，则该传感器有问题），接好各个传感器上的接线。

3. 传感器好坏判断

插上左上角的四芯电源端子，在通电状态下，用万用表的直流电压挡，依次在模块上测量对应的传感器的电压，结果都有DC24 V，再用万用表的直流电流挡串入传感器回路中，测量传感器的电流，都有4～20 mA的电流信号输出，这样就可以判断传感器都是好的（若传感器上电压或电流不正常，则说明该传感器有问题）。

4. 电缆绝缘检查

在确认各个传感器是好的前提下，再分别拔下各个传感器的输入插口，将万用表打在最大的ΜΩ挡，用两只表笔分别从右侧的传感器端口进行绝缘测量，结果万用表的读数均为∞，说明连接各个传感器的电缆绝缘没有问题（若绝缘值较小则该电缆绝缘有问题）。

（二）模块检查

1. 模块通道检查

拔掉所有传感器输入端子（电源信号端子要插上），在SAU3-C模块右侧的第一个传感器端口处，先从模块左上角电源端子的正极引出DC24 V+临时线，并在线上串一个2 kΩ的电阻，接至传感器端口的正极，另一根线从模块左上角电源端子的负极引出DC24 V-临时线，接至传感器端口的负极，就能在电阻回路产生一个12 mA的直流电流（24 V÷2000 Ω=12 mA），如果没有2 kΩ的电阻，用任一R代替，则应该满足24 V÷R=I，I在4～20 mA之间即可，然后再到电脑监视屏上看到对应的数值出现。按上述方法依次检查其他传感器端口，均能在电脑监视屏上看到对应的数值出现，也就是说各个通道都正常（这样做可以排除外接传感器的干扰因素）。

2. 模块本身检查

从数据采集箱3上将SAU3-C板取下，外观检查各个部件及焊点未发现异常，检查跳线帽和测量黄色扁圆形保险丝均正常，在目前船舶条件下，没有仪器能直接测量出该模块的好坏。

三、故障的分析和解决

综上所述，能导致模块故障的原因有两个方面：一是来自传感器和电缆的短路或接地，由于传感器的工作电源是模块提供的，传感器和电缆的短路或接地直接导致模块电源短路或接地，这样就会触发模块电源的保护电路，使之无法正常工作，模块就会显示故障；二是来自模块自身的故障。通过测量已经排除了传感器和电缆短路或接地的可能，那么故障只能出在模块本身。

解决方法是：断开模块电源，准备两块新的毫安-毫安输入模块（TD202），将SAU2-A和SAU3-C两块旧模块取下，比照两块旧模块，新模块的跳线帽要跳得跟旧模块一样，安装新模块，再将所有插头插在原来位置。然后接通DC24 V电源，将集控室电脑监视屏的主机开机，进入船舶机舱监测报警系统，通过监视屏上的监测系统的画面看到：SAU2-A板和SAU3-C板对应的TD202字样的右侧数字在0～1之间跳动，该两块模块均显示绿色OK，画面显示各个监测点一切正常，故障得以解决。

四、故障的启示

故障维修后的一点启示：该类故障一般不容易轻松排除，可能将系统中各个部分排查一遍也找不出故障点，只能靠排除法一个个去试，并且保证不能扩大故障范围，这就需要维修人员精通业务，理论和实践都要过硬才行。