電控柴油機相較于傳統(tǒng)柴油機,，不僅具有更高的安全性和可靠性，而且還具有節(jié)能,、環(huán)保等諸多優(yōu)點,，因此，電控柴油機在船舶上的應(yīng)用日益廣泛,。然而,，電控柴油機由于使用了大量的電子產(chǎn)品，所以,，這種機型出現(xiàn)故障時也往往具有不確定性,，也就是說沒有明確的故障征兆。這對輪機管理人員來說是一個不小的考驗,，往往會使輪機值班人員措手不及,，造成設(shè)備失靈,、船舶失控的局面。本文基于一起船舶電控柴油機的FCM故障案例以及船舶人員的應(yīng)急處理過程,，來探討RT-flex柴油機發(fā)生FCM故障時的應(yīng)急處理措施,。

1 故障經(jīng)過

2016年12月12日，某輪16:30離港備車,，17:00主機備妥轉(zhuǎn)駕控,，17:39船舶駕控機動航行，機艙設(shè)備一切工作正常,。17:55電控柴油機報警系統(tǒng)突然發(fā)生一系列報警,，同時電控柴油機降速，以至最終停車,。事故發(fā)生后,，機艙值班人員立即報告了駕駛臺。由于是離港期間,，船舶在狹窄航道內(nèi)航行,，船長命令，情況緊急,，抓緊時間修復(fù)電控柴油機故障,，盡快恢復(fù)電控柴油機動力。

輪機長立即組織機艙人員進行如下應(yīng)急處理：

(1）主機操縱位置立即由駕駛臺控制轉(zhuǎn)至集控室控制,，車鐘放STOP,，停車復(fù)位；

(2）迅速從集中監(jiān)測報警中查找出第一報警點,，斷定是由FCM-20(01）模塊故障導(dǎo)致的電控柴油機控制系統(tǒng)故障；

(3）安排相關(guān)人員立即用在線的備用模塊FCM-20(00）更換故障模塊FCM-20(01);

(4）換新后對主機進行盤車,，對主機相關(guān)報警復(fù)位,，主機試車，正常后主機轉(zhuǎn)駕控,，船舶恢復(fù)正常航行,。

2 電控柴油機控制系統(tǒng)簡介

該輪為集裝箱船，船長（LOA)143.2米,，可載箱1042TEU,，船舶總噸9734，凈噸4660,，主機型號Wartsila6RT-Flex48T-D(TierⅡ),，主機持續(xù)服務(wù)功率857kwx112.6r/min。

本輪RT-flex電控柴油機控制系統(tǒng)由內(nèi)部控制系統(tǒng)WECS-9520和外部推進控制系統(tǒng)（PCS）兩部分組成,。其中外部推進控制系統(tǒng)（PCS）(非W?rtsil?提供)主要包括：集控室和駕駛臺的遙控系統(tǒng),、主機安全系統(tǒng),、電子調(diào)速器、報警檢測系統(tǒng)等,，因與本文探討的故障案例不相關(guān)不予介紹,，僅介紹內(nèi)部控制系統(tǒng)WECS-9520有關(guān)的內(nèi)容。

WECS-9520是電控柴油機控制的核心單元,，直接調(diào)節(jié)并控制電控柴油機的運行,。其主要控制以下內(nèi)容：

(1）共軌檢測和壓力調(diào)節(jié)；

(2）噴油閥,、排氣閥和氣缸啟動閥的控制與檢測,；

(3）通過CAN open或者MOD bus接口與外部系統(tǒng)聯(lián)系；

(4）主機參數(shù)調(diào)整,，IMO設(shè)置和檢控等,。

WECS-9520系統(tǒng)是由一塊多功能控制模塊組成FCM-20(Flex Control Module 20）。FCM-20模塊和WECS-9520的內(nèi)部功能包括單缸相關(guān)的功能和共用功能,。

單缸相關(guān)的功能主要包括：為了將閥控定時和角度編碼器同步,，F(xiàn)CM-20通過從SSI-Bus讀取并且處理每一個角度編碼信號來計算單缸的轉(zhuǎn)速、角度,、轉(zhuǎn)向,；并且根據(jù)數(shù)據(jù)庫的設(shè)定和從CAN open System bus中讀取控制信號和參數(shù)來控制啟動、噴油以及排氣閥開關(guān),。

共用功能主要包括：燃油和伺服油共軌壓力調(diào)節(jié)和檢測,；存儲和處理調(diào)整的數(shù)據(jù)；WECS內(nèi)部檢測,；計算和處理可變參數(shù),；推進控制系統(tǒng)的接口和機艙集控室應(yīng)急控制面板；利用模塊上的LED'S顯示幫助分析故障,；輔助鼓風(fēng)機在掃氣壓力低時啟動控制信號等,。

需要指出的是，WECS-9520沒有中央處理器,，而是在每個氣缸都裝有自己的FCM-20模塊,，用來處理和該缸有關(guān)的功能和承擔(dān)的共用功能。如圖1所示,，該輪主機共有6個缸,，6個FCM-20模塊分別被安裝在每個氣缸共軌下面的氣缸控制模塊接線箱（E95）內(nèi)，另有一個在線備件FCM-20模塊被安裝在主機自由端處的集控室通訊連接箱（E90）內(nèi),。所有內(nèi)部模塊間的通訊是通過內(nèi)部高速CAN open System bus輸送數(shù)據(jù),。圖1中cyl.1和cyl.2的FCM-20模塊，除了控制單缸的啟動,、噴油以及排氣閥開關(guān)等外,，還需承擔(dān)主啟動閥的開關(guān)等公共功能,；cyl.3和cyl.4的FCM-20模塊，除了控制單缸的啟動,、噴油以及排氣閥開關(guān)等外,，還需承擔(dān)伺服油泵和伺服油泵的執(zhí)行機構(gòu)等公共功能；cyl.5和cyl.6的FCM-20模塊,，除了控制單缸的啟動,、噴油以及排氣閥開關(guān)等外，在柴油機氣缸數(shù)超過六個缸時,，承擔(dān)與cyl.3和cyl.4的FCM-20模塊同樣的公共功能,。而安裝在主機自由端處（E90）接線箱內(nèi)的在線備件FCM-20模塊，與柴油機有關(guān)的程序已經(jīng)寫入,，其功能是隨時備用,。若有某個FCM-20模塊失靈，可以馬上替換失靈模塊,，從而縮短柴油機的維護響應(yīng)時間,。

圖1 電控柴油機控制系統(tǒng) 

由上述控制系統(tǒng)工作原理可以看出：

(1）主機在運行模式下，cyl.1和cyl.2的FCM-20模塊不能同時更換,，同樣cyl.3和cyl.4的FCM-20模塊以及cyl.5和cyl.6的FCM-20模塊同樣不能同時更換,。但如果一個FCM-20故障，相應(yīng)的氣缸動作就會停止,，剩余其他氣缸繼續(xù)保持動作,，主機不應(yīng)停車。

(2）任何一個FCM-20模塊都可以被在線的備件模塊所替換,。相應(yīng)的軟件和參數(shù)已經(jīng)被存儲在該備件模塊內(nèi),，并且不再需要下載軟件和程序。

(3）從備件庫里拿出的新FCM-20模塊,必須先被安裝在E90箱子里,，作為在線備件,。

3 FCM故障及應(yīng)急處理分析

結(jié)合電控柴油機控制系統(tǒng)的工作原理，對電控柴油機FCM故障案例進行認(rèn)真的分析與研究,；對輪機人員的應(yīng)急處理決策，按緊急和重要兩個維度的優(yōu)先程度進行判定,，我們可以從中得出四點有益結(jié)論,，供輪機人員借鑒。

第一,，盡可能地避免因機艙設(shè)備故障引發(fā)的船舶海難事故,，是最優(yōu)先考慮的應(yīng)急處理措施。

主機故障發(fā)生后,，值班輪機員應(yīng)立即向值班駕駛員報告主機控制系統(tǒng)故障引發(fā)了主機的降速,，并最終會導(dǎo)致停車,，以便讓值班駕駛員在最短時間內(nèi)啟動狹窄水域主機故障應(yīng)急處理預(yù)案，采取相應(yīng)的控制措施,，最大限度地減少和避免船舶海難事故的發(fā)生,。

第二，迅速,、準(zhǔn)確地判斷故障原因是有效解決故障的關(guān)鍵,，更是輪機長做出應(yīng)急處理決策的依據(jù)。

故障發(fā)生后,，引發(fā)主機減速和停車,，各種警報接踵而至。因此,，檢測報警單元的警報不是單一的,，而是一系列的報警。這時候比較復(fù)雜,，也比較亂,，但是找到第一個報警點非常關(guān)鍵，因為它可能就是引發(fā)故障的最初原因,。因此,，主機故障發(fā)生后，輪機長立即命令機艙相關(guān)人員,，迅速翻閱找出第一個報警點是主機NO.1缸FCM-20模塊故障,，并結(jié)合故障現(xiàn)象迅速斷定NO.1缸FCM-20模塊故障是導(dǎo)致主機降速及停車的根本原因。

第三,，選擇更換故障模塊而不是進行轉(zhuǎn)機旁操作是至關(guān)重要的應(yīng)急決策,。

由于機旁操作也需通過RT-flex控制系統(tǒng)來完成，因而應(yīng)急處置的第一選擇不是轉(zhuǎn)機旁,，而是選擇更換故障模塊,，并按“機艙資源管理”模式立即組織人員更換NO.1缸故障FCM-20模塊。

第四,，狹窄水域主機失靈時,，迅速正確地更換FCM 20(01)故障模塊，是船舶短時間內(nèi)恢復(fù)船舶動力的有力保證,。

這就需要一個高效的輪機團隊來完成,，不僅要求輪機人員業(yè)務(wù)要精湛，還需要輪機長的資源分配和應(yīng)急指揮要得當(dāng),。首先,，在輪機長的指揮下，將現(xiàn)有人員分為三個小組，第一小組負(fù)責(zé)NO.1缸故障模塊FCM-20(01）的拆卸及在線備用模塊的安裝,；第二小組負(fù)責(zé)在線備用模塊FCM-20(00）的拆卸及新備用模塊的安裝,；第三小組負(fù)責(zé)到倉庫取新備用模塊。三個目標(biāo)任務(wù)同步進行,。切斷模塊的電源,，拔下模塊的插頭，松開固定螺栓等有條不紊的操作充分體現(xiàn)了輪機人員的業(yè)務(wù)能力,、管理水平以及輪機長的應(yīng)急指揮能力,。圖2所示的是將在線備用模塊FCM-20(00）換到NO.1缸故障模塊接線箱（E95）內(nèi)的圖片，圖3所示的是從NO.1缸拆下的故障模塊FCM-20(01）的圖片,。

圖2 在線備用模塊FCM-20(00) 

圖3 故障模塊FCM-20(01)

當(dāng)然,，在實際應(yīng)變過程中，還應(yīng)注意以下幾個問題：

(1）拆卸故障模塊只需要關(guān)閉NO.1缸模塊控制電源,。WECS0-9520系統(tǒng)的電氣裝置一直處于通電狀態(tài),，即使船舶在港期間，主機處于停車狀態(tài)也不需要關(guān)閉電源,。但是在換新模塊需從模塊上拔下插頭時要斷開電源,，更換完畢后再合上電源，該缸可以自動導(dǎo)入數(shù)據(jù)并重新工作,。

(2）更換任一故障FCM-20模塊需要用主機自由端E90號箱內(nèi)的在線備件模塊FCM-20(00),，相應(yīng)的程序軟件和數(shù)據(jù)參數(shù)已經(jīng)被存儲在該備件模塊中，不需要下載軟件和程序,。而從倉庫取出的新的FCM-20模塊,，必須先安裝在E90箱子內(nèi)，重新作為在線備件,。

(3）更換FCM-20模塊時電纜不能過度彎曲,。另外，模塊的插頭帶有方向一般不會插反,，但要注意不要插錯接口,。

(4）安裝完畢后，如果警報沒有消失,，可以通過盤車來消除警報及復(fù)位,，然后才能正常啟動主機。

4 結(jié)束語

輪機運行工況變化多端,，影響輪機安全的因素千差萬別,，尤其是RT-flex電控柴油機采用大量的計算機控制技術(shù)，船舶機艙又長期處于高溫,、潮濕、噪音,、震動等惡劣條件下,，主機故障的隨機性較大,。這就要求輪機管理人員不但業(yè)務(wù)素質(zhì)要高，還要具備良好的情景意識,，能夠及時識別失誤鏈并將其破斷,。船舶上配有的安全管理體系（SMS）及設(shè)備說明書等只能提供有限的程序上的幫助，要想更多地獲取各種緊急情況下的情景意識,，學(xué)習(xí)和研究別人的應(yīng)急處理案例不失為一個快捷而有效的途徑,。