供油单元是船舶各种机械设备的能量来源，负责将燃油供应至船舶主推进装置和发电机等主要设备，其重要性不言而喻。某轮供油单元型号为AURA MARINE AMB-M-26-SS，其服务于一台船舶主机和发电机，由两台供油泵、两台增压泵、一台应急柴油泵、一台自清滤器和预加热器等组成。本文通过对其两例故障分析，分享其排查和处理方法。 一、案例一
1、故障现象某日海上航行中，机舱监控系统出现主机供油压力低报警，随后主机转速逐渐下降。值班人员马上至供油单元检查，发现燃油增压泵出口压力低，但备用泵没有自动启动。值班人员手动切换至备用泵运行后，供油压力和主机转速恢复正常。2、故障排查拆检故障的燃油增压泵发现电动机与泵的连接轴啮合齿断裂，更换连接轴后运行试验，供油压力恢复正常。但供油单元的备用泵自动启动功能明显存在问题，在当时供油压力低的情况下备用燃油增压泵应能自动启动，避免主机转速下降及船舶失电的险情。此供油单元的燃油增压泵具备自动启动功能，燃油增压泵供油压力通常为10bar，自动启动压力设定值为8bar。自动启动功能正常的情况下，在供油压力下降至8bar以下时备用燃油增压泵应能自动启动。对其自动启动功能进行测试：在燃油增压泵出口管上有一个压力测量管路（如图1），上面安装有一个压力开关P007和一个机械压力表P006，测试时关闭测量管路V051阀，松开V053阀上的螺钉进行缓慢泄压，观察机械压力表，将压力泄放至切换值8bar以下，测试得到的结果是两台燃油增压泵都无法自动启动。由此判断，燃油增压泵自动启动的控制线路存在问题，需要进一步排查确认故障点。 
通过燃油增压泵自动控制电路（图2）分析燃油增压泵自动控制原理。备用燃油增压泵的自动启动由继电器-K2控制备用燃油增压泵的接触器-Q2动作。在测试中发现，当压力值到达8bar以下时继电器-K2没有动作，测量其A1-A2端没有电压输入，于是将故障进一步锁定在其控制线路上。对备用燃油增压泵主电源开关-Q1的过载保护辅助触点13-14、备用模式选择开关-S1触点3-4、时间继电器-K1常闭延时闭触点25-26、时间继电器-A0K4常开延时闭触点25-28逐一排查，测取电压值，最后将故障点锁定在时间继电器-K1常闭延时闭触点25-26上。 
时间继电器-K1为断路延时继电器，由燃油增压泵自动启动压力开关P007控制延时动作。通过调整测试压力值至8bar以下，测量压力开关P007触点X1:8-9为断开状态，调整测试压力值至8bar以上，触点X1:8-9为闭合状态，确定压力开关P007动作情况正常，排除压力开关P007故障的可能。于是将最终故障点锁定在时间继电器-K1上，准备对其进行更换。3、故障处理时间继电器-K1型号为ABB CT-MBS.22S，属于多功能时间继电器（图3），更换备件前需要提前设定好相关参数：①调整延时时间范围为0.5-10s；②延时时间设定为4s；③设置延时模式为断路延时；④调整第二转换触点为延时动作模式“D”，因为需要使用到两个延时转换触点（两台燃油增压泵各使用一个）。时间继电器更换完毕后进行测试，备用燃油增压泵自动启动功能恢复正常，故障得以解决。 
图3 多功能时间继电器ABB CT-MBS.22S由于时间继电器故障时不会发出警报，较为隐蔽，日常巡视时难以发现。这也就要求设备主管人员要熟悉其自动控制原理，定期对其自动功能进行检查测试，尽早发现并排除隐患。二、案例二
1、故障现象某日锚泊期间，机舱监控系统出现供油单元自清滤器故障报警，值班人员马上至供油单元检查，发现燃油自清滤器压差监控器指示压差高，按下手动切换冲洗按钮，切换备用滤器室失败且没有进行冲洗，主管人员马上对供油单元展开检查。2、故障排查此供油单元自清滤器由3个滤器室、1个空气罐、滤器室切换电机和压差监控器等组成，用于过滤燃油中的杂质颗粒，以保护所服务的设备。此系统具有自动切换和自动清洁功能，滤器切换和冲洗时间设定为每2h一次或者当滤器压差监控器检测到滤器入口和出口之间的压差升高至0.6bar时，自动切换至备用滤器室并冲洗已经污染的滤器室，使其保持备用状态。通过自清滤器控制电路（图4）分析，自清滤器的切换和冲洗程序由SIEMENS LOGO!控制器-A1实现，检查控制箱发现控制器-A1显示屏没有显示（如图5a），初步判断控制器-A1故障。测量其工作电压输入正常，按下手动切换冲洗按钮-S2，输入通道I3输入电压正常，但控制器-A1输出通道Q1、Q2没有电压输出。拆检控制器-A1发现其基础板（包含电源单元、输入和输出单元）上一电解电容鼓包故障（图5b），确认SIEMENS LOGO!控制器-A1故障导致自清滤器无法正常运行。 
3、故障处理由于船上没有备用的SIEMENS LOGO!控制器，也没有合适的电解电容对基础板进行检修，只能通过自清滤器控制电路（图4）分析其工作原理，重新设计自动控制电路，恢复自清滤器功能。在日常使用中，打开开关-S1使自清滤器处于运行模式，根据控制器-A1的程序设定时间（出厂设置每2h冲洗一次）执行切换和冲洗程序。手动冲洗时通过按下-S2按钮，控制器-A1输入通道I3接收到触发信号，执行切换和冲洗程序。如果滤器入口和出口之间压差升高至0.6bar，压差监控器P011上的压差开关DDA闭合，控制器-A1输入通道I1接收到触发信号，一样会执行切换和冲洗程序。在切换滤器室过程中，滤器室到达指定位置使限位开关S2Q动作（切换转轴上有对应的凸起），其触点21-22断开，输入通道I2接收到触发信号，控制器-A1输出通道Q2切断，切换电动机的接触器线圈-Q2失电，切换电动机停止运转。在切换滤器室后控制器-A1输出通道Q1闭合5s，冲洗电磁阀Y1通电动作（出厂设置冲洗时间5s），对脏堵的滤器室进行冲洗。冲洗结束后控制器-A1倒计时滤器室灌满燃油的时间（出厂设置5m），计时结束才可以进行下一次切换和冲洗程序，避免滤器室损坏的风险。根据自清滤器工作原理，最大限度地利用原控制箱和滤器上的电子元件和线路，通过加装1个定时开关、1个断路延时继电器和4个通电延时继电器（图6），设计新的自动控制电路（图7）。 
定时开关取自船舶冰库用于融霜的定时开关备件，型号为Panasonic TB38809NC7S（图6a），石英马达驱动，1周期为24h，最小动作时长15m，可以满足每2h冲洗一次的设定要求。断路延时继电器取自供油单元用于控制备用泵自动启动的时间继电器备件，型号为ABB CT-MBS.22S（图6b），设定为断路延时模式，设定方法案例一中有相关介绍。通电延时继电器取自船舶泵浦用于星三角启动的时间继电器备件，型号为OMRON H3CR-A8（图6c），选择”A”通电延时动作模式，时间设定范围选择0-12s。 
重新设计的自动控制流程如下：打开开关-S1使自清滤器处于运行模式，根据定时开关TS的设定时间，其常开触点L1-L2闭合，执行切换和冲洗程序。如果滤器入口和出口之间压差升高至0.6bar，压差监控器P011上的压差开关DDA闭合或者手动冲洗时通过按下-S2按钮，断路延时继电器K1动作，其常开延时开触点15-18闭合，一样会执行切换和冲洗程序。电路中保留切换电动机主电源开关-Q1的过载保护辅助触头33-34，防止在滤器室发生阻塞时仍进行切换和冲洗程序。切换和冲洗程序执行过程如下，程序开始时，时间继电器K2、K3、K4通电开始动作：（1）时间继电器K2设定时间为5m。程序开始5m后其常闭延时开触点1-4断开，使程序复位。此设置的目的是因为定时开关最小的动作时长为15m，如果不切断线路，这段时间内手动冲洗或者触发压差高冲洗要求时仍无法执行程序。而延时5m是根据滤器室灌满燃油的时间进行设定（时间继电器K1的延时时间5m也是根据这个时间设定），避免在滤器室回装燃油期间，再次进行切换和冲洗程序，对滤器室造成损坏。（2）时间继电器K3设定时间为1s。程序开始时，滤器室切换电动机接触器线圈-Q2通电，滤器室开始切换，此时限位开关S2Q复位，其触点21-22闭合自锁，1s后K3常闭延时开触点1-4断开，滤器室继续切换至指定位置后，限位开关S2Q动作（切换转轴上有对应的凸起），其触点21-22断开，切换电动机接触器线圈-Q2失电，切换电动机停止运转，完成滤器室切换程序。（3）时间继电器K4设定时间为6s。程序开始6s后其常开延时闭触点1-3闭合，时间继电器K5、冲洗电磁阀和冲洗计数器通电，开始冲洗程序，5s后（K5时间继电器设定时间）时间继电器K5的常闭延时开触点1-4断开，冲洗电磁阀和冲洗计数器失电，完成冲洗程序。K4的设定时间6s根据滤器室切换所需的时间进行设定，确保滤器室切换完成后再进行冲洗。该轮通过修改自清滤器自动控制电路，恢复自清滤器功能，确保供油单元的正常运行。在SIEMENS LOGO!控制器备件供船后恢复原来的控制线路并更换备件，供油单元恢复正常。需要注意的是，申领SIEMENS LOGO!控制器时要提醒备件在供船前提前导入自清滤器运行程序。如果船上旧的SIEMENS LOGO!控制器上有程序存储卡（图5a），则不需要提前导入，供船后将存储卡安装在SIEMENS LOGO!控制器备件上，通电后新的控制器会自动安装运行程序。三、结束语随着船舶自动化程度的提高，大部分船舶已实现了无人机舱，这也就要求机器设备的自动控制功能要时刻保持正常（如供油单元的泵浦自动启动、燃油自清滤器的切换冲洗、燃油温度的自动调节等）。由于多数船舶的供油单元都安装在分油机室内，长时间的高温环境导致控制箱内部电子元件容易老化故障，船舶除了日常做好维护保养，也要做好相关备件的储备，同时主管人员也要熟悉其控制原理，设备故障时才能够在有限的条件下灵活利用船舶备件对其功能进行修复，确保船舶航行安全。作者：程启炜，中远海运船员管理有限公司广州分公司船舶电子电气员；
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