ENGARD中央冷卻水溫度控制系統之故障分析

葉界平

摘 要：ENGARD冷卻水控制系統是新一代船舶中央冷卻水溫度自動控制與監測系統，采用了ALFA-LAVAL公司生產的ENGARD控制器，該控制器采用了8032單片機取代了傳統的電動調節器。此系統包含海水（SW）系統和低溫（LT）淡水系統，系統用海水來冷卻低溫淡水，再用低溫淡水去冷卻高溫淡水。用來監測海水和低溫淡水的是兩個溫度傳感器，在實際使用中由于維護缺失會引起諸多故障，從而會影響船舶柴油主機的正常工作。

關鍵詞：PT100；ENGARD控制器；中央冷卻器

現代大型船舶上，大多采用了中央冷卻水溫度控制系統。隨著計算機控制技術在船舶領域的廣泛應用，船舶機艙越來越多的采用了單片機等微型計算機作為冷卻水溫度控制系統的核心，例如位于瑞典斯德哥爾摩的ALFA-LAVAL公司生產的ENGARD中央冷卻水溫度控制系統，是在船舶應用的典型代表，下面就此系統作一簡單闡述。

一、ENGARD中央冷卻水溫度控制系統的組成

ENGARD冷卻水溫度控制系統原理圖如圖1所示。該系統采用了由ALFA LAVAL公司生產的ENGARD控制器，這種控制器采用8032單片機，取代了常規的電動調節器。中央冷卻水控制系統包括海水（SW）系統和低溫（LT）淡水系統，系統用海水來冷卻低溫淡水，再用低溫淡水去冷卻高溫淡水。ENGARD冷卻水溫度控制系統主要由中央冷卻器（常用板式冷卻器）、低溫淡水溫度調節閥3、主海水泵組5、主淡水泵、PT100溫度傳感器2和4、ENGARD控制器1等組成。

二、溫度傳感器PT100的測溫原理

PT100是由金屬材料鉑構成的熱電阻式溫度傳感器，具有正溫度特性，根據其分度號的含義：溫度為零度的時候它的電阻值為100Ω。它的作用就是把溫度的變化轉變成電阻阻值的變化，由于在實際使用中控制系統只認識電量信號，所以通過電橋電路要把其電阻值的變化轉換成相應的電量信號，為了避免環境溫度的變化對測量造成的誤差影響，使用中一般轉換電路接成“三線制”。也就是說，轉換電路輸入的是由溫度引起的電阻值的變化量，而輸出的是相對應的電量信號。

三、實際使用中一些常見的故障分析判別

本系統的故障是通過ENGARD控制器的報警來區分的，根據報警的類型可分為過程報警和功能報警，前者是關于海水泵，淡水溫度越限的故障；而后者是關于ENGARD控制器內部及I/O通道故障。這些報警是通過控制面板上的顯示窗口顯示或由LED燈來指示的，無論是一個或者多個報警，一定要在5s鐘內復位，否則會觸發機艙集中監測和報警系統。過程報警概率大于功能報警，下面就有關過程報警想象予以探討。

故障現象：控制面板上的“Alarm input diagram”和“Alarm input LED”顯示相應的報警指示，并且在液晶窗口顯示 ，其原因就是“High or low temp .in LT circuit”（低溫回路-淡水溫度偏高或偏低）。查看相應的溫度指示，判別溫度的高低（一般低溫回路的溫度設定值在28℃～30℃左右）

若淡水溫度偏高：主因應該在PT100傳感器內部的電阻絲接觸不良或者有斷路現象，其次可能的原因是三通閥卡死在2%～5%的位置上；次因包括海水流量或壓力不足、溫度偏高、中冷器堵塞等因素。

若淡水溫度偏低：主因應該在PT100傳感器內部局部短路，其次是三通閥卡死在95%～98%的位置；次因包括海水流量或壓力過大、溫度偏低等因素。解決方案包括以下幾種。

（1）系統由自動改為手動操作，拆下PT100溫度傳感器，用萬用表歐姆檔測量其電阻值，若電阻值在100Ω～138.52Ω之間的（對應的溫度區間在0℃～100℃，具體的阻值要看環境溫度的高低了），環境溫度25℃對應的阻值是109.73Ω，那么說明傳感器正常；反之，說明傳感器損壞需換新。一般在實船上是更換PT100的芯子的，更換好以后注意測量電路的零點和量程需重新調整，完畢后，再由手動轉換成自動，觀察正常后故障處理完畢。

2.三通閥卡死的處理。在操作面板上按二次按鈕8，指示燈5亮，轉換成調節閥手動調節，按下9或者10按鈕，看三通閥是否動作。如果正常，說明此單元沒問題；若三通閥不動作，那么從控制電路上先去找原因，三通閥二邊位置上的限位開關是否正常-控制其轉動正反轉電路有沒有熱保護了-使正反轉電路工作的升溫或降溫繼電器線圈是否正常-ENAGAR控制器控制調節閥輸出端的信號有沒有，上述因素都排除了，那么只能由輪機員解體閥體了。

3.其他因素。中冷器的堵塞，查看參數P12，有沒有啟用沖洗功能；海水流量問題，查看參數P6～12，看看參數設置有沒有問題。在自動控制系統中，參數設置是否得當會影響系統的正常工作。

四、故障的預防

按操作手冊要求：傳感器每六個月校驗一次，若偏差超過±1℃需換新。每月進行一次淡水溫度越限報警和水泵故障報警試驗。控制面板上的指示燈和各種報警按鈕，每周應進行一次功能試驗。另外除了規定的要求之外，船舶電氣管理人員應熟悉系統，日常常規檢查一定要到位，發現問題，即可解決。