新聞主題	康明斯柴油發(fā)電機組自動(dòng)控制屏模塊功能和操作程序

 

摘要：柴油發(fā)電機控制屏的主要用途是將設備輸出的電能分配給用戶(hù)負載，同時(shí)還用以指示柴油發(fā)電機的運轉情況和在負載變化的情況下保持電壓穩定，以及出現異常情況立即執行自動(dòng)保護功能。其主要由輸入模塊、輸出模塊、運算模塊、通信接口和電源模塊等組成，同時(shí)裝設有電壓表、頻率表、電流表、功率表、三相電流和電壓轉換開(kāi)關(guān)和各種指示燈等。根據用戶(hù)要求，有的直接安裝在控制屏面板上，有的安裝在柴油機儀表盤(pán)上。

 

一、柴發(fā)控制屏的分類(lèi)

 

1、按功能劃分

      柴油發(fā)電機組控制屏分為普通柴油發(fā)電機組控制屏和自動(dòng)化柴油發(fā)電機組控制屏，前者用于普通柴油發(fā)電機組控制，柴油發(fā)電機組的起、停，供、斷電，狀態(tài)調整等均手動(dòng)操作；后者用于自動(dòng)化柴油發(fā)電機組控制，柴油發(fā)電機組的起、停，供、斷電，狀態(tài)調整等可手動(dòng)或自動(dòng)操作。

（1）普通柴發(fā)控制屏

      普通柴油發(fā)電機組控制屏一般由斷路器、電流表、電壓表、頻率表、水溫 表、油壓表、油溫表、轉速表、計時(shí)器和電流互感器等組成，對柴油發(fā)電機組進(jìn)行起、停，供、斷電 控制，并對柴油發(fā)電機組運行狀態(tài)進(jìn)行測M、顯示及報警與保護。

（2）自動(dòng)化柴發(fā)控制屏

      自動(dòng)化柴油發(fā)電機組控制屏由自動(dòng)控制器、充電器、切換裝置，電流表 （交、直流）、電壓表、頻率表、水溫表、油溫表、油壓表、轉速表、計時(shí)器，報警器、繼電 器、斷路器、保護開(kāi)關(guān)，電流互感器等組成。自動(dòng)化柴油發(fā)電機組控制屏可自動(dòng)實(shí)現對柴油發(fā)電機組的各種控制功能和保護功能。

 2、按照安裝方式劃分

      柴油發(fā)電機組的控制屏可以分為一體式和分體式。

（1）分體式控制屏指機組與控制屏分開(kāi)放置，控制屏及主開(kāi)關(guān)均安裝于控制屏內。

（2）一體式控制屏由自控屏和開(kāi)關(guān)屏兩部分組成，自控屏（安裝控制）通過(guò)減震墊固定于發(fā)電機組的上方，開(kāi)關(guān)屏（安裝主開(kāi)關(guān)）安裝于發(fā)電機的側面。

3、按參數顯示方式劃分

      控制屏按照柴油發(fā)電機組參數顯示方式可分為儀表箱式和液晶數控系統。

（1）儀表箱裝有電鑰匙、起動(dòng)按鈕、水溫表，油溫表、油壓表、充電電流表和機械驅動(dòng)的轉速表，外觀(guān)實(shí)物圖如圖1所示。

（2）隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，目前柴油發(fā)電機組制造商所配備的控制屏均為液晶數字式顯示控制屏，此控制屏的優(yōu)點(diǎn)是對發(fā)電機組的參數及故障能直觀(guān)的查看。室外實(shí)物圖如圖2所示。

4、按控制方式劃分

 （1）繼電器控制

      繼電器控制的柴油發(fā)電機組控制屏，主要由市電監測電路、柴油發(fā)電機監測電路、自起動(dòng)控制器、顯示報警裝置、市發(fā)電切換電路等組成。該控制屏主要功能有轉速失效、3次起動(dòng)失敗報警等。

（2）可編程序控制器控制

      可編程序控制器（PLC）是專(zhuān)為工業(yè)環(huán)境而設計的，其控制電路簡(jiǎn)單，可靠性高。采用的可編程存儲器，用于存儲用戶(hù)指令，通過(guò)數字或模擬的輸入/輸出，實(shí)現對柴油發(fā)電機組的自動(dòng)控制。采用PLC控制的自動(dòng)化柴油發(fā)電機組，其傳感器和執行元件與繼電器控制的相同，不同的是由PLC完成繼電器的控制功能。但PIX輸出觸點(diǎn)容量較小，一般只能帶動(dòng)2A以下負載，帶動(dòng)大容量負載必須通過(guò)固體繼電器。為了避免輸出端相互干擾，PU和固體繼電器間通常應有阻斷二極管，重要控制部分還要互鎖（外部）。

（3）單片機（微機）控制

      目前，自動(dòng)化程度高的柴油發(fā)電機組的主控制器一般采用專(zhuān)用的單片機，使系統控制電路更為簡(jiǎn)化，功能更強，可靠性更高。如DSE509、MEC20、EGT1000專(zhuān)用控制器，當市電及發(fā)電機電壓信號接入時(shí)，能對油壓、水溫、油溫、轉速進(jìn)行檢測，同時(shí)能控制市電、柴油發(fā)電機電切換電路，并有綜合報警功能。其中EGT1000還具有遠程監控功能，系統運行數據和監控信號可通過(guò)多路專(zhuān)用線(xiàn)路、RS232接口、調制解調器和電話(huà)線(xiàn)送到監控中心，做到無(wú)人值守，自動(dòng)投入運行與退出運行。

 

圖1  柴油發(fā)電機儀表箱實(shí)物圖

圖2  柴油發(fā)電機組液晶數字控制器

 

二、柴發(fā)自動(dòng)化控制屏功能

 

      自動(dòng)化控制屏是現代柴油發(fā)電機組的標準配置，其作用就是對柴油發(fā)電機的轉速和有功功率、電壓和無(wú)功功率以及各種操作和保護裝置的自動(dòng)控制。因此，在電網(wǎng)停電的情況下，柴油發(fā)電機組迅速啟動(dòng)供電，確保柴油發(fā)電機組正常穩定工作的自動(dòng)控制屏的日益重要。

1、自動(dòng)維持準備運行狀態(tài)

      當電網(wǎng)停電時(shí)，一般要求備用電源緊急起動(dòng)供電，但柴油發(fā)電機組從啟動(dòng)到供電，必須經(jīng)過(guò)暖機空載正常運行帶載運行供電這一過(guò)程。如果柴油發(fā)電機組從冷機緊急啟動(dòng)，往往會(huì )造成啟動(dòng)不成功，甚至影響柴油機的使用壽命。因此，在電網(wǎng)正常供電的情況下，柴油發(fā)電機組必須自動(dòng)維持運行準備狀態(tài)。

（1）冷卻水機油的預熱

      當控制屏檢測到水溫、油溫低于設定溫度時(shí)，啟動(dòng)預加熱系統加熱。當加熱一定時(shí)間達不到要求，則發(fā)出聲光報警，檢查預加熱系統故障。

（2）維持機油

      油壓油壓低于設定值，啟動(dòng)油泵泵油。泵油一定時(shí)間達不到要求，則發(fā)出聲光報警，檢查泵油系統故障。

2、啟動(dòng)供電檢測

      電網(wǎng)電壓低于設定值規定時(shí)間后，自動(dòng)與電網(wǎng)分閘，同時(shí)啟動(dòng)柴油發(fā)電機組、升速、合閘、向負載供電。如果柴油發(fā)電機組第1次啟動(dòng)不成功，則控制柴油發(fā)電機組經(jīng)10s延時(shí)后再次啟動(dòng)，如果連續3次啟動(dòng)均不成功，則發(fā)出啟動(dòng)失敗報警信號。

3、維持運行狀態(tài)

      柴油發(fā)電機組啟動(dòng)供電后，檢測各項運行參數，如冷卻水溫度、機油溫度、機油壓力、柴油機轉速以及輸出的電壓、電流。當運行參數超出設定范圍時(shí)，系統自動(dòng)調整。如經(jīng)一定時(shí)間仍調整不到規定范圍，發(fā)出報警信號或分閘、停機、緊急停機。

4、停機檢測

      電網(wǎng)電壓高于設定值規定時(shí)間后，自動(dòng)與電網(wǎng)合閘，同時(shí)控制柴油發(fā)電機組冷卻后，柴油發(fā)電機組正常停機。

5、報警和自保護功能

     柴油發(fā)電機組在閑置和運行狀態(tài)都不停地檢測柴油發(fā)電機組各項運行參數和電力參數，超出參數設定范圍，發(fā)出報警，或采取自保護（如分閘、停機緊急停機）。

6、負載管理

      控制屏可以監測負載情況，根據負載變化自動(dòng)調整柴油發(fā)電機輸出功率，保持系統穩定。

7、電壓和頻率調節

      提供電壓和頻率調節功能，確保柴油發(fā)電機輸出穩定的電壓和頻率。

8、遠程監控和控制

      支持遠程監控和控制功能，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )或通信系統實(shí)時(shí)監測柴油發(fā)電機組的運行狀態(tài)。

 

三、柴發(fā)控制系統操作和信號傳輸

 

1、開(kāi)關(guān)機流程

      先要將控制器按鈕選擇到自動(dòng)位置，表示柴油發(fā)電機組處于自動(dòng)開(kāi)機模式，流程框圖如圖3所示。

① 自動(dòng)起動(dòng)和供電

      當市電停電時(shí)，市電切換電路切斷市電供電電路，市電監測電路通過(guò)自起動(dòng)控制器接通起動(dòng)機電源（直流24V），使起動(dòng)電動(dòng)機運轉，起動(dòng)柴油發(fā)電機組。發(fā)電機起動(dòng)運轉至額定轉速時(shí)，在自動(dòng)電壓調節器（AVR）的作用下，發(fā)電機輸出額定電壓，柴油發(fā)電機電切換電路接通，發(fā)電機給負載供電。

② 自動(dòng)停機

      供電恢復后，市電監測電路先切斷柴油發(fā)電機組供電電路。市電電路切換至由市電供電。同時(shí)，柴油發(fā)電機怠速運行，然后自動(dòng)停機。

③ 故障停機與報警

      在柴油發(fā)電機組運行中，冷卻水、機油溫度過(guò)高，或機油壓力低于規定值，或轉速超出額定轉速時(shí)，自起動(dòng)控制器通過(guò)顯示報警裝置發(fā)出報警信號，并切斷供電電路，柴油發(fā)電機組自動(dòng)停機。

2、狀態(tài)信號的傳輸

      自動(dòng)化柴油發(fā)電機組控制可分為傳統的繼電器及可編程序控制器、單片機（微機）控制，作為控制信號的柴油發(fā)電機組狀態(tài)信號主要有：

（1）起動(dòng)、停機信號及電源異常信號

      電源異常信號主要有失電、缺相、電壓超差等。這些信號以邏輯組合方式（邏輯值為1時(shí)柴油發(fā)電機組起動(dòng)并運行，為0時(shí)柴油發(fā)電機組自動(dòng)停機）送入控制器。電源異常信號通常采用斷相保護器、電壓比較器等進(jìn)行檢測。

（2）柴油發(fā)電機工況信號

      工況有手動(dòng)工況、自動(dòng)工況，起動(dòng)、運行工況（轉速、機油壓力和溫度）等。當無(wú)法起動(dòng)、超速、機油壓力和溫度異常時(shí)，柴油發(fā)電機組自動(dòng)停機、自鎖并報警。工況信號通常由轉速傳感器、壓力傳感器和溫度傳感器等檢測。

（3）發(fā)電機工況信號

      主要有發(fā)電機電壓、電流、頻率和勵磁狀態(tài)等，當上述工況異常時(shí)進(jìn)行適當保護，以免損壞發(fā)電機。工況信號通常由各種測量?jì)x表檢測。

      除了上述信號外，還有蓄電池電壓、充電電壓、燃油液位等信號。柴油發(fā)電機組根據這些信號控制執行元件動(dòng)作以保證柴油發(fā)電機組正常待機或運行。

3、控制屏的安裝和操作

（1）安裝位置：控制屏通常安裝在柴油發(fā)電機組附近，便于操作人員監控和操作。確保安裝位置通風(fēng)良好，便于維護和檢修。

（2）電纜連接：將控制屏與柴油發(fā)電機組各部件進(jìn)行正確連接，包括電纜連接、傳感器接口等。

（3）電源供應：確?？刂破劣蟹€定的電源供應，通常通過(guò)備用電池或其他可靠的電源提供。

（4）人機界面：控制屏通常配備觸摸屏或按鈕，操作人員可以通過(guò)界面進(jìn)行啟動(dòng)、停機、參數調整等操作。

（5）監控和記錄：運行時(shí)監控柴油發(fā)電機組參數，記錄運行日志和故障信息，以便后續分析和維護。

（6）故障診斷：在控制屏上顯示故障信息，提供可視化的警告和報警，幫助操作人員快速定位故障。

（7）定期維護：定期檢查控制屏及其連接部件，確保其正常工作。進(jìn)行固定周期的校準和維護操作。

（8）遠程操作：如有遠程監控功能，確保相關(guān)通信系統的正常運行，操作人員可以通過(guò)遠程手段監測和控制柴油發(fā)電機組。系統組成示意圖如圖4所示。

 

圖3  柴油發(fā)電機組開(kāi)關(guān)機控制流程圖

圖4  柴油發(fā)電機組遠程監控系統狀態(tài)監測

 

總結：

      上文所述內容介紹了如何操作柴油發(fā)電機組控制屏，包括控制屏的分類(lèi)、基本構成和功能、控制屏的啟動(dòng)和停止操作、電壓和頻率的調節、故障檢測和排除等方面。在正常使用柴油發(fā)電機組時(shí)，操作員需要熟練掌握控制屏的使用方法，以確保柴油發(fā)電機組的正常運行和安全。

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