文/嚴程

近年來，全球遠洋運輸行業(yè)得到了快速發(fā)展，為提高船運效率和安全性，各類型電子裝備被廣泛應用于船舶控制與安全系統(tǒng)之中。盡管，電子裝備的集中使用在某種程度上減少了船舶運營過程中的人工成本，提高了管理效率，但是，由于電子裝備本身可靠性等問題的存在，且相關故障原因排查較為復雜，極易造成故障的擴大化，甚至影響船舶航行安全。因此，掌握船載電子設備基本故障診斷與排故方法對船舶運營管理與安全就顯得尤為重要，也是船員技能考核的一項重要內(nèi)容。

1 船載電子設備分類

通常情況下，電子設備所屬類別多根據(jù)其特性進行劃分，如頻率、電壓、電流等，針對船舶運營管理的實際情況，我們按照通信、導航、駕控、機電四大系統(tǒng)對其進行分類。

通信系統(tǒng)中主要電子設備包括各頻段通信電臺、衛(wèi)星通信設備、救生通信設備、內(nèi)部視頻與網(wǎng)絡設備等。導航系統(tǒng)則由羅經(jīng)、電子海圖、GPS（北斗）、AIS、導航雷達等相關電子裝備組成。駕控系統(tǒng)組成較為復雜，除傳統(tǒng)舵機控制系統(tǒng)、燈光控制系統(tǒng)外，還涉及到與其它系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)通信等。船舶輪機系統(tǒng)是船舶動力的唯一來源，其電子設備數(shù)量眾多，主要承擔系統(tǒng)控制與狀態(tài)監(jiān)控功能，除此之外，船舶機電系統(tǒng)還包括電力控制相關設備。

2 船載電子設備常見故障診斷與排故方法

基于電子設備固有特征，以及相關電子設備安裝環(huán)境的差異性，船載電子設備故障類型也就多種多樣，其中大多數(shù)船載電子設備故障相類似。為此，通過研究船載電子設備常見故障，并提出針對性的故障診斷與排故方法，從而為船舶各系統(tǒng)的正常運行提供技術(shù)保障。

2.1 衛(wèi)星通信設備信號異常處理

作為船載通信系統(tǒng)中的重要電子設備，衛(wèi)星通信系統(tǒng)在承擔主要通信功能的同時，還能夠接收衛(wèi)星電視信號，豐富船員的日常娛樂生活。然而，在通信系統(tǒng)種的諸多電子設備中，衛(wèi)星通信設備信號異常故障最為常見，對于此類故障需要按以下步驟進行排查，此處以VS80衛(wèi)星通信設備為例進行講解。

首先，檢查衛(wèi)通設備天線連接情況，排除硬件連接故障的前提下，進行板件供電狀態(tài)檢查，對電源板、信號輸入輸出板、圖形圖像轉(zhuǎn)換板等線纜接口進行檢查；其次，利用示波器檢查輸出信號質(zhì)量，主要信號檢測指標包括頻率、峰值、參差、重頻等；第三，對伺服控制電路進行檢測，確定伺服電機隨船舶航向轉(zhuǎn)動弦變信號輸入與轉(zhuǎn)換輸出信號正常；最后，對衛(wèi)通終端設備進行檢查，其中主要涉及信號放大器、A/D轉(zhuǎn)換板等信號處理模塊。如圖1所示。

根據(jù)以往經(jīng)驗，衛(wèi)通設備信號異常情況在排除硬件與線纜連接等情況下，大多為伺服控制系統(tǒng)姿態(tài)跟隨性能下降所導致，此時，需要對隨動姿態(tài)控制電路板的信號轉(zhuǎn)換板與信號放大單元進行更換，該問題多能夠得到解決。若信號異常表現(xiàn)為失真等，則需要對終端設備的圖形圖像處理卡或圖形處理單元進行更換。

2.2 導航系統(tǒng)電子設備故障案例介紹

船舶航行過程中的定位與導航主要有兩種方式，一種是基于衛(wèi)星、浮標等外界信息輸入的有源導航方式，另一種則是由磁羅經(jīng)、電羅經(jīng)等組成的慣性導航系統(tǒng)。相比較有源導航設備來說，慣性導航設備的故障率較高，一般表現(xiàn)多為電壓穩(wěn)定性故障、溫控能力下降等，直接導致慣性導航設備失效或準確度降低。此處以電羅經(jīng)設備溫控系統(tǒng)工作異常為例，對該故障的診斷與排除方法進行介紹。

電羅經(jīng)在正常工作的過程中，其陀螺球內(nèi)部轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，由此造成陀螺球內(nèi)部懸液溫度不斷升高，若溫控系統(tǒng)無法保證陀螺球內(nèi)部溫度在規(guī)定范圍內(nèi)，則容易造成陀螺球工作異常，導航數(shù)據(jù)偏差較大。為此，可根據(jù)以下步驟進行故障排查。如圖2所示。

這里需要注意的是，由于陀螺球?qū)倬軆x器設備，在對其電路與電子元器件檢查的過程中，應盡量減輕對陀螺球的物理傷害，尤其是避免陀螺球大角度傾斜等。

2.3 駕控系統(tǒng)電子設備故障分析

作為船舶動力與航向控制的核心系統(tǒng)，駕控系統(tǒng)中的電子設備組成較為復雜，且有著明確的強電、弱電設備之分，在處理相關故障之前，需要明確對應電子設備所屬類型，以保證人身及設備安全。以船舶舵機控制為例，其故障發(fā)生頻率較高，且相關故障極易造成航行安全事故。

舵機故障主要包括兩種：舵角轉(zhuǎn)向不到位與轉(zhuǎn)向舵信號失。舵角轉(zhuǎn)向不到位主要是因為舵角控制電路板輸出電壓穩(wěn)定性下降，無法達到門限電壓，舵角轉(zhuǎn)向角度存在轉(zhuǎn)向不足與轉(zhuǎn)向過度兩種現(xiàn)象，此時，需要根據(jù)舵角信號復示器觀察控制單元輸出信號是否正常，若輸出信號不正常，則需要更換駕控臺舵角控制單元，否則，相關故障則可以定位為舵機部位舵角信號處理單元故障，更換相關信號處理板即可。轉(zhuǎn)向舵信號失靈是指轉(zhuǎn)向舵對駕駛?cè)藛T的轉(zhuǎn)向操作無反應，在排除相關控制線纜連接問題的基礎上，故障排查方式與舵角轉(zhuǎn)向不到位相一致，即需要排查駕控臺舵角控制單元輸出信號是否存在，以及舵機部位控制電路板的信號輸入與輸出情況，并視情更換相關單元與電路板。

圖1：衛(wèi)通設備信號異常情況檢查概述圖

圖2：羅經(jīng)溫控系統(tǒng)故障檢查框圖

2.4 船載機電系統(tǒng)電子設備故障排查

機電系統(tǒng)是船舶運行過程中的主要電力供應系統(tǒng)，在實際使用中，其電子設備故障主要包括失電、低壓報警、跳閘三種類型。

（1）失電是船載機電系統(tǒng)的常見故障，一般排故方法為確定該現(xiàn)象屬于全系統(tǒng)失電還是分系統(tǒng)失電。無論對于任何一種失電方式，大多由短路引起，需要對分系統(tǒng)或分系統(tǒng)中的部分用電設備進行獨立供電檢查，并最終確定導致超限短路的具體電子裝備。

（2）低壓報警故障多發(fā)生在變頻器組成電路系統(tǒng)中，主要分為電源輸入端的低壓報警和負載端低壓報警。電源輸入端低壓報警是由主電網(wǎng)電壓波動與電力線切換時出現(xiàn)，影響相對較小，若該現(xiàn)象出現(xiàn)在雷擊之后則需要對交變電源正弦波信號進行檢測，若正弦波信號幅值無法滿足要求，則需要更換三相橋式全波整流電路單元。負載端低壓報警現(xiàn)象是由于線路負荷超限所導致，此時需要更換載荷更高的變頻器。

（3）根據(jù)船載機電系統(tǒng)安全防護系統(tǒng)的實際設計情況，對跳閘現(xiàn)象發(fā)生的具體位置進行明確。若為總閘跳閘，則需要采取隔離法判定引起總閘跳閘的分系統(tǒng)；若為分系統(tǒng)跳閘，則同樣采取隔離法判定引起分系統(tǒng)跳閘的設備。

目前，基于數(shù)字信號處理技術(shù)的機電系統(tǒng)故障監(jiān)測設備已經(jīng)得到了廣泛應用，通過大數(shù)據(jù)技術(shù)實時監(jiān)測機電系統(tǒng)中的電流、電壓等數(shù)據(jù)，從而判定存在故障風險的電子設備，為船舶機電系統(tǒng)安全可靠運行提供了保障。

3 總結(jié)

船載電子裝備多工作于高溫、高濕、振動、鹽堿等環(huán)境中，且設備工作周期長，出現(xiàn)故障的可能性較大，一旦出現(xiàn)故障，則需要及時定位并解決，否則，將影響到船舶航行安全和正常營運。因此，對于船載電子裝備故障診斷排故方法的研究，能夠為相關電子設備的修理與維護提供參考，這也是廣大船員需要掌握的重要技能之一。