船舶航行灯信号灯改造方案
---西南海运宏康轮三管轮王强
本人有幸于2022年8月入职宏光公司宏康轮三管轮兼电机员（实习轮机长），近日由本轮船长和轮机长联合检查发现关于我轮航行灯信号灯的相关问题：
1我轮航行灯信号灯由集控室主电源供电，应急配电板电源处于断开状态；
2航行灯信号灯控制器显示错误：主电源供电时控制器也显示应急电源供电；
3主电源或者应急电源失电时不能正确发出指示和声光报警；
4转换电源时发现短路（烧保险）。
查阅图纸和现场勘察发现：我轮现在的航行灯信号灯实际电路已经与原设计电路不符，原设计图纸为主电源应急电源手动切换，后由船厂改装为自动切换，改装电器原件包括一个通电延时时间继电器，两个接触器组成，由通电延时时间继电器识别主电源信号并触发延时，再自动切换。其实际电路如下图。
由于船厂改装存在故障，我们依据规则进行现场勘察和逻辑分析如下：
1：航行灯，信号灯控制原理基本相同，都由一台控制器控制，控制器有三路电源：一路电源是灯的主电源（220V），供室外航行灯，信号灯使用，经过控制器由控制器内部（相当于继电器的主触头）控制其通断；另一路是控制器的控制电源（220V）,经控制器内部变压整流后用于控制，监视，报警，显示各路灯的使用状态；还有一路是控制器的应急电源（24V），与变压整流后的主控制电源并联给控制器供电。
2这套系统的电源主要由两路电源，一路是主配电板上面的电源，称为主电源；另一路为应急配电板上面的电源，称为应急电源。主电源和应急电源可以单独给系统供电也可以同时给系统供电，对于灯电源而言，形成“或”门逻辑电路。同时供电时优先选择主电源供电。
基于以上原则，整理思路，根据实际元器件和逻辑关系，设计出以下电路：
电路分析说明：
1：主电路说明：上方为应急电源和主电源并联输入，经C1；C2两个接触器“二选一”选择后输出电源供灯使用。
2：左方标有“开关电源”处连接一个24V开关电源,开关电源的作用是将交流AC220V 电压变压整流后输出直流DC24V，供控制器应急电源使用。
3：A,B两点为主电源供给控制器的主控制电源。
4：右上为检测主电源的两个时间继电器，一个时间继电器T1为通电延时时间继电器，用于检测主电路通电，主电路通电后继电器延时3秒，用于等待应急电彻底断电后主电路再合闸。另一个时间继电器为断电延时继电器，用于检测主电路断电延时，断电延时的作用是等主电路彻底断电，应急电才能合闸。
5：C1接触器线圈的控制电路，主要由两组触头控制，一组触头是通电延时时间继电器T1的常开触头，它是一个通电延时闭合，断电瞬间断开的触头，延时闭合的目的是给接触器C2断开提供充分的等待时间，断电瞬间断开的目的是给接触器C2闭合提供前提条件。另外一组触头是C2的常闭触头，其作用是在电路中现场互锁，也防止时间继电器故障形成大电流短路。
6：C2接触器的控制电路，也是由两组触头控制，一组触头是断电延时时间继电器T2的常闭触头，它是一个通电瞬时断开，断电延时闭合的触头，断电瞬间断开的目的是给接触器C1闭合提供前提条件。延时闭合的目的是给接触器C1断开提供充分的等待时间另外一组触头是C1的常闭触头，其作用是在电路中现场互锁，也防止时间继电器故障现场大电流短路。
以上电路设计完成后反复推敲，并上报轮机长管光明进行审核，经轮机长审核批准后我们决定依据设计图纸先对航行灯电路进行改装。
1改装开关电源的交流220V输入线：输入线原来接在接触器的输出端，如图：
原理上分析：接触器输出是两个接触器输出的公共点，即代表主电源供电，也代表应急电供电，所以出现控制器不能显示应急电失电报警。
2：改装控制器灯电源和220V控制电源；原控制器的灯电源和控制电源都与接触器的输出点连接，这样控制器不能正确显示主电源得电。如图：
改装后将控制电源线与灯电源线的连接线拆除，将控制电源线按照设计图纸接入主电源接触器的输入端。
3改装时间继电器：原电路只有一个得电延时时间继电器，没有断电延时时间继电器，这样对主电路电源的识别只有通电识别，没有断电识别。现按照设计图纸加装一个断电延时时间继电器，其断电延时常闭触头用于控制应急电接触器C2的通断。
4在应急电接触器C2的上端加装一个常闭触头，用于接触器C1与C2的互锁。
5按照设计电路图重新排查接触器C1,C2的控制线路，原线路的多余部分拆除。
改装完成后，为防止意外，所有线路多次检查，确认无误后在做好安全措施：
1：合闸前将控制器的220V电源线和灯电源线脱开（保护负载）。防止意外伤害控制器。
2：合闸前将原保险丝（5A）换为1A保险，如果有错误接线，不会损坏电器元件，仅仅烧坏保险而已。
做好以上工作后现场报告轮机长，得到批准后合上主电源空气开关，观察接触器的动作，测量相关输出电压，全部正常；合上应急电源正常；两路电合上也正常；主电源断电自动切换正常；应急电断电切换正常。
确定正常后将安全保护措施拆除，接好220V灯电源线和220V控制器电源线，安装好5A 保险再逐一测试，发现全部故障消除，改造成功。
次日将信号灯系统成功改造。
总结：
1：此改造电路较为简单，但是作为维修人员，电路逻辑设计任然是一个提高的过程，比如此系统有这样的逻辑关系“只要主电路有电，灯电源就使用主电源，即主电源接触器合闸供电；只有主电路失电灯电源才使用应急电供电”这样的语句包含两层意识，一层意思是哪个接触器合闸供电取决于主电路是否有电，这意味着需要在主电路上采集电信号，电信号的采集常常有中间继电器，电压互感器，电流互感器，变压器，时间继电器等等，又因为转换需要防止抖动（单片机，PLC，程序设计和C语言基础的相关知识），防抖的目的也是为了转换更加可靠和防止短时短路。而防抖的措施就是延时，所以我们采取时间继电器。另外一层意思是得电需要采集信号，失电也需要采集信号，所以我们使用两个时间继电器。
2由于船舶长期在海上航行，维修条件有限，尤其是物质供应极其有限，维修压力远远大于陆地工程维修人员，船舶维修一旦失败，轻则使设备不能恢复，重则可能危害船舶安全，所以在机电维修中要极其小心慎重，积极采取各种措施，防止维修中故障扩大，比如本次改造中合闸前的两条安全措施：
“1：合闸前将控制器的220V电源线和灯电源线脱开（保护负载）。防止意外伤害控制器。
2：合闸前将原保险丝（5A）换为1A保险，如果有错误接线，不会损坏电器元件，仅仅烧坏保险而已。”
本次维修改造及报告得益于本轮轮机长管光明的指导，深表感谢！
以上为这次维修改造的报告，如果兄弟船舶有相关问题，可以参考，因水平有限，在维修改造和书写报告中难免出现错误之处，敬请领导们和船舶同仁们批评指正。
2022年12月9日于宏康轮
