新聞主題	康明斯柴油發電機組自動控制屏模塊功能和操作程序

 

摘要：柴油發電機控制屏的主要用途是將設備輸出的電能分配給用戶負載，同時還用以指示柴油發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關和各種指示燈等。根據用戶要求，有的直接安裝在控制屏面板上，有的安裝在柴油機儀表盤上。

 

一、柴發控制屏的分類

 

1、按功能劃分

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

（1）普通柴發控制屏

      普通柴油發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、計時器和電流互感器等組成，對柴油發電機組進行起、停，供、斷電 控制，并對柴油發電機組運行狀態進行測M、顯示及報警與保護。

（2）自動化柴發控制屏

      自動化柴油發電機組控制屏由自動控制器、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、計時器，報警器、繼電 器、斷路器、保護開關，電流互感器等組成。自動化柴油發電機組控制屏可自動實現對柴油發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放置，控制屏及主開關均安裝于控制屏內。

（2）一體式控制屏由自控屏和開關屏兩部分組成，自控屏（安裝控制）通過減震墊固定于發電機組的上方，開關屏（安裝主開關）安裝于發電機的側面。

3、按參數顯示方式劃分

      控制屏按照柴油發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、起動按鈕、水溫表，油溫表、油壓表、充電電流表和機械驅動的轉速表，外觀實物圖如圖1所示。

（2）隨著電子技術的發展，目前柴油發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，此控制屏的優點是對發電機組的參數及故障能直觀的查看。室外實物圖如圖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電機組控制屏，主要由市電監測電路、柴油發電機監測電路、自起動控制器、顯示報警裝置、市發電切換電路等組成。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）是專為工業環境而設計的，其控制電路簡單，可靠性高。采用的可編程存儲器，用于存儲用戶指令，通過數字或模擬的輸入/輸出，實現對柴油發電機組的自動控制。采用PLC控制的自動化柴油發電機組，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輸出觸點容量較小，一般只能帶動2A以下負載，帶動大容量負載必須通過固體繼電器。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，自動化程度高的柴油發電機組的主控制器一般采用專用的單片機，使系統控制電路更為簡化，功能更強，可靠性更高。如DSE509、MEC20、EGT1000專用控制器，當市電及發電機電壓信號接入時，能對油壓、水溫、油溫、轉速進行檢測，同時能控制市電、柴油發電機電切換電路，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多路專用線路、RS232接口、調制解調器和電話線送到監控中心，做到無人值守，自動投入運行與退出運行。

 

圖1  柴油發電機儀表箱實物圖

圖2  柴油發電機組液晶數字控制器

 

二、柴發自動化控制屏功能

 

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

1、自動維持準備運行狀態

      當電網停電時，一般要求備用電源緊急起動供電，但柴油發電機組從啟動到供電，必須經過暖機空載正常運行帶載運行供電這一過程。如果柴油發電機組從冷機緊急啟動，往往會造成啟動不成功，甚至影響柴油機的使用壽命。因此，在電網正常供電的情況下，柴油發電機組必須自動維持運行準備狀態。

（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，啟動預加熱系統加熱。當加熱一定時間達不到要求，則發出聲光報警，檢查預加熱系統故障。

（2）維持機油

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

2、啟動供電檢測

      電網電壓低于設定值規定時間后，自動與電網分閘，同時啟動柴油發電機組、升速、合閘、向負載供電。如果柴油發電機組第1次啟動不成功，則控制柴油發電機組經10s延時后再次啟動，如果連續3次啟動均不成功，則發出啟動失敗報警信號。

3、維持運行狀態

      柴油發電機組啟動供電后，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，系統自動調整。如經一定時間仍調整不到規定范圍，發出報警信號或分閘、停機、緊急停機。

4、停機檢測

      電網電壓高于設定值規定時間后，自動與電網合閘，同時控制柴油發電機組冷卻后，柴油發電機組正常停機。

5、報警和自保護功能

     柴油發電機組在閑置和運行狀態都不停地檢測柴油發電機組各項運行參數和電力參數，超出參數設定范圍，發出報警，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，根據負載變化自動調整柴油發電機輸出功率，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，通過網絡或通信系統實時監測柴油發電機組的運行狀態。

 

三、柴發控制系統操作和信號傳輸

 

1、開關機流程

      先要將控制器按鈕選擇到自動位置，表示柴油發電機組處于自動開機模式，流程框圖如圖3所示。

① 自動起動和供電

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

② 自動停機

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

③ 故障停機與報警

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

2、狀態信號的傳輸

      自動化柴油發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電機組狀態信號主要有：

（1）起動、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時柴油發電機組起動并運行，為0時柴油發電機組自動停機）送入控制器。電源異常信號通常采用斷相保護器、電壓比較器等進行檢測。

（2）柴油發電機工況信號

      工況有手動工況、自動工況，起動、運行工況（轉速、機油壓力和溫度）等。當無法起動、超速、機油壓力和溫度異常時，柴油發電機組自動停機、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）發電機工況信號

      主要有發電機電壓、電流、頻率和勵磁狀態等，當上述工況異常時進行適當保護，以免損壞發電機。工況信號通常由各種測量儀表檢測。

      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。柴油發電機組根據這些信號控制執行元件動作以保證柴油發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電機組附近，便于操作人員監控和操作。確保安裝位置通風良好，便于維護和檢修。

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

（3）電源供應：確保控制屏有穩定的電源供應，通常通過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，操作人員可以通過界面進行啟動、停機、參數調整等操作。

（5）監控和記錄：運行時監控柴油發電機組參數，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，確保相關通信系統的正常運行，操作人員可以通過遠程手段監測和控制柴油發電機組。系統組成示意圖如圖4所示。

 

圖3  柴油發電機組開關機控制流程圖

圖4  柴油發電機組遠程監控系統狀態監測

 

總結：

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

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