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功能说明与康明斯知识 |
S6700H康明斯速度控制器使用说明书 |
摘要：S6700H速度控制器是一款用于柴油发动机（尤其常见于东风康明斯系列）全电子调速控制装置。它对于瞬间的负荷变化，用快速和精确的响应，去控制发电机转速，且为闭环控制。其基本特性是调整发动机的起动燃油和速度波动，这个特性可以在减少排烟烟度的情况下使发动机达到额定的转速和输出功率，并保持稳定。并且S6700H速度控制器有电源反接保护、执行器的故障保护、失转速传感器信号保护。与S6700E相比较，还有超速保护和系统故障输入后的保护。
一、核心功能与特性
S6700H速度控制器核心功能是根据发动机转速的反馈信号，快速精确地控制执行器（燃油计量机构）的动作，从而稳定发动机转速。
1、功能描述
（1）应用性功能
● 速度闭环控制；
● 并机控制；
● 外部速度微调；
● 外部怠速/额定速度转换。
（2）保护功能
● 电源反接保护；
● 执行器故障保护；
● 失转速信号保护；
● 超速和外部高电平输入报警。
2、主要特性
（1）调速控制：核心功能，维持发动机设定转速。
（2）高低速转换及转速微调：支持怠速与额定转速间的切换，并可进行精细转速调整。
（3）自动停车保护：在异常情况下自动停机以保护发动机。
（4）稳态调速率（速降）可调：便于并联运行时的负载分配。
（5）并机功能：支持多台发电机组并联运行。
（6）多种保护功能：包括电源反接保护、执行器故障保护、失转速传感器信号保护以及超速保护。
表1 S6700H 电子调速器技术参数表与实物图
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环境
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工作环境温度
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-40～80℃
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相对湿度
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95%
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输入输出
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输入电压
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24VDC
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执行器电流范围
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可达10A
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速度传感器信号
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1～20V
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特性
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额定频率范围
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1K-5KHz
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频率微调范围
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超过±200Hz（外接5KΩ时）
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稳态频率带
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＜0.5%
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瞬态频率偏差_突减
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＜10%
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瞬态频率偏差_突加
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＞-7%
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频率恢复时间
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＜2S
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频率降
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0～3%(第10、11脚短接时可调)
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温度漂移
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±1%（最大）
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实物图
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二、各电位器作用及调整顺序
● 起动前：
首先检查接线是否正确，然后拆去14脚插座的第1、2端接线，测量执行器的电阻是否正确，如正常将这两根电线碰触电瓶正负极，执行器应“叭”的一声推至最大油量位置，断电时“叭”的一声回到零油量位，检查油泵齿条是否自由活动且没有阻力。
● 起动燃油的调整（FIRING电位器）：
此电位器设定发动机点火时供油量的大小，为单圈电位器，最大有效调整角度为270度。出厂时大约调校在中间位置，顺时针为增加起动供油量，逆时针为减小起动供油量。在未开机前先顺时针旋到底。待机组调校好后再调校起动燃油电位器，从顺时针的最大值调至逆时针的最小值，再将发动机起动，并在起动的同时将起动燃油电位器作顺时针调校至发动机刚能起动运行，反复起动机组及调校起动燃油电位器至最小的起动排烟状态。
● 速度斜坡的调整（SPEED RAMPING 电位器）：
此电位器设定发动机从起动速度（怠速）转换至额定速度的快慢，为单圈电位器，最大有效调整角度为270度。出厂时大约调校在中间位置，顺时针为延长转换时间（最长约20秒），逆时针为缩短转换时间。
● 额定转速（RATED SPEED 电位器）：
此电位器设定发动机的额定转速，为多圈电位器。出厂时大约调校在3.5KHz，顺时针旋转为增加转速，逆时针旋转为减小转速。
f=nz/60....................（公式1）
式中：f——脉冲频率（Hz）；n——转速（转/分）；z——发动机飞轮齿数。
● 怠速（IDLE 电位器）
此电位器设定发动机的怠速，为单圈电位器。出厂时设置怠速约为额定转速的0.6倍，即2.1KHz。顺时针旋转电位器为增加怠速，逆时针旋转为减小怠速。短接14脚插座的7、12后进入怠速状态。可在7、12处接一开关让发动机在怠速与额定转速之间转换。改变额定转速时怠速会有跟随作用，即不用重新设置怠速仍能保持0.6倍左右的比率不变。
● 稳定（STAB 电位器）：
为单圈电位器，出厂时调整在中间位置，起动及调好设定的转速后，将电位器顺时针慢慢调整至发动机不稳定，记住该位置A，大幅度逆时针回调至发动机运行稳定，再顺时针旋转电位器到距A位置20度左右，以确定稳定性能（包括在任何负载情况下）。
● 增益（GAIN 电位器）：
为单圈电位器，出厂时调整在中间位置，起动及调好设定的转速后，将电位器顺时针慢慢调整至发动机不稳定，记住该位置B，大幅度逆时针回调至发动机运行稳定，再顺时针旋转电位器到距B位置20度左右，以确定稳定性能（包括在任何负载情况下）。
● 频率降调整（DROOP 电位器）：
此电位器设定发动机的频率降特性（并机时使用）。连接14脚插座的10、11后此电位器有效。顺时针旋转为增加频率降，逆时针旋转为减小频率降。当机组并机使用时调校此电位器时多台机组的频率降一致。此时14脚插座的13脚为配件输入端，可接负载分配器和同步器等。
● 超速保护调整（SW5开关、SPEED OVER 电位器、超速设置范围开关）：
出厂时为超速保护功能无效（SW5为OFF，即向下方向）。当SW5为ON并且输入频率达到超速设置值或者系统故障输入端变成高电平时，报警灯亮，控制器停止向执行器提供电能输出，并且报警开关闭合（标“ALARM”处）。调节SPEED OVER电位器可调节超速报警频率的设置值。逆时针方向为降低报警频率。出厂时设置在4.6 KHz左右。
图1 超速保护调整示意图
超速设置范围开关用于确定SPEED OVER电位器所能设置的脉冲频率范围。其对应关系如图2所示。
图2 脉冲频率范围
注意：超速报警功能建议由专业人员设置，不应由最终用户随意更改。
● 超前/滞后电路开关（SW1）：
出厂为OFF位置。如果执行器反应迟缓可设ON位置。如果调速器性能良好但执行器快速跳动，可设置为OFF。
● 剩余频率抑制线路（SW1、SW3）：
出厂为ON/OFF组合，表明此线路不接入。若执行器因为软接合引致不正常摆动，将开关打到OFF/0N组合。
● 微分时间补偿（SW4）：
如果发动机增益小时快速油车，请将SW4置于OFF；如果发动机慢速油车，请将SW4置于ON。出厂为OFF。
三、使用与调整
1、接线方法
S6700H是非常坚固的，可安装在发动机的控制柜内，如有水、雾水、凝结水等，应将控制器以垂直方式安装，以便水分排出；应避开非常高温的放射热的地方；如果有很大的电磁场则需要有特别的屏蔽装置。
表2 电子调速器的接线方法
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端 子
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6米以下
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6米以上
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1、2接执行器
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2.5㎜ 2
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4.0㎜2
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3、4接速度传感器
（3、4间最低运行信号为AC2.5V）
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2×0.75㎜2或2×1㎜2屏蔽线，
屏蔽层在控制器的一端连接在第5脚。
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5、6接电瓶（DC24V）
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2.5㎜2
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4.0㎜2
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7、9接转速微调电位器
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因为只是毫安级电流，所以可用1㎜2的电线来连接。在有强电磁场的环境应用屏蔽线来连接，屏蔽网需连接在控制器第7脚端子上
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7、12接开关（怠速额定转速转换）
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10、11接开关（频率降调整）
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13为同步器、负载分配、斜坡发生器等
输入信号点，并车或超常整定用
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14输出（稳定的10电源输出）
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FAULT IN（故障输入）
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ALARM（报警）
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开关触点输出最大5A，连线与负载大小有关。
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2、调试技巧
主要的调试在于“GAIN”与“STAB”电位器调整。它们的位置决定了发动机在不同负载下的频率波动大小，还决定了负载突加和突减时频率波动的大小和恢复时间。主要规律如下：
（1）两个电位器互相影响。以发动机达到稳定为前提，如果一个电位器往顺时针方向调整，则另一个电位器往顺时针方向的最大可调整角度会变小。
（2）“GAIN”电位器对负载突变时的频率变化幅度影响较大。
（3）“STAB”电位器对负载突变时的频率恢复时间影响较大。
表3 S6700H控制器关键端子的功能参考表
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端子
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功能说明
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备注
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1, 2
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接执行器
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线径建议 ≥2.5mm² (6米以下)
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3, 4
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接速度传感器
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最低运行信号AC 2.5V，建议使用屏蔽线
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5
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屏蔽线接地
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速度传感器屏蔽层在此端连接
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5, 6
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接电瓶电源 (24VDC)
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正负极性别接反，注意电源反接保护仅是防护功能
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7,12
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怠速/额定转速转换控制端
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短接或接开关进入怠速状态
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10,11
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频率降调节使能端
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短接后DROOP电位器才生效
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13
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同步器/负载分配器信号输入
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用于并车或超常整定
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14
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稳定的10V电源输出
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可供外部调速电位器等使用
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-
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FAULT IN
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系统故障输入（高电平有效）
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-
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ALARM
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报警开关触点输出（常开，超速等故障时闭合）
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3、超速保护的调整步骤与方法
（1）根据额定转速选取报警转速，一般是额定转速的115%左右。
（2）根据发动机飞轮齿数和公式4-1计算报警时的脉冲频率。
（3）断电状态下按表4-1对超速设置范围开关进行设定；SW5置于ON；SPEED OVER电位器顺时针旋转到最大。
（4）通电，给14脚接插件的第3、4脚加入稳定的报警频率脉冲。可由通用仪器——信号发生器提供，如果系统允许，也可由发动机转动到超速状态后提供。
（5）逆时针慢慢转动SPEED OVER电位器，到报警灯亮时停止转动，再顺时针回调10度。
图3 电子调速器的接线与调整电位器分布图
四、故障判断与处理
S6700H速度控制器在柴油发电机组（特别是东风康明斯系列）中是个关键部件。了解常见故障及其处理方法，能帮助你快速定位问题，减少停机时间。S6700H控制器故障可能表现为发动机无法启动、转速异常、运行不稳或无故停机等。下面表4汇总了典型故障现象、可能原因及应对措施：
1、初步检查
（1）电源检查：确保控制器端子5、6上的24VDC电压正常稳定（可在5、6端子测量）。虽然控制器有电源反接保护，但仍需确保接线正确。
（2）执行器检查：断开执行器接线（端子1、2），直接给执行器施加电瓶电压，应听到清晰的“叭”声，且执行器轴相应移动。断电后应能回位。
（3）机械检查：手动检查发动机油泵齿条是否运动自如，确保无卡滞。
2、转速信号检查
转速信号是控制器工作的关键。检查速度传感器（端子3、4）。
（1）安装间隙：传感器与飞轮齿圈的间隙应符合要求（通常约0.8mm）。
（2）信号电压：发动机转动时，用万用表AC电压档测量3、4端子间电压，最低运行信号需≥AC 2.5V。
（3）接线与屏蔽：使用屏蔽线并确保屏蔽层在控制器端（端子5）单端接地，防止干扰。
3、观察与调试
（1）若发动机能运行但不稳定，仔细听辨是高频振荡（约10Hz） 还是低频波动（约1Hz），据此调整GAIN和STAB电位器。
（2）若怀疑超速保护误动作，切勿随意调整超速设置。应检查SW5开关位置、SPEED OVER电位器设置及范围开关是否合适。
表4 电子调速器的故障原因列表
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故障现象
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原 因
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处 理 方 法
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发动机
不能起动
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燃油管内有空气
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排除管内的空气
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转速信号中断
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检查传感器与连接电缆
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控制器电源断或接反
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检查电源及接线
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调速机构传动杆系卡死在零位
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重新安装与调整
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控制器输出电流限制值过低
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顺时针调整起动供油量电位器
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外部输入保护有效
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检查系统故障输入端是否总为高电平
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发动机
起动超速
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执行器与发动机调油机构加减油方向不一致或二者零点位置不匹配
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检查并重新安装调整
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控制器设定转速过高
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降低设定转速
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控制器参数调整不当
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适当增大“GAIN”和“STAB”
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控制器输出电流限制值过高
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逆时针调整起动供油量电位器
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发动机
转速不稳
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执行器与齿条传动杆系卡滞
或间歇过大
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检查并重新安装调整，并向执行器前后轴承处滴注适量发动机机油，然后用手推数次，感觉滑动平顺无卡滞现象即可正常使用
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发动机超载
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降低发动机负荷
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转速传感器松动或磨损
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重新紧固或更换
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转速传感器安装间歇过大
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检查并重新安装调整（0.8㎜左右）
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控制器参数设置不当
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若转速高频振荡（＞10Hz）适当减小“GAIN”和“STAB”；若转速低频波动（＜1Hz）适当增大“GAIN”和“STAB”
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发动机
自动停机
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控制电源供应中断
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检查电源及连接电缆
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速度反馈信号中断
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检查传感器及连接电缆
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转速设定信号中断
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检查遥控电位器与连接电缆
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执行器电缆断路或短路
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检查执行器及连接电缆
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发动机燃油供应中断
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加燃油并排除管路空气
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超速保护有效且设置频率太低
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重新设置超速保护的频率
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发动机
不能停机
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执行器与发动机调油机构零点位置不匹配
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检查并重新安装调整
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调油传动机构卡死
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检查并重新安装调整
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控制器电源不能断开
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检查电源及连接电缆
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发动机转速
不能调整
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调油传动机构卡死
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检查并重新调整或清洗喷油系统
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总结：
S6700H是一款功能全面、保护措施完善的发动机速度控制器，特别适用于对调速性能有一定要求的场合。如果你是操作或维护人员，请重点掌握各电位器的调整顺序和方法以及常见故障的排查思路。如果你是选型或采购人员，需关注其技术参数是否满足你的发动机和应用场景的需求，例如工作电压、转速信号范围、执行器驱动能力等。
∎完善的保修政策：
→ 标准保修： 新购康明斯柴油发电机组通常都包含一定期限（如全球范围内通常是1年或1000小时，具体以购买时的合同为准）和小时数的全面保修。
→ 延长保修： 康明斯也提供多种延长保修选项，客户可以根据需求和预算选择，进一步降低长期运营风险。
→ 保修条款清晰： 保修条款通常覆盖主要部件，且康明斯对保修索赔的处理流程相对规范，有助于客户维护自身权益。
