轮机业务“充电”，应急消防泵电路，学习日本TERASAKI电路图设计

【前言】——笔者始终觉得，我国的航海教育船电教材，其内容基本都是零零碎碎的理论基础船电，鲜有目前营运船舶实际应用案例分析，即使有之也是同类书籍摘抄而已，基本都是编入早已概念化，甚至70、80年代已经成钢铁原浆的老古董船舶为例，那时的学生还可能只是个细胞，那时的老师还在玩童年的沙包，然舶电教材案例与实际船电应用之设备隔代相差甚远，学以致用好像有点扯远了，最近笔者翻阅我们宝岛台湾的船电教材，国立高雄海洋科技大学编印，耳目豁然一新，船电基础之外部分章节竟然把阳明、万海、长荣这些海运巨头所营运比较先进的船舶船电之实际应用，直接搬到其教材上举例分析说明，然后其航海毕业生大部分有机会可以直接对口船舶工作学习，我想这才是学以致用的快车道，高校的航海教材与企业直接合作如此般，不得不服，其人才培养的模式，说是尽管很简单，却是很多国内航海院校几乎办不到位的事情，即使有很好资源的航海牛院只能在国家高价打造，或者成为“门面”被牛逼吹得滋滋冒火星的校船上，完成学生的毕业首秀任务。

不得不想，小小的宝岛的航运企业如此的繁荣昌盛，值得我们有所思！

不得不说，中华统一迫在眉睫，天时地利人和不可或缺，我们需要万事俱备！

本文算是轮机业务技术之纯基础船电学习实际应用之精选，船电是交直流电、强弱电、内外部电路及控制微电脑、PLC、变频器等模块组成的复杂电控系统，大部分基础故障船端都可以自行排除，但是比较复杂、抽象的电控系统船端轮机员几乎无能为力，只能依靠岸基支持，所以轮机日常管理中，作为亲临一线的管理者，非常有必要学习机舱相关重要设备的电路设计图，日积月累积少成多，对于船电比较薄弱的轮机员，提高自己的电学水平，快速排除基础船电故障大有裨益！

文约5000字左右，略有赘述，可以说是笔者工作笔记，或者称之为备忘学习心得记录吧。

……………………………原创作者：黄老轨

#记录我的2023#

应急消防泵——业内人熟知，该设备除小型柴油机作为原动机带动水泵的部分小型船舶，不需要电动马达驱动等等一系列电路控制元器件外，大部分远洋船舶的应急消防泵都是电动马达驱动，其电源由应急配电板直接供电，这就决定了其马达的启动方式，并不能像机舱主电网供电的其他大部分马达一样可以直接启动，在应急情况下，应急救火泵采用星-▽启动，可以避免直接启动对应急电网的大电流冲击，稳定电网供电品质，保证原动机和应急电网中其他用电设备运行的可靠性。

本轮应急救火泵设备

本文主要分享笔者，最近服务的76067GT集装箱船，应急救火泵控制电路图，该电路系统中，其救火泵驱动马达功率37KW，相关电路系统设计信息如下。

驱动马达厂家：

【NISHISHIBA ELECTRIC CO.,LTD】

电路设计为日本公司：

【TERASAKI ELECTRI CO.,LTD】

提起日本人的电路设计及控制电气件，不得不服其质量及设计的可靠性、稳定性、低故障率等特点，几乎可以让日本工匠“失业”。品质就是品质，细节依然是细节，即使20年的老船，仍然可以在日本购买到原厂件，因为专注所以专业！若换在他国的一些生产企业，厂子倒闭、重组、转型、改名N次了，想买到原厂件，有点天方夜谭了，这就是差距，也许在方方面面，绝对不是华夏子孙一代、两代人能够完胜超越的！

工匠不分国界大小，敬业才是王道！

任何一个国度，喊口号有时可以让你兴奋三分钟，挥汗如雨，牛逼吹起来老子是天下第一，路就在脚下，大踏步路有多宽我就能走多宽......，但是的但是绝对不能激励你绽放光芒！

图片来源于网络

KAO，小笔不务正业，话题和配图都跑题了，罪过罪过，接下来务必坚持言归正传！

作为应急消防设备，轮机员非常有必要了解其电路设计的原理，尤其是不配电机员的船舶，即使有配笔者认为，真的不要不要不要的，完全把含有一点电学故障问题担子一股脑扔给电机员，我始终相信Teamwork的力量是非常大的，这对于排除因为电路原因，导致应急救过泵的无法启动、频繁烧坏元器件等故障，按图索骥电路排查，迅速解决电路单方面原因导致的异常故障非常有帮助。

笔者回想当年在中远海特工作过很长一段时间，做大管轮时对一位电机员名字已经模糊不清，但是对他的高傲的行为记忆犹新，船舶管理中，机电分家的最大的坏处，就是让一个没有自知自明，自认为很牛逼的电机员可以高傲的藐视大部分轮机员、老轨，退一步说谁让老轨、大管轮那么不争气不懂电呢？

晨会分配工作时他可以推辞不接受，吊缸时他可以不乐意参加，并且很理直气壮的说，他不属于轮机部门的，他电机员可以独立自由安排工作，气的笔者在集控室当时拿起凳子，着急想捶死这个日狗的，并气愤的说道：“船上可以没有你电机员这个职务，但是一定不能没有大管轮，轮机长，小子你不要得瑟……回想起来当时年轻气盛，没有锤他确实是对的，跟小孩子计较伤神又伤身！

听说现在人家都干到船舶政委了，眼下9000万党的队伍越来越壮大的，确实是好事，不论何时都是党始终领导一切，拥护党的领导，国人有责，笔者作为一个平头老百姓小愤青毛病难改，惹不起可以躲得起！

愤青总是有吐不完的啰嗦话题，废话不多说，下图为本轮应急救过泵的电路图，总体来说相对有丁点复杂，说实话此图咋一看起来有点凌乱，你必须花点时间去捋顺，此图有点绕对于我这个“半路出家”的稍微懂点电的老轨来说，也研究了多半会才有所明白，看顺了就很简单，大家先看看吧，不要着急看我的解析。

应急救火泵电路图纸

笔者在此声明一下，本文不是院校专家出的教材范例分析具有一定的权威性，而仅为笔者一家之言，若读者的分析和笔者不谋而合，说明本文算是比较权威的供轮机学生、一线轮机员业务学习的实际应用“教材”范例吧。

从船电课本最简单基本的电路图，接触到营运船舶船电电路图你会发现，船电电路图相对比较复杂，通常不可能在一张纸上完全展示，即使是一页图纸也要分多部分表示，甚至很普遍的电路识图，即很多设备的船电电路图，可以在同册分好几页甚至不同册的电路去结合联系分别标识。所以能从众多电路图说明书里，找出电路相互关联的蛛丝马迹，考验着轮机员的耐性和船电水平。

不过本文应急消防泵该电路相对比较简单些，从图纸上的分区及分界线可以分电控箱内部电路和电控箱外部电路，总览全图该电路图主要可分为以下几大部分:

AC440V主电路---提供马达星形启动，△稳定运行时的三相交流电。

AC110V马达加热电路---通过AC440/115V交流变压器，提供AC110V电源，马达停止时，线圈内部自动加热，防止长时间停用马达内部线圈低绝缘。

AC110V吸入阀门开启电路---水泵一旦启动运行时，会同时激活气动三通电磁阀，开启应急消防泵海底门吸入阀门。（这和大多数船应急救火泵启动前，吸入阀手动开启有点区别，这样设计的好处可能就是泵浦启动时吸入管可以保持一定的水位，结合真空引水泵，起到快速引水建立泵压的作用）

DC24V集控室运行显示电路---机舱充放电板提供的DC24V电源，依靠Relay辅助触点断开及闭合回路，控制集控室运行指示灯的显示。

AC440V主控制电路---控制AC440V主电路接触器主触点的通断，控制马达星-△启动运转。

DC24V辅控制电路---依靠控制箱内部AC440/24V交流变压器和整流原件提供DC24V电源，用直流弱电控制AC440V 主控制电路接触器辅助触点的通断及AC110V阀门控制电路吸入阀的开启。

电路图分区如下图：

应急消防泵电路图剖析

其实该电路图看起来稍微有点复杂，但是实物电控箱确实相对是比较清爽，主要是因为其日本人的电路设理念，其控制箱内部大部分辅助控制电路模块化——DC24V辅控制电路（如图紫色虚线框内），都是用3块快速拔插印刷电路板搞定，大大简化了控制箱内各个Relay的布置。

如下图：

应急救火泵电控箱元器件实物图

上图中Modue card就是拔插式DC24V辅助控制电路——有1块PBC印刷电路板集成电路，如下图：

DC24V辅控制电路印刷电路板（1）

其中启动和停止按钮也是由2块PBC印刷电路板组成。

应急消防泵启停按钮

启停按钮后部打开后，启停按钮的2块PBC印刷电路板通过插针组合进行通讯，如下图：

电路图动作原理解析如下：

启停电路动作原理（以本地启动为例，遥控启动原理同）

说明：标识红色线路为正常运转后通电电路，绿色线路为仅仅启动瞬间通电电路，蓝色线路为阀门指示电路。

注：（图中各个接触器、继电器的最初状态，均为断电状态下各个主辅触点的状态）

『吸入阀门开启及星形启动过程』

应急救火泵启动辅助电路图

按下机旁控制箱“Start”按钮瞬间——Relay X1通电激磁（图中部分绿色电路）——X1辅触点（3A30-3A31）闭合通电自锁，保持Relay X1一直通电——同时 Relay T1X通电激磁——（3A23-3A24）触点T1X延时3秒（可调）吸合接通——T1X接通后，有以下4个连串、同步、瞬时动作：

【1】机侧控制箱运行指示二极管指示绿灯亮，同时远程消防站运行指示灯 L回路接通，消防站启动面板，可以看到其运行指示灯亮。

【2】 Relay 6X通电激磁——通过X1辅助触点（3A30-3A31）形成闭合回路，辅助触点6X闭合——接通Relay 20X激磁——常开20X辅触点(1-2)闭合—— 使得控制海底们吸入阀的气动电磁阀MV激活，控制气路通过气动三通阀电磁阀泄气，吸入阀在弹簧力作用下开启吸入阀门。（海底阀门设计为供气关阀，泄气开阀）

电路图如下：

吸入阀门开启控制电路

控制阀箱如下：

应急救过泵气动三通电磁阀

【3】步骤（2）动作正确执行后，吸入阀打开后，Limit Switch位置触点（LS1-LS2）闭合电路，消防站LSC——吸入阀开启指示灯亮。

如下图：

消防站吸入阀开启指示电路

【4】Relay 4通电激磁——常开辅触点4闭合——时间Relay 19通电激磁——常开触点19（21-24）闭合——Contactor 6通电激磁，接下来有四个动作：

【4-1】AC440V主电路主触点6闭合，为星形启动做准备，同时AC440V主控制电路常闭辅触点6(31-32）、常闭辅触点6(21-22)断开，确保Relay 42X和Contactor 42断路，避免星-▽线路可能的同时接通，防止马达烧坏。

【4-2】AC440V主控制电路中，常开辅触点6（13-14）闭合，Contactor 88通电激磁——常开辅触点88（13-14）闭合自保电路——440V主电路常开主触点88闭合——同时110V马达加热控制电路常闭辅触点88断开，马达不加热——马达星形启动运转。

如下图：

星形启动过渡电路

【4-3】其中一线路，常开辅触点88（13-14）闭合，接通Contactor 88Y，常开辅触点88Y（5-6）闭合——集控室运行指示灯亮起。

如下图：

集控室运行指示灯

【4-4】其中一线路，常开辅触点88（43-44）闭合——为Relay 42 X通电激磁做准备——为Contactor 42通电激磁做准备。

星形运转过渡电路

以上一系列动作仅仅完成星形启动运转，接下来是一连串动作，准备切换成▽运转

『星型——切换△型电路稳定运转』

星形启动运转后，依靠时间Relay，以设计7秒为例（可调），接上文步骤继续以下动作：

【1】时间Relay 19得电激活后——常闭延时触点19(15-16）延时7秒断开，同时常开延时触点1 9（15-18）延时闭合。

【2】常闭延时触点19（15-16）断开后——Contactor 6失电——断开主电路星形启动主触点6，终止星形运转电路。

【3】常闭辅触点6（31-32）、常闭触点6（21-22）再次闭合——Relay 42X通电激磁——常开辅触点42X（13-14）闭合——Contactor 42通电激磁——440V主电路主触点42闭合。

【4】与此同时，控制电路常开辅触点42（13-14）闭合自保电路，常闭辅助触点42（31-32）断开，使得Relay 19、Contactor 6断电，不允许为星形启动做前期通电条件。同时自保常开触点42（13-14）闭合，使的Relay42X一直得电保持，稳定了最终△运转电路。

如下图：

△稳定运转电路

正常稳定运转时，从图上可以明显看出，仅有Contactor 42、Contactor 88 、Relay88Y、Relay42X、Relay4处于通电激磁状态。

以上动作原理说了这么多，看不懂的几乎看不下去，其实启动时也就是几秒钟，Relay和Contactor相互作用，就是瞬时听到秒计的“噼里啪啦”作动声和沉闷的马达嗡……使劲的嗡嗡……声，所有的过程已经全部完成。

从以上分析可以看出，启动电路有时序控制，相对比较复杂，但是停止电路控制原理就比较简单了，从稳定运转的电路图，可以明显看出，只要切断Relay 4，使主控制电路Relay 4的闭合触点断开，就可以停止整个运转电路，所以只要按下Stop按钮，Relay5A瞬间通电激活磁，使得DC24V控制电路常闭触点5A立即断开，进而切断Relay 4，仅此赘析。

留一个小尾巴，想和业内同仁讨论下，我也是一直很疑惑，在右下角电路Relay 88Y得一个辅助常开触点88Y(1-2)，其控制箱外部接线为（NT1-NT2）标注为INTERLOCK(AUTO POLIT)，从字面意思可以我暂时认为是舵机的AUTO POLIT，不知道是否正确，但是怎么想像也和舵机扯不到一块去呢？

如下图：

Interlock(Auto Pilot)电路

应急消防泵消防泵正常运转时常开触点88Y(1-2)是闭合的，NT1-NT2回路是接通的，但是翻阅相关电路图并未找到外部电路到底接在哪里，为什么设计这一电路，笔者一直没有明白，有懂得小伙伴可以不吝赐教！

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