0 引言

隨著港口碼頭、狹窄航道船舶通航密度逐年攀升，保證船舶航行在上述水域絕對(duì)安全成為迫切的現(xiàn)實(shí)需要?；诟纳拼皺C(jī)動(dòng)能力和操縱性能需要，從小型船艇到數(shù)萬(wàn)噸大型艦船，較多選擇在艏、艉部設(shè)計(jì)安裝側(cè)推裝置作為解決策略。伴隨在工程領(lǐng)域推廣應(yīng)用和使用頻次增加，該裝置故障多發(fā),出現(xiàn)問(wèn)題復(fù)雜多樣，能否快速修復(fù)該裝置突發(fā)故障將直接影響到船舶的航行安全。

1 故障現(xiàn)象

某型救助拖船采用兩臺(tái)艏側(cè)推、一臺(tái)艉側(cè)推裝置輔以車(chē)、舵系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)離靠碼頭、進(jìn)出狹窄水道及動(dòng)力定位作業(yè)時(shí)船舶運(yùn)動(dòng)狀態(tài)控制。全船電力系統(tǒng)由兩臺(tái)軸帶發(fā)電機(jī)及三臺(tái)主柴油發(fā)電機(jī)組提供支持，兩臺(tái)軸帶發(fā)電機(jī)分別由左、右舷主推進(jìn)柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)，聯(lián)接在主減速齒輪箱PTO輔助輸出端。各電站間相互獨(dú)立，分段工作，分區(qū)供電。左聯(lián)絡(luò)斷路器6CB2、軸發(fā)排母聯(lián)斷路器9CB1、柴發(fā)排母聯(lián)斷路器9CB2、右聯(lián)絡(luò)斷路器13CB2均斷開(kāi)，左柴油發(fā)電機(jī)組為C排設(shè)備供電，中柴油發(fā)電機(jī)組和右柴油發(fā)電機(jī)組為D排設(shè)備供電，左軸帶發(fā)電機(jī)為A排前艏側(cè)推供電，右軸帶發(fā)電機(jī)為B排后艏側(cè)推和艉側(cè)推供電。

首先進(jìn)入Fluent的計(jì)算編輯模塊，選擇計(jì)算單位，然后進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，再一個(gè)就是設(shè)置求解器，在求解器設(shè)置中需要選擇Pressure-Based(基于壓力法求解器)，使用壓力修正算法，擅長(zhǎng)求解不可壓縮流動(dòng)；在Velocity Formulation中選擇Absolute(絕對(duì)速度)；在Time中選擇Steady(穩(wěn)態(tài))。截止閥中的介質(zhì)在里面流動(dòng)時(shí)，由于閥體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，將會(huì)使速度在閥體中有較多的變化，形成湍流。因此，本文選用湍流模型對(duì)流體場(chǎng)進(jìn)行分析。而選用標(biāo)準(zhǔn)k-e模型因?yàn)槠涫峭牧髂Ｐ椭袘?yīng)用最廣的模型，其具有較高的穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性和精度[4]。計(jì)算結(jié)果如圖4。

因檢修需要該船舶在碼頭較長(zhǎng)時(shí)間停泊，后在例行性動(dòng)態(tài)檢拭三臺(tái)側(cè)推裝置時(shí)，出現(xiàn)艏部前側(cè)推裝置在自耦降壓?jiǎn)?dòng)后，轉(zhuǎn)全壓運(yùn)行瞬時(shí)，主配電板上該側(cè)推裝置供電框架開(kāi)關(guān)斷路器6CB1自動(dòng)跳閘，如圖1所示，并發(fā)出啟動(dòng)失敗報(bào)警故障。

2 系統(tǒng)工作原理

2.1 系統(tǒng)組成

本側(cè)推裝置由驅(qū)動(dòng)電機(jī)、彈性聯(lián)軸節(jié)、側(cè)推器本體、液壓系統(tǒng)和電氣控制系統(tǒng)五大部分組成

。具體包括綜合艦橋控制面板1、中央控制箱2、甲板設(shè)備控制面板3、電機(jī)啟動(dòng)柜4、驅(qū)動(dòng)電機(jī)5、反饋裝置6、聯(lián)軸器7、側(cè)推裝置本體8、重力油箱9、液壓油柜組件10、中間油箱11、手搖泵12、油泵啟動(dòng)器13、螺距表14組成，如圖2所示。

黨的十八大對(duì)社會(huì)主義初級(jí)階段的主流價(jià)值觀作了明確界定——富強(qiáng)、民主、文明、和諧、自由、平等、公正、法治、愛(ài)國(guó)、敬業(yè)、誠(chéng)信、友善。這是整個(gè)中國(guó)社會(huì)道德體系建設(shè)的總綱，不同民族、不同階層、不同行業(yè)、不同群體可據(jù)此構(gòu)建符合自身實(shí)際的道德體系。

根據(jù)維修保養(yǎng)記錄和使用經(jīng)驗(yàn)，初步推斷為船舶較長(zhǎng)時(shí)間停泊，槳葉表面海生物持續(xù)生長(zhǎng)，槳葉重量增加及表面型線(xiàn)發(fā)生改變，啟動(dòng)時(shí)負(fù)荷較原來(lái)大，在原自耦降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)間內(nèi)無(wú)法達(dá)到額定轉(zhuǎn)速。通過(guò)清理槳葉表面海生物，恢復(fù)先前狀態(tài)，可以消除故障。但鑒于側(cè)推裝置結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，槳葉實(shí)體部分在水線(xiàn)以下，且筒體外部有防護(hù)格柵，需結(jié)合塢修方能進(jìn)行槳葉表面海生物的清理，超出了船員級(jí)維修工程范圍。

基于故障原因分析和推斷，考慮通過(guò)增加配電板斷路器耐受電流、減小啟動(dòng)負(fù)載、增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩、延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間四種方案對(duì)故障進(jìn)行排查處理。

2.2 工作原理

主配電板上供電框架開(kāi)關(guān)斷路器6CB1型號(hào)為施耐德Masterpact MT系列抽屜式空氣斷路器，額定工作電流In為2500A，原設(shè)定短延時(shí)脫扣電流isd倍率2.5。在征得廠(chǎng)家同意后，將isd倍率增大一倍調(diào)定至5，啟動(dòng)該側(cè)推裝置，故障依然存在。基于線(xiàn)路安全考量，未對(duì)斷路器相關(guān)參數(shù)再做其它調(diào)整，考慮采用其它故障修復(fù)方案。

檢查自耦變壓器內(nèi)部設(shè)置有三個(gè)抽頭，分別為48%、52%和55%，當(dāng)前主電路連接為48%抽頭，如圖3所示。通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘驗(yàn)，在確認(rèn)電纜足夠長(zhǎng)度及安全情況下，將48%抽頭調(diào)整至52%，使啟動(dòng)電壓適當(dāng)增大，從而保證在自耦降壓程序設(shè)定時(shí)間20s內(nèi)電機(jī)轉(zhuǎn)速能夠升至額定轉(zhuǎn)速。調(diào)整后，正常啟動(dòng)該側(cè)推裝置，該裝置運(yùn)行正常，故障排除。

（4）他自吃人在他眼前那等花麗胡哨，喬龍畫(huà)虎的，兩面刀哄他，就是千好萬(wàn)好了。（明·蘭陵笑笑生《金瓶梅詞話(huà)》第20回）

側(cè)推裝置起動(dòng)時(shí)，須向主配電板進(jìn)行重載問(wèn)詢(xún)，主配電板允許起動(dòng)后，PLC根據(jù)端口輸入信號(hào)，監(jiān)測(cè)各起動(dòng)聯(lián)鎖點(diǎn)：①油泵是否運(yùn)行；②主電機(jī)電源是否有電；③控制電源是否有電；④槳葉是否處于零螺距位；⑤是否無(wú)故障報(bào)警及保護(hù)報(bào)警；⑥兩臺(tái)艏側(cè)推起動(dòng)柜相互間是否無(wú)連鎖；⑦電機(jī)防冷凝加熱器是否停止工作等。判斷符合起動(dòng)條件后，向起動(dòng)柜輸出“主電機(jī)起動(dòng)準(zhǔn)備完畢”信號(hào)，面板“主電機(jī)起動(dòng)準(zhǔn)備完畢”指示燈亮起。按下“主電機(jī)起動(dòng)”按鈕，PLC收到起動(dòng)信號(hào)后，即刻輸出起動(dòng)信號(hào)至控制電路，斷路器QF3閉合，之后斷路器QF2閉合，起動(dòng)器按照設(shè)定程序進(jìn)行自耦降壓起動(dòng)

。設(shè)定自耦降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)間20 s完成后，PLC輸出控制信號(hào)，分別斷開(kāi)QF2、QF3斷路器，閉合QF1斷路器，側(cè)推裝置轉(zhuǎn)全壓運(yùn)行，“主電機(jī)運(yùn)行”指示燈亮起，“自耦降壓起動(dòng)”指示燈熄滅，“重載問(wèn)詢(xún)”指示燈熄滅，“允許起動(dòng)”指示燈隨后熄滅，起動(dòng)過(guò)程完成。

本型拖船三臺(tái)側(cè)推裝置均采用自耦降壓方式起動(dòng)，艏部側(cè)推裝置主電機(jī)功率均為1200kW。艏部前側(cè)推裝置初次啟動(dòng)失敗后，檢查機(jī)旁控制屏上各報(bào)警指示燈，除主電源失電報(bào)警外，無(wú)其它報(bào)警點(diǎn)輸出；檢查該側(cè)推裝置油泵電機(jī)及槳葉零螺距位均在正常狀態(tài)

。為測(cè)試起動(dòng)器控制電路功能，排除控制系統(tǒng)是否存在故障，將該側(cè)推裝置工作模式轉(zhuǎn)至“試驗(yàn)”模式，在不帶負(fù)載的情況下，模擬控制側(cè)推裝置主電機(jī)的起動(dòng)。按下“主電機(jī)起動(dòng)”按鈕檢查控制系統(tǒng)自耦降壓?jiǎn)?dòng)過(guò)程，QF1、QF2、QF3斷路器動(dòng)作邏輯正常，分合閘過(guò)程無(wú)異常，斷路器6CB1跳閘現(xiàn)象消失。將工作模式轉(zhuǎn)回“正?！蹦Ｊ胶笤俅伟闯绦騿?dòng)該側(cè)推裝置，主配電板供電斷路器6CB1再次跳閘。排查電氣控制系統(tǒng)無(wú)其它異常后，結(jié)合近期控制系統(tǒng)未有維修工作改變技術(shù)狀態(tài)及長(zhǎng)時(shí)間靠泊的實(shí)際，推斷為降壓?jiǎn)?dòng)轉(zhuǎn)全壓運(yùn)行時(shí)，側(cè)推裝置電機(jī)轉(zhuǎn)速未達(dá)到額定值，轉(zhuǎn)換瞬間沖擊電流過(guò)大，導(dǎo)致跳閘故障，或與裝置水下部分海生物生長(zhǎng)有關(guān)。

側(cè)推裝置停止時(shí)，按下“主電機(jī)停止”按鈕，PLC發(fā)出分閘指令，斷路器QF1斷開(kāi)，“主電機(jī)運(yùn)行”指示燈熄滅，主電機(jī)停止。

3 故障原因分析

A routine CT scan detected a right-sided enhancing mid-pole renal mass measuring 2.3 cm.

4 解決方案

在此案例中，教師破除自身的權(quán)威性，鼓勵(lì)學(xué)生自主思考，表達(dá)自己的觀點(diǎn)，發(fā)表自己的意見(jiàn)。這種平等民主的對(duì)話(huà)方式，不但讓學(xué)生獲得了解決問(wèn)題的多樣性答案，而且有利于和諧共生的師生關(guān)系的創(chuàng)建，他們都體驗(yàn)了積極的情感，知識(shí)在對(duì)話(huà)中潛移默化地生成，猶如“隨風(fēng)潛入夜,潤(rùn)物細(xì)無(wú)聲”。

4.1 增加耐受電流

本側(cè)推裝置電氣控制系統(tǒng)是基于西門(mén)子S7-200系列PLC的船用推進(jìn)裝置電子遙控系統(tǒng)，目的是對(duì)可調(diào)螺距螺旋槳的螺距進(jìn)行遙控控制。驅(qū)動(dòng)電機(jī)在額定轉(zhuǎn)速的恒轉(zhuǎn)速模式下，通過(guò)電控系統(tǒng)調(diào)節(jié)液壓裝置電磁閥來(lái)改變側(cè)向推進(jìn)器的螺距，同時(shí)接收螺距反饋器的反饋信號(hào)，二者經(jīng)過(guò)PLC的調(diào)整來(lái)完成螺距的調(diào)節(jié)，從而實(shí)現(xiàn)船舶推力大小和方向的改變。

4.2 減小啟動(dòng)負(fù)載

其中，電氣控制系統(tǒng)分為控制部分和報(bào)警部分，主要功能為在機(jī)旁或遙控控制模式下，實(shí)現(xiàn)對(duì)三臺(tái)側(cè)推裝置的起動(dòng)、停止操作及運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、運(yùn)行參數(shù)監(jiān)測(cè)?？刂撇糠职姍C(jī)起動(dòng)柜、油泵電機(jī)起動(dòng)器、中央控制箱、綜合艦橋控制臺(tái)面板、甲板設(shè)備控制臺(tái)面板、螺距反饋裝置等。報(bào)警部分包括重力油箱油位低、油溫高、主電機(jī)繞組高溫、停車(chē)、主電源失電、控制電源失電、油泵油壓低、過(guò)濾器堵塞、主電機(jī)過(guò)載、主電機(jī)冷卻水泄露、主電機(jī)斷相、主電機(jī)起動(dòng)失敗、主電機(jī)脫扣、重載問(wèn)詢(xún)失敗、自耦變壓器繞組高溫、起動(dòng)次數(shù)過(guò)多、主電機(jī)滿(mǎn)負(fù)載等。

4.3 增大啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩

鑒于啟動(dòng)負(fù)載較以前變大，電機(jī)未能達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)全壓運(yùn)行時(shí)主斷路器跳閘，考慮適當(dāng)增加啟動(dòng)電壓以增加啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩，使電機(jī)在轉(zhuǎn)全壓運(yùn)行時(shí)轉(zhuǎn)速能夠盡可能升至額定轉(zhuǎn)速。由于自耦變壓器與同容量的一般變壓器相比較，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、用料省、體積小等優(yōu)點(diǎn)，本側(cè)推裝置降壓起動(dòng)采用自耦變壓器來(lái)完成。

主電機(jī)采用自耦降壓?jiǎn)?dòng)，在忽略漏抗、壓降、勵(lì)磁電流情況下，變壓器初、次級(jí)電壓比U1/U2等于匝數(shù)比K，電流比I1/I2等于匝數(shù)比倒數(shù)1/K。本自耦變壓器K>1，故一次側(cè)電壓為二次側(cè)K倍，而一次側(cè)電流則降為二次側(cè)的1/K，從而降低了對(duì)一次側(cè)發(fā)電機(jī)容量要求和一次側(cè)的電網(wǎng)沖擊。

4.4 延長(zhǎng)啟動(dòng)時(shí)間

西門(mén)子公司生產(chǎn)的PLC在我國(guó)應(yīng)用相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線(xiàn)等領(lǐng)域都有應(yīng)用，產(chǎn)品包括LOGO、S7-200、S7-1200、S7-300、S7-400、S7-1500等。本側(cè)推裝置控制系統(tǒng)采用的西門(mén)子S7-200系列PLC具有體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，網(wǎng)絡(luò)通信能力較強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單，操作方便，維修容易，可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。PLC投入運(yùn)行后，其工作過(guò)程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、執(zhí)行用戶(hù)程序和輸出刷新三個(gè)階段，完成上述三個(gè)階段稱(chēng)作一個(gè)掃描周期。在整個(gè)運(yùn)行期間，PLC的CPU以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段

。

在本側(cè)推裝置控制系統(tǒng)中，PLC設(shè)定自耦降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)間為20s，由于啟動(dòng)負(fù)載變大，自耦降壓?jiǎn)?dòng)連接在48%抽頭條件下，因推斷該20 s設(shè)定時(shí)間內(nèi)主電機(jī)不能達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，故考慮通過(guò)修改PLC自耦降壓?jiǎn)?dòng)程序段設(shè)定參數(shù)，將自耦降壓?jiǎn)?dòng)過(guò)程時(shí)間適當(dāng)延長(zhǎng)方案。將PLC與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接并組態(tài)，上傳啟動(dòng)程序至計(jì)算機(jī)。

在現(xiàn)今世界經(jīng)濟(jì)不景氣的大背景下，不良貸款率的高低不僅與銀行自身的經(jīng)濟(jì)狀況息息相關(guān)，還與宏觀經(jīng)濟(jì)對(duì)企業(yè)的影響程度有著重要的聯(lián)系。如若我國(guó)的經(jīng)濟(jì)能盡快恢復(fù)較好較快增長(zhǎng)的狀態(tài)，當(dāng)局也能夠在適當(dāng)、有效的范圍內(nèi)進(jìn)行宏觀政策的調(diào)控，那么勢(shì)必會(huì)改善商業(yè)銀行的不良貸現(xiàn)狀。如若在此基礎(chǔ)上，銀行本身還能夠加強(qiáng)自身貸款的要求，提高借貸門(mén)檻，根據(jù)影響因子調(diào)節(jié)各因素指標(biāo)，那么不良貸款率的降低也就指日可待了。下文則對(duì)不良貸改善的具體措施進(jìn)行談?wù)摗?/p>

在STEP7軟件運(yùn)行環(huán)境下，將PLC網(wǎng)絡(luò)95程序段定時(shí)器T38起動(dòng)定時(shí)參數(shù)PT由200調(diào)整為220，定時(shí)時(shí)基100ms不變，即將預(yù)設(shè)自耦降壓?jiǎn)?dòng)時(shí)間延長(zhǎng)至22s，后將程序進(jìn)行編譯和下載，重啟PLC,如圖4所示。在側(cè)推裝置48%抽頭不做調(diào)整情況下，啟動(dòng)側(cè)推裝置，運(yùn)行正常，亦能將故障排除。

此種方案要求故障排查人員對(duì)PLC編程有一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)，同時(shí)需要計(jì)算機(jī)、PLC通信電纜等硬件及西門(mén)子S7-200系列PLC編程軟件支持。

5 結(jié)束語(yǔ)

側(cè)推裝置在工程實(shí)際使用中，電氣控制系統(tǒng)故障發(fā)生頻率較高，不同電氣故障導(dǎo)致的故障現(xiàn)象千差萬(wàn)別，故障產(chǎn)生原因及機(jī)理需要具體問(wèn)題具體分析，排除方法不盡相同

?；诠收犀F(xiàn)象的分析解決方法，需要結(jié)合設(shè)備維修履歷及實(shí)際使用情況，多角度進(jìn)行分析判斷，逐步縮小范圍，準(zhǔn)確定位故障點(diǎn)，并對(duì)提出的解決方案多維度進(jìn)行分析、比對(duì)，從而快速?zèng)Q策出便捷、高效的修復(fù)方案，有效解決突發(fā)故障。一方面縮短了故障修復(fù)時(shí)間，另一方面，延長(zhǎng)進(jìn)塢周期，節(jié)約維修經(jīng)費(fèi)，大大提高了生產(chǎn)率

。

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