PCC3.3
|
康明斯柴油發(fā)電機組PCC3.3控制器說(shuō)明書(shū) |
PCC3.3是康明斯電力系統發(fā)電機組上使用的以微處理器為基礎的控制器，它提供燃油控制和發(fā)動(dòng)機調速功能、主發(fā)電機輸出電壓調整和全套機組控制和監測。 它同時(shí)還提供隔離母排或市電(主用電源)并聯(lián)電力 系統的自動(dòng)和半自動(dòng)同步，以及自動(dòng)負載分配控制功能。
PCC3.3控制器結構圖
一、系統概述
● 操作軟件控制發(fā)電機組及其性能特征，并通過(guò)數字式 顯示屏顯示機組的運行狀態(tài)，由前端面板上的按鍵進(jìn) 行控制或功能設定。
● 系統接線(xiàn)圖參閱電路圖。PCC 經(jīng)由磁電式轉速傳感器(MPU)和主定子的輸入獲取頻率信號，控制盤(pán)送出一低功率脈沖寬度調制(PWM)信號到調速器輸出模塊，然后向發(fā)動(dòng)機燃油控制器輸出一個(gè)放大信號。
● 母排電壓互感器模塊將母排電壓降低到大約 18 VAC， 并向控制盤(pán)提供一信號，作為發(fā)電機組與系統母排同步的參考信號。
● 由外部的電壓/電流互感器(PT/CT) 模塊將發(fā)電機電 壓降至 18 VAC，并經(jīng)由電流互感器(CT)輸出 電流 產(chǎn) 生一個(gè)參考交流電壓，通過(guò)電壓調節向調壓器輸出模塊輸出一個(gè)低功率 PWM 信號，然后向勵磁機定子 輸出一個(gè)放大信號。
● 機油、冷卻液和排煙溫度由可變電阻傳感器傳送信 號，機油壓力由電容式傳感器傳送信號。
二、電路板及模塊
康明斯控制器電路板位置圖
1、數字電路板(A32)
數字電路板包含控制盤(pán)用微處理器和操作軟件，同時(shí)數字電路板還連接到控制盤(pán)內其它電路板。數字電路板也為PCC提供模擬信號與數字信號之間的轉換。
（1）開(kāi)關(guān)
S5將開(kāi)關(guān)推向左側為接電模式，此時(shí)控制盤(pán)電源/
操作軟件一直通電，直到開(kāi)關(guān)扳到備用模式。建議在所有應用中始終將S5開(kāi)關(guān)設在接電模式位置，除非不能提供輔助蓄電池充電。
向右推動(dòng)此開(kāi)關(guān)將PCC切換到備用模式。在此模式，PCC操作軟件將會(huì )因：(1)前端面板操作開(kāi)關(guān)置于運行(Run)位置，(2)按自我偵測鍵，(3)遙控起動(dòng)輸入信號(前端面板開(kāi)關(guān)位于自動(dòng)位置)或接到外來(lái)開(kāi)關(guān)的任一“喚醒”信號而被初始化。
（2）接插件
數字電路板上有5個(gè)接插件，說(shuō)明如下：
○ J1串行界面RS232。
○ J2連接到用戶(hù)界面電路板(A34)上的J4。J3連接到模擬電路板(A33)上的J2。
○ J4連接到發(fā)動(dòng)機界面電路板(A31)上的J1。
○ J5連接到數字顯示電路板總成(A35)上的J5。二極管(LED)
數字電路板共有7組二極管，分別顯示下列狀態(tài)：
|
DS1
|
備用(綠色)。
|
|
DS2
|
備用(綠色)。
|
|
DS3
|
直流+18伏特電源正常(綠色)。
|
|
DS4
|
直流+5伏特電源正常(綠色)。
|
|
DS5
|
運行(如果軟件正在工作，將每秒閃爍一次)(綠色)。
|
|
DS6
|
直流+24伏特B+電源正常(綠色)。
|
|
DS7
|
直流+12伏特電源正常(綠色)。
|
2、發(fā)動(dòng)機界面電路板(A31)
發(fā)動(dòng)機界面電路板可讀出操作者的控制輸入信號，監測發(fā)動(dòng)機、發(fā)電機和系統的狀態(tài)，并針對正常操作和故障狀態(tài)(報警或報警停機)作出正確反應。
該電路板與發(fā)動(dòng)機傳感器、蓄電池、起動(dòng)馬達、調速器輸出模塊、調壓器輸出模塊和磁電式轉速傳感器 (MPU)相連接。
發(fā)動(dòng)機界面電路板也可連接選裝的網(wǎng)絡(luò )界面模塊，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò )通信。
（1）指示燈亮
在一個(gè)典型的起動(dòng)程序中，LED指示燈亮的順序如下：
○ 當接收到遙控起動(dòng)信號且S12在自動(dòng)(Auto)位置，或S12轉到運行(Run)位置時(shí)，DS11燈亮。
○ 當感應出磁電式轉速傳感器的電壓信號時(shí)(發(fā)動(dòng)機正在轉動(dòng))(當發(fā)動(dòng)機轉動(dòng)時(shí)，磁電式轉速傳感器應輸出至少1伏特的電壓)，DS12燈亮。
○ .當發(fā)電機組正在運行時(shí)，DS11燈滅，DS9燈亮并且DS10燈微亮。
（2）接插件
發(fā)動(dòng)機界面電路板有7組接插件和一組端子排，分別為：
○ J1連接到數字電路板(A32)上的J4。
○ J2連接到模擬電路板(A33)上的J1。
○ J3連接到顯示電路板及前端面板開(kāi)關(guān)和儀表。
○ J4連接到用戶(hù)界面電路板和發(fā)動(dòng)機線(xiàn)束(含磁電式轉速傳感器MPU)。
○ J5連接到發(fā)動(dòng)機傳感器。
○ J6連接到發(fā)電機組控制模塊(GCM)。
○ J7連接到發(fā)電機組控制模塊(GCM)。
（3）保險絲
發(fā)動(dòng)機界面電路板含有二種可更換式保險絲：
F1位置-5安培控制盤(pán)電源B+。
F3位置-5安培輔助電源B+(盤(pán)面照明燈和運行/起動(dòng)觸點(diǎn))。
（4）二極管(LED)
發(fā)動(dòng)機界面電路板共有10組二極管，分別顯示下列
|
DS1
|
低燃油位報警輸入(紅色)。
|
|
DS2
|
低冷卻液位報警輸入(紅色)。
|
|
DS3
|
低發(fā)動(dòng)機溫度報警輸入(紅色)。
|
|
DS4
|
S12位于運行位置(綠色)，S12為運行/停機/自動(dòng)開(kāi)關(guān)。
|
|
DS5
|
S12在自動(dòng)位置(綠色)。
|
|
DS6
|
緊急停機(紅色)。
|
|
DS7
|
預留。
|
|
DS8
|
預留。
|
|
DS9
|
自動(dòng)調壓器調節開(kāi)度(綠色)，很亮表示開(kāi)度較大。
|
|
DS10
|
調速器調節開(kāi)度(綠色)，很亮表示開(kāi)度較大。
|
|
DS11
|
起動(dòng)繼電器輸出(紅色)。
|
|
DS12
|
運行繼電器輸出(紅色)
|
3、模擬電路板(A33)
模擬電路板是控制盤(pán)內唯一沒(méi)有二極管(LED)的電路板。模擬電路板有并聯(lián)用和非并聯(lián)用二種類(lèi)型。
（1）輸送方式
模擬電路板接收所有模擬信號，然后將模擬信號轉換成0-5伏特的直流電信號，送到數字電路板。
（2）接插件
○ 模擬電路板上共有4組接插件，這些接插件通過(guò)帶狀電纜焊在電路板上，它們分別是：
○ J1連接到發(fā)動(dòng)機界面電路板(A31)上的J2。J2連接到數字電路板(A32)上的J3。
○ J3備用模擬信號輸入。
○ J4連接到用戶(hù)界面電路板(A34)上的J5。
4、數字顯示電路板(A35)
數字顯示電路板連接所有的儀表和二極管(LED)指示燈。
（1）接插件
數字顯示電路板上有3個(gè)接插件，它們分別是：
○ J1連接到前端面板薄膜開(kāi)關(guān)。
○ J5連接到數字電路板(A32)上的J2(當拆下J5時(shí)，顯示電路板將失去顯示功能，但PCC仍可正常操作)。
○ J6連接到各儀表、運行/停機/自動(dòng)選擇開(kāi)關(guān)和發(fā)動(dòng)機界面電路板(A31)上的J3。
（2）二極管(LED)
數字顯示電路板共有18組二極管(LED)，用以指示發(fā)電機組的運行狀況和控制盤(pán)模式/開(kāi)關(guān)選擇等。
○ DS9機組不在自動(dòng)狀態(tài)(Not In Auto)(紅色)。
○ DS10上表盤(pán)(綠色)。
○ DS11左上箭號指示燈(綠色)。
○ DS12右上箭號指示燈(綠色)。
○ DS13報警(淡黃色)。
○ DS14下表盤(pán)(綠色)。
○ DS15故障停機(紅色)。
○ DS20左下箭號指示燈(綠色)。
○ DS21右下箭號指示燈(綠色)。
○ DS22僅適用于自動(dòng)主用電源故障(AMF)或并聯(lián)機組：斷路器閉合(紅色)。
○ DS23 A相(綠色)。
○ DS24復位箭號指示燈(綠色)。
○ DS25主功能箭號指示燈(綠色)。
○ DS26僅AMF應用：斷路器斷開(kāi)(綠色)。
○ DS27 B相(綠色)
○ DS29 C相(綠色)
○ DS36 AMF應用：斷路器閉合(紅色)或并聯(lián)應用：斷路器斷開(kāi)(綠色)。
○ DS37僅AMF應用：斷路器斷開(kāi)(綠色)。
5、用戶(hù)界面電路板(A34)
用戶(hù)界面電路板連接到電壓/電流互感器電路板上，以檢測電壓和電流信號，同時(shí)提供接點(diǎn)供用戶(hù)輸入或輸出信號使用。該電路板有并聯(lián)用和非并聯(lián)用二種類(lèi)型。
（1）接插件
用戶(hù)界面電路板有5組接插件，分別說(shuō)明如下：
○ J1用戶(hù)連接點(diǎn)。
○ J2用戶(hù)連接點(diǎn)。
○ J3 A36電壓/電流互感器電路板和用戶(hù)連接點(diǎn)。
○ J4連接到數字電路板(A32)上的J2。
○ J5連接到模擬電路板(A33)上的J4。
（2）二極管(LED)
用戶(hù)界面電路板共有27組二極管，分別顯示下列狀態(tài)：
○ DS1最快達標偵測模塊輸入(綠色)-僅并聯(lián)機組用。
○ DS2低機油壓力預報警信號輸出繼電器K14(紅色)。
○ DS3第4組用戶(hù)自定義故障輸入(紅色)。
○ DS4第1組用戶(hù)自定義故障輸入(紅色)。
○ DS5低機油壓力信號輸出繼電器K15(紅色)
○ DS6故障復位信號輸入(紅色)。
○ DS7發(fā)動(dòng)機怠速(綠色)。
○ DS8并聯(lián)斷路器閉合信號輸入(綠色)-該并聯(lián)功能為加載需求。
○ DS9并聯(lián)斷路器斷開(kāi)信號輸入(綠色)。
○ DS10并聯(lián)斷路器狀態(tài)信號輸入(綠色)。
○ DS11第2組用戶(hù)自定義故障輸入(紅色)
○ DS12低冷卻液位信號輸出繼電器K17(紅色)
○ DS13低燃油位信號輸入(紅色)。
○ DS14遙控起動(dòng)信號輸入(綠色)。
○ DS15第3組用戶(hù)自定義故障輸入(紅色)。
○ DS16從數字電路板發(fā)出信號使并聯(lián)斷路器控制輸入繼電器動(dòng)作(綠色)，該輸出信號用于使并聯(lián)斷路器閉合。
○ DS17綜合報警輸出繼電器從數字電路板控制(綠色)。該輸出信號僅在報警停機狀態(tài)被激活。
○ DS18備用輸出繼電器由數字電路板控制被激活(綠色)。該輸出信號僅在報警狀態(tài)被激活。
○ DS19卸載輸出繼電器由數字電路板控制被激活(紅色)。如過(guò)載或低頻超過(guò)5秒，該輸出信號被激活(在報警停機前)。
○ DS20準備帶載輸出繼電器由數字電路板控制被激活(綠色)。當機組達到90%的額定電壓和頻率時(shí)，該輸出信號被激活。
○ DS21發(fā)動(dòng)機高溫預報警信號輸出繼電器K8(紅色)。
○ DS22機組不在自動(dòng)位置輸出繼電器K6(紅色)
○ DS23高發(fā)動(dòng)機溫度信號輸出繼電器K9(紅色)
○ DS24超速信號輸出繼電器K10(紅色)。
○ DS25起動(dòng)失敗信號輸出繼電器K11(紅色)。
○ DS26低發(fā)動(dòng)機溫度信號輸出電器K12(紅色)。
○ DS27低燃油位信號輸出繼電器K13(紅色)。
6、電壓/電流互感器(PT/CT)電路板(A36)
電壓/電流互感器電路板裝于附件箱內，該電路板將發(fā)電機輸出電壓轉換成18 VAC，供給模擬電路板，同時(shí)將電流互感器0.55安培的輸出電流(滿(mǎn)載時(shí))轉換成1.65 VAC(滿(mǎn)載時(shí))輸出至模擬電路板。
本電路板共有三種類(lèi)型，為了正確操作，必須選擇與發(fā)電機組匹配的電壓/電流互感器電路板。另外，每套機組均有特定的電流互感器，為了正確操作，必須保證電流互感器與發(fā)電機組的輸出電流匹配。
（1）接插件
電壓/電流互感器電路板共有2組接插件。分別是：J8連接到用戶(hù)界面電路板(A34)上的J3。
J9連接到動(dòng)力線(xiàn)上(發(fā)電機輸出電壓和電流互感器)。
（2）J9 接線(xiàn)：
○ 黃色 發(fā)電機 A 相輸入
○ 橘色 發(fā)電機 B 相輸入
○ 紅色 發(fā)電機 C 相輸入
○ 棕色 發(fā)電機中線(xiàn)輸入
○ 白色 電流互感器 21（+）輸入
○ 灰色 電流互感器 21 中線(xiàn)輸入
○ 綠/黃色 電流互感器 22（+）輸入
○ 黑色 電流互感器 22 中線(xiàn)輸入
○ 紫色 電流互感器 23（+）輸入
○ 藍色 電流互感器 23 中線(xiàn)輸入
7、母排電壓互感器模塊(A39)
母排電壓互感器模塊位于附件箱內，本模塊將母排輸出電壓(來(lái)自并聯(lián)斷路器的負載側)轉換成18 VAC的信號，然后將該信號提供給模擬電路板。它同時(shí)向PCC智慧型數碼式控制盤(pán)提供一個(gè)參考信號，用于控制發(fā)電機組和系統母排的同步。本模塊有4種類(lèi)型，提供初級相電壓69、120、240、346 VAC四種選擇。為了保證正確操作，必須在發(fā)電機組上安裝正確的母排電壓互感器模塊。保證相序正確非常重要，因為系統使用母排電壓互感器模塊輸出來(lái)進(jìn)行發(fā)電機組保護和控制。
母排電壓互感器模塊有 2 組端子排，它們分別如下：
● TB1
○ 母排電壓接線(xiàn)。
○ N 母排中線(xiàn)
○ A 母排 A 相（U）
○ B 母排 B 相（V）
○ C 母排 C 相（W）
● TB2
智慧型數碼式控制盤(pán)用母排電壓互感器輸出。
8、發(fā)電機組通信模塊(A39)
GCM(發(fā)電機組通信模塊)安裝在PCC箱體內側。使用該模塊將PCC接到智慧型控制網(wǎng)絡(luò )。憑借網(wǎng)絡(luò )，通過(guò)GCM可以完成對PCC的控制和監視。
（1）GCM含有一個(gè)連接回路，連接在網(wǎng)絡(luò )數據總線(xiàn)的末端。
（2）GCM為PCC數據與網(wǎng)絡(luò )上其它模塊的數據提供一個(gè)界面。GCM通過(guò)發(fā)動(dòng)機界面電路板與PCC進(jìn)行通信，并監視各種PCC電路以確定控制系統的運行狀態(tài)。例如，GCM保存PCC的數據，比如電壓、電流、發(fā)動(dòng)機轉速和機油溫度；然后，當其它的網(wǎng)絡(luò )分支需求數據時(shí)，將它通過(guò)網(wǎng)絡(luò )發(fā)送出去。
（3）為完成GCM在網(wǎng)絡(luò )上的邏輯安裝和連接，請參考智慧型網(wǎng)絡(luò )安裝和操作手冊(900-0366)。
（4）在需要時(shí)，來(lái)自GCM的輸出可以“喚醒”PCC，或者在接收到命令時(shí)實(shí)現緊急停機。GCM也提供一些直接的對PCC進(jìn)行現場(chǎng)控制和監視。它監視非自動(dòng)運行模式以及高和低蓄電池電壓(當PCC處于睡眠狀態(tài)時(shí))。
（5）GCM由發(fā)電機組蓄電池提供電源。即使在PCC處于睡眠狀態(tài)時(shí)，GCM仍然帶電。
康明斯控制器通信模塊
調壓器輸出模塊為一功率放大器。該模塊用以放大從PCC傳來(lái)的脈沖寬度調制(PWM)信號，以驅動(dòng)勵磁機繞組。由永久勵磁發(fā)電機(PMG)的輸出通過(guò)本模塊以放大脈沖寬度調制(PWM)信號。
● 接插件
調壓器輸出模塊共有2組接插件，它們分別如下：
J7連接到發(fā)動(dòng)機線(xiàn)束(控制器)
● J7接線(xiàn)：
○ 灰色調壓器輸入信號(+)
○ 白色調壓器輸入信號(-)
○ 藍色B+輸入(運行信號)
○ 紫色接地輸入
○ 綠色/黃色起動(dòng)輸入
○ 黑色起動(dòng)電磁線(xiàn)圈
J10連接到發(fā)動(dòng)機線(xiàn)束(輸出)
● J10接線(xiàn)：
○ 綠色永久勵磁發(fā)電機(PMG)A相
○ 黃色永久勵磁發(fā)電機(PMG)B相
○ 橘色永久勵磁發(fā)電機(PMG)C相
○ 紅色X(勵磁＋)輸出
○ 棕色XX(勵磁-)輸出
● 二極管(LED)
調壓器輸出模塊共有3組二極管(LED)，分別顯示下列狀態(tài)：
○ DS1當調壓器隔離電源正在工作時(shí)該指示燈亮(綠色)
○ DS2輸出調節開(kāi)度–負載增加時(shí)變亮–更大開(kāi)度(淡黃色)。PWM信號的開(kāi)度范圍為0-60%。因為一般情況下均低于10%，因此開(kāi)度指示二極管(LED)通常在微亮狀態(tài)。
○ DS3起動(dòng)成功指示燈亮(綠色)。在轉速達到850 RPM，并且感應到PMG電壓大于105 V RMS，起動(dòng)馬達脫開(kāi)，起動(dòng)成功。
10、調速器輸出模塊(A38)
調速器輸出模塊接收到由發(fā)動(dòng)機界面電路板傳來(lái)低功率脈沖寬度調制(PWM)信號，加以放大后驅動(dòng)調速執行器。PCC經(jīng)由磁電式轉速傳感器(MPU)和主定子輸入監測頻率。
● 接插件
調速器輸出模塊有一組接插件：
J6連接到調速執行器，調速器輸入(發(fā)動(dòng)機界面電路板)、B+-T26保險絲
調速器輸出模塊共有3組保險絲，提供過(guò)載和接地故障保護，它們分別如下：
F1 10安培網(wǎng)絡(luò )電源B+。
F2 10安培開(kāi)關(guān)電源B+—T26。
F3 10安培調速執行器。
● 二極管
調速器輸出模塊共有2組二極管，分別顯示下列狀態(tài)：
DS1輸出調節開(kāi)度：開(kāi)度增加時(shí)變亮(淡黃色)。PWM信號的調節開(kāi)度為0-90%。一般調節開(kāi)度為30%。
DS2調速控制器運行信號(綠色)。
以上所有的數據均是基于柴油發(fā)電機組帶燃油泵、水泵、機油泵、空濾器和消聲器運轉時(shí)獲得的，但不帶有充電機、空壓機、風(fēng)扇、選用設備和驅動(dòng)件。
以上所有的數據都是基于ISO 3046標準參考的條件—海拔110m（361ft），大氣壓力100kPa（29.53inHg），進(jìn)氣溫度25℃ (77°F)，相對濕度30%，使用標準No.2號柴油或符合ASTM D975的柴油。
