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柴油发电机组自动化控制系统的功能和特点 |
摘要：康明斯通过微型计算机或可编程序控制器(plc)来实现柴油发电机组电站的自动化控制。硬件组成变得简单，但必须考虑可靠的后备措施。这种方式充分利用计算机技术，使普通发电机组改变为自动化发电机组。它既能实现控制，也能进行数据处理和科学计算，而其运算速度和精度完全没，满足控制要求。其突出优点是把控制程序存储在存储器中，接线只限于检测元件、执行元件相连接，使硬件和接线简化，因而它的可靠性高和适应性广，方便调试和维护。因此，PLC控制方式是柴油发电机组自动化控制系统的发展方向。
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康明斯PCC3.3控制器 |
一、自动化控制系统的特点
1、保持供电的连续性和可靠性。
柴油发电机组自动化控制系统能准确而迅速地调节柴油发电机组的运行。当发电机组出现不正常状况时，自动化控制系统能正常判断和及时处理，发出相应的报警信号和紧急停机，避免损坏发电机组。同时，还能自动的起动备用发电机组，缩短电网断电时间，保证供电的连续性。
2、提高电能质量指标和运行经济性，并使各用电设备处于良好的工作状态。
用电设备对电能的频率和电压都有较高要求，允许的偏差范围都是很小的。自动调压器可使电压保持恒定，操纵调速器来调节频率。自动化柴油电站依靠自动调节装置完成频率和有用功率的调节。
3、加快控制和操作过程，提高系统的连续性和稳定性。
实现柴油电站自动化后，能及时改变运行工作状况以及适应系统要求，发电机组操作过程按预定的次序不间断的进行，并可不断监视器完成情况。以应急启动发电机组为例，如果采用人工操作，最快也要5-7分钟，采取自动控制的话，通常不到10秒就能启动成功，恢复供电。
4、减少操作能源，改善劳动条件。
机房运行时的环境条件相当恶劣，影响操作人员的健康。自动控制系统为无人值班创造了条件。
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众智HGM6110CAN模型立体图 |
二、自动化控制系统的组成
柴油发电机组自动化控制系统由程序控制、模拟控制和运行管理控制三部分组成。
1、程序控制。
它是按事先设计好的操作顺序实现的控制。控制信号只起离散作用，参数是开关量。控制信号的形式，通常取自于几个操作逻辑运算的结果。例如发电机组的起动和停机等，就属于程序控制。
2、模拟控制。
通过测量设备运行参数的实际值，与设定值相比较，根据其偏差，调节设备相应的物理量来实现控制和调节。这种控制信号是连续起作用的，参数通常是模拟量，他也可以通过定时采样的方式转换成时间的离散量，但不管其偏差有多大，都应紧跟设定值连续调节。例如频率和电压等的调节，就属于模拟控制。
3、运行管理控制。
按照人工设定的各种运行工作状况的要求和负载的实际需要，按照顺序调用各种自动装置或相应程序，对柴油发电机组进行操作，达到安全控制和经济运行的目的。这就称为运行管理控制。
三、自动控制功能
1、启动系统
柴油发电机的启动是根据自动化工作状况的实际，由预先编制好的自动控制程序，对柴油发电机的启动马达发出是否启动的电指令来决定。康明斯柴油发电机的启动系统除了通常的启动马达控制系统外，它还能根据不同环境温度，在进气管内装设火焰预加热装置，用于加热进气空气。当气温<0℃时，应使用预加热装置进行启动；在温度更低的环境下，还装有冷风预加热系统，以预热机体，确保柴油发电机在一35℃低温环境下能正常启动运行。
2、停机系统
发电机组经正常运行后需要停机时，由自动控制程序先关掉电源开关，卸去发电机组负荷，并经一定时间空载运行后，自动发出控制指令，使柴油发电机油门电磁铁得电，关掉油门，使柴油发电发电机组关机。
3、柴油发电机调速系统
康明斯柴油发电机的调速器一般采用机械调速，其工作原理是利用转速不同时，飞锤离心力大小变化，自动调整供油量，以保持柴油发电机转速恒定。这种调速器属于全程式调速器。它能在各种不同转速下保持平稳的运转。该调速器的特点是结构简单，可靠性高，寿命长，很少出故障，极少需要维护，而且调整使用简单。
4、转速检测系统
康明斯柴油发电机装有转速检测机构，此机构装在充电发电机风扇处的感应片与之相对应机壳上的电磁接近开关，接近开关端面与感应片的距离为3~5mm。当接近开关与感应片接近感应时，产生一个电信号，柴油发电机每转动一周就产生一个电信号，这样，接近开关就将柴油发电机的转速变换成计数电信号，输入到PLC内进行编程，以达到检测控制转速的目的。另外转速检测亦有利用电磁感应来计数的，该装置电磁感应传感头用直径0.05mm漆包线盘绕在磁性铁芯上，约数百匝，并经密封而成，内阻约15Ω，安装在紧靠柴油发电机大飞轮齿圈缘外侧，传感头端面距大飞轮齿顶约0.37mm±0.127mm。当柴油发电机启动时，传感头将产生大于2.5V的交流电压，并将此电压送人PLC计数，由PLC编程控制。
5、三角胶带监控机构
柴油发电机运行时，依靠风扇进行强迫通风散热，因此，带动风机运转的三角胶带必须确保完好，才能保证发电机组正常运行。康明斯柴油发电机装有三角胶带监控机构，它主要由风扇皮带张紧轮、风扇皮带报警开关和导线总成组成。
当皮带断裂时，张紧轮依靠弹力的作用下落，将报警开关按钮顶起，接通刹车电磁铁电路，使刹车电磁铁通电动作，关断油门，切断油路停车，防止柴油发电机在无强迫风冷却的情况下运行，造成发电机组损坏。
6、指示仪表和传感器
柴油发动机指示仪表由机油压力表、机油温度表、缸盖温度表、传感器和报警开关等组成。三种传感器和缸盖温度报警开关用12v或24v电源供电。
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