基于原理分析排除某型平臺(tái)羅經(jīng)奇異故障

鄭磊　韓旭　 王旭東

摘? ?要：平臺(tái)羅經(jīng)系統(tǒng)是涉及多學(xué)科的綜合性高技術(shù)重要導(dǎo)航設(shè)備，擔(dān)負(fù)著為艦艇各系統(tǒng)提供航向、水平姿態(tài)及位置等信息的重要任務(wù)，高效排除平臺(tái)羅經(jīng)故障以穩(wěn)定提供信息對(duì)船舶安全航行及任務(wù)的完成至關(guān)重要，本文介紹了某型平臺(tái)羅經(jīng)系統(tǒng)的奇異故障，基于原理進(jìn)行故障診斷，同時(shí)結(jié)合實(shí)際維修經(jīng)驗(yàn)按照步驟分析判斷，給出了排除該奇異故障的方法。

關(guān)鍵詞：平臺(tái)羅經(jīng)? 故障診斷? 加速度計(jì)

中圖分類號(hào)：TN761.2? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號(hào)：1674-098X（2019）07（a）-0089-02

艦船平臺(tái)羅經(jīng)系統(tǒng)是涉及多學(xué)科的綜合性高技術(shù)重要導(dǎo)航設(shè)備，擔(dān)負(fù)著為艦艇上航海、導(dǎo)航系統(tǒng)、反潛系統(tǒng)、電子對(duì)抗及作戰(zhàn)指揮等系統(tǒng)提供航向、水平姿態(tài)及位置等信息的重要任務(wù)，一旦失效，將直接影響艦艇航行安全及其戰(zhàn)斗效能的發(fā)揮[1]，為了提高使用人員的操作技能和維修保養(yǎng)水平，滿足實(shí)裝需求，本文著重介紹一例實(shí)際使用過程中遇到的奇異故障排除過程及方法。

1? 故障現(xiàn)象

平臺(tái)羅經(jīng)屬自主式導(dǎo)航設(shè)備，是艦船導(dǎo)航的重要手段，在某次試驗(yàn)過程中平臺(tái)羅經(jīng)航向穩(wěn)定性能較好，但縱搖顯示有2°當(dāng)調(diào)平鍵按下后，臺(tái)體迅速傾斜，最終碰止檔，系統(tǒng)轉(zhuǎn)3F告警，計(jì)算機(jī)切斷臺(tái)體部分電源。

2? 故障診斷

2.1 縱搖顯示有2°故障原因分析

平臺(tái)羅經(jīng)系統(tǒng)運(yùn)行航向穩(wěn)定，基本說明其電源、控制電路，控制按鍵工作正常。但從縱搖顯示2°看，屬于異常故障現(xiàn)象，碼頭船體縱向最大傾角不會(huì)超過10'。出現(xiàn)這種異常故障現(xiàn)象，存在多種可能，主要有三種[2]：一是平臺(tái)羅經(jīng)基座發(fā)生嚴(yán)重變形，導(dǎo)致水平姿態(tài)信息讀數(shù)發(fā)生變化。若是出現(xiàn)這種情況，需要上排或進(jìn)塢修理，勘測船體的水平數(shù)據(jù)及變形情況，查明具體原因，制定具體修理方案。待船體修理完畢，依次測量和調(diào)整艦艇體水平基準(zhǔn)平臺(tái)、主羅經(jīng)水平和方位參數(shù)。二是平臺(tái)主羅經(jīng)多極旋轉(zhuǎn)變壓器（以下簡稱“旋變”）引起讀數(shù)變化。若是旋變松動(dòng)導(dǎo)致讀數(shù)不正確，啟動(dòng)平臺(tái)羅經(jīng)待航向穩(wěn)定后，用象限儀測量基準(zhǔn)平臺(tái)，調(diào)整旋變，使縱搖讀數(shù)與基準(zhǔn)平臺(tái)讀數(shù)一致;若不是旋變松動(dòng)導(dǎo)致讀數(shù)不正確，檢查與旋變相關(guān)的線路。在不通電情況下，檢查其線路通斷和絕緣是否符合要求。若符合要求，則說明旋變工作不正常，需要更換和調(diào)整;若不符合要求，則更換相關(guān)導(dǎo)線或其連接器件。三是加速度計(jì)工作不正常。正常情況下，加速度計(jì)工作可靠，極少出現(xiàn)工作不正常的現(xiàn)象。在具體檢修過程中，利用船體縱搖搖晃少，檢查加速度計(jì)零位。在碼頭水流平靜情況下，縱搖角誤差最大1'～2'，符合應(yīng)急檢查加速度計(jì)零位的條件。一般情況下，在碼頭檢查、調(diào)整、更換加速度計(jì)或旋變是一種應(yīng)急維修方法，精度不高，加速度計(jì)或旋變檢查與調(diào)整最好在陸地進(jìn)行。

2.2 系統(tǒng)轉(zhuǎn)3F告警故障分析

當(dāng)調(diào)平鍵按下，伺服回路投入正常后，系統(tǒng)工作在模擬調(diào)平狀態(tài)，即系統(tǒng)直接根據(jù)加速度計(jì)的量化輸出脈沖的大小進(jìn)行模擬施矩，使臺(tái)體保持水平并且跟蹤艦艇的姿態(tài)運(yùn)動(dòng)。檢查后發(fā)現(xiàn)，只要在調(diào)平檔停留時(shí)間短，系統(tǒng)轉(zhuǎn)入導(dǎo)航狀態(tài)后，系統(tǒng)工作正常，說明加速度計(jì)表也沒有問題。根據(jù)檢查，系統(tǒng)只是不能模擬調(diào)平，問題就出在加速度計(jì)回路和轉(zhuǎn)換裝置電路。

3? 故障排除

3.1 縱搖顯示有2°故障排除過程

根據(jù)情況按步驟檢查平臺(tái)羅經(jīng)電源、控制回路、控制按鍵，工作正常，與原來分析一致。專業(yè)技術(shù)人員檢查艇體沒有發(fā)生變形，用象限儀測量基準(zhǔn)平臺(tái)和主儀器基座數(shù)據(jù)基本一致，說明主儀器基座沒有發(fā)生變形。在不通電情況下，拆卸主儀器蓋子與臺(tái)體連接的螺絲，取下蓋子（取下過程中注意拔出蓋子與臺(tái)體連接的插頭），松開北陀螺儀和東陀螺儀插座的螺絲，拔出插頭，接通電源，緩慢均勻來回轉(zhuǎn)動(dòng)主儀器臺(tái)體內(nèi)環(huán)至止檔，觀察縱搖發(fā)送箱的讀數(shù)。讀數(shù)均勻變化無跳動(dòng)，止檔時(shí)的讀數(shù)大小一致，說明縱搖旋變工作性能正常。同樣緩慢均勻來回轉(zhuǎn)動(dòng)主儀器外環(huán)，橫搖旋變工作性能正常。關(guān)閉電源后裝上陀螺儀插座，緊固螺絲后再接通電源，待陀螺儀加熱20min后，啟動(dòng)平臺(tái)羅經(jīng)至精校檔，接通電子機(jī)柜航向增大（或減少）開關(guān)，使臺(tái)體轉(zhuǎn)至0°、180°位置，記錄縱搖發(fā)送箱讀數(shù)，0°時(shí)讀數(shù)為-2°14'，180°時(shí)讀數(shù)為+2°16'，北加速度計(jì)工作不正常。同樣地，使臺(tái)體轉(zhuǎn)至90°、270°位置，90°時(shí)讀數(shù)為3'，270°時(shí)讀數(shù)為4'，讀數(shù)與基準(zhǔn)平臺(tái)讀數(shù)一致，東加速度計(jì)工作正常。關(guān)閉電源，檢查北加速度計(jì)安裝支架，沒有發(fā)生變形，則說明北加速度計(jì)性能改變，需要更換北加速度計(jì)。更換后啟動(dòng)平臺(tái)羅經(jīng)至精校檔，0°、180°位置的縱搖讀數(shù)分別2'、3'，與基準(zhǔn)平臺(tái)讀數(shù)一致，北加速度計(jì)零位正常。關(guān)閉電源，插好主儀器蓋子與臺(tái)體連接的插頭，裝上蓋子，擰緊固定螺絲[4]。

3.2 對(duì)加速度計(jì)零位檢查與調(diào)整

實(shí)際使用過程中，該型平臺(tái)羅經(jīng)加速度計(jì)損壞概率很低，但是加速度計(jì)零位發(fā)生變化可能性很大，一般在0.2°以內(nèi)。一般地，加速度計(jì)零位超過0.2°，需更換;加速度計(jì)零位少于等于0.2°，需調(diào)整。加速度計(jì)零位的變化必然導(dǎo)致水平姿態(tài)信息和航向變化，航向變化量是北加速度計(jì)零位變化數(shù)倍，隨著艦艇搖擺而航向不能穩(wěn)定，無法向艦艇實(shí)時(shí)有效提供精確的航向和水平姿態(tài)信息，因此，加速度計(jì)零位變化要引起高度重視，徹底消除加速度計(jì)零位誤差，所以要對(duì)加速度計(jì)零位檢查與調(diào)整[4]。如圖1所示。

加速度計(jì)外結(jié)構(gòu)如圖1：正面有3個(gè)螺孔，用于固定加速度計(jì)，分別為1號(hào)螺孔、2號(hào)螺孔、3號(hào)螺孔，靠接線座為1號(hào)螺孔，側(cè)面有兩個(gè)定位面。北加速度計(jì)安裝在東陀螺儀旁，敏感北陀螺儀主軸方向的加速度，在0°、180°位置可以檢查北加速度計(jì)零位;東加速度計(jì)安裝在北陀螺儀旁，敏感東陀螺儀主軸方向的加速度，在90°、270°位置可以檢查東加速度計(jì)零位。打開主儀器蓋子，正常啟動(dòng)平臺(tái)羅經(jīng)至精校檔，接通電子機(jī)柜航向增大（或減少）開關(guān)，使臺(tái)體轉(zhuǎn)至0°、180°位置，記錄縱搖發(fā)送箱讀數(shù)。若前次讀數(shù)比后次讀數(shù)大，需在北加速度計(jì)3號(hào)螺孔位置加墊片，反之，在1號(hào)螺孔位置加墊片，2號(hào)螺孔位置墊片是3號(hào)或1號(hào)螺孔位置墊片的1/2。使臺(tái)體轉(zhuǎn)至90°、270°位置，記錄縱搖發(fā)送箱讀數(shù)，若前次讀數(shù)比后次讀大，需在東加速度計(jì)1號(hào)螺孔位置加墊片，反之，在3號(hào)螺孔位置加墊片，2號(hào)螺孔位置墊片是1號(hào)或3號(hào)螺孔位置墊片1/2。實(shí)際經(jīng)驗(yàn)：0.01mm墊片可以改變加速度零位40''，墊片為紫銅片，紫銅片的量是兩次縱搖讀數(shù)的差的1/2，墊片大小與加速度計(jì)固定面一致，墊片的孔用沖子沖鑿。平臺(tái)羅經(jīng)停機(jī)15min后，緩慢轉(zhuǎn)動(dòng)臺(tái)體至適當(dāng)位置，拆卸緊固加速度計(jì)螺絲，墊上估算墊片，擰緊螺絲。緊固前，必須把加速度計(jì)定位面緊貼支架。扶正臺(tái)體，啟動(dòng)平臺(tái)羅經(jīng)，再次檢查加速度零位，直至加速度計(jì)零位正確為止。停機(jī)關(guān)閉電源，裝好主儀器蓋子。

3.3 對(duì)加速度計(jì)零位檢查與調(diào)整

為了能在調(diào)平檔檢查加速度計(jì)量化后的輸出脈沖，要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行假啟動(dòng)，即不啟動(dòng)陀螺儀的情況下，讓系統(tǒng)能按照正常的步驟往下執(zhí)行。首先拔出兩塊陀螺電源板PS–ST、PS–CP，把伺服回路公用板SL–CC上的電阻R43脫開，使伺服回路報(bào)警不起作用，為保護(hù)陀螺力矩器，還要脫開DA-PW板插座后到陀螺力矩器的三路信號(hào)線，并焊上10Ω的電阻，模擬陀螺力矩器。具體位置是DA-PW板的8、9腳，15、16腳，23、24腳。用過渡板接觸邏輯控制板DA–LC。正常開機(jī)，等加速度計(jì)閉路后，在DA–LC上用示波器測量加速度計(jì)的量化脈沖。發(fā)現(xiàn)加速度計(jì)脈沖正常，輕輕擺動(dòng)臺(tái)體時(shí)，脈沖的寬度也跟著變化。同時(shí)測量加速度計(jì)調(diào)寬脈沖和m600Hz參考信號(hào)發(fā)現(xiàn)，兩路信號(hào)的相位相差很大。如圖2所示。

正常的相位關(guān)系應(yīng)在圖中虛線1所在的位置，m600Hz的作用就是判斷加速度計(jì)脈沖的極性變化。當(dāng)擺動(dòng)臺(tái)體縱搖或橫搖到最大時(shí)，加速度計(jì)調(diào)寬脈沖波形始終不能達(dá)到虛線2所指的位置，也就是說DA–PW板輸出的電流不能反向，所以臺(tái)體往一邊傾斜，最終碰止檔。m600Hz參考信號(hào)直接從時(shí)序板來，檢查沒有發(fā)現(xiàn)問題，只能是加速度計(jì)調(diào)寬脈沖相移大引起的。繼續(xù)檢查發(fā)現(xiàn)是加速度計(jì)公用板上m10參考信號(hào)經(jīng)過光耦后相移過大，更換光耦后調(diào)平工作正常。

4? 結(jié)語

平臺(tái)羅經(jīng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜[4]，且涉及多學(xué)科知識(shí)，維護(hù)使用人員只有經(jīng)過專門培訓(xùn)才能勝任故障定位、排除以及裝備等日常維護(hù)工作?？傊趯?shí)際使用過程中，平臺(tái)羅經(jīng)的可能發(fā)生很多常見或奇異故障，如各類告警，臺(tái)體傾斜等現(xiàn)象，只要我們按照羅經(jīng)系統(tǒng)和各子系統(tǒng)的原理和結(jié)構(gòu)，對(duì)故障仔細(xì)診斷，逐步排查，定會(huì)排除故障，保證系統(tǒng)正常工作。

參考文獻(xiàn)

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