柴油发电机组控制系统

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柴油发电机组控制系统

   自动化柴油发电机组用PLC控制有很多优点，它主要通过软件控制，从而省去了硬件开发工作，外围电路很少，提高了系统的可靠性与抗干扰能力；由于它简单易行的可编程序功能，无须改变系统的外部硬件接线，便能改变系统的控制要求，使系统的“柔性”提高。

1 PLC控制系统

PLC控制系统的组成：该控制系统的输入信号有蓄电池开始充电信号、蓄电池停止充电信号、市电故障（包括电压和频率超出规定范围）信号、机组起动成功信号、机组额定转速信号、机组超速信号、机组频率过低和过高信号、机组的欠电压和过电压信号、机组的过载信号、冷却水超温信号、润滑油压力过低信号、机组短路信号、故障复位信号和机组停机信号等

2 主要功能

   自动化柴油发电机组作为一个备用电源，应具备以下基本功能：

  （1）自动启动

  当市电出现故障（断电、欠压、过压、缺相）时，机组能自动启动、自动升速、自动合闸，向负载供电。

  （2）自动停机

当市电恢复，经判断正常后，控制切换开关，完成发电到市电的自动切换、然后控制机组降速、怠速运行3分钟后自动停机。

（3）自动保护

    机组在运行过程中，如果出现油压过低、超速、电压异常故障，则紧急停机，同时发出声光报警信号，如果出现水温高、油温高故障。则发出声光报警信号，经过延时后，正常停机。

（4）三次启动功能

    机组有三次启动功能，若第一次启动不成功，经10秒延时后再次启动，若第二次启动不成功，则延时后进行第三次启动。三次启动中只要有一次成功，就按预先设置的程序往下运行；若连续三次启动均不成功，则视为一次启动失败，发出声光报警信号，也可以同时控制另一台机组起动。

（5）自动维持准启动状态

    机组能自动维持准启动状态。此时，机组的自动周期性预供油系统、油和水的自动加温系统、蓄电池的自动充电装置投入工作。

  （6）具备维护性开机功能

当机组较长时间未启动时，可进行维护性开机，以检查机组性能及状态。维护性开机不影响市电的正常供电，在维护性开机时若出现市电故障，系统会自动转为正常开机状态并由机组供电。

（7）具备手动、自动两种操作模式。

（8）适合于三相四线、三相三线、单相二线、二相三线(120/240V)电源 50/60Hz系统；采集并显示市电/发电三相电压、三相电流、相序、频率、有功功率，无功功率，功率因数，电能，发动机的各种传感器数据。

（9）控制保护功能：实现柴油和天然气发电机组自动开机/停机、合/分闸(ATS切换) 及完善的故障显示保护等功能，当出现多个警告时，警告栏会轮流显示它们，便于分析原因； 所有输出口均为继电器输出，且主要输出均采用16A继电器输出，同时有3个无源继电器输出，更加便于复杂的应用。

（10）具有先进的物联网功能，通过GPRS移动网络和因特网的互联，在任何有网络的地方都可以远程监控；多种起动成功条件(转速传感器、油压、发电，充电机)可选择，适合所有的特殊场合需求。供电电源范围宽(8~35)VDC，能适应不同的起动电池电压环境，能在起动马达瞬间的超低电压下继续保持工作3秒。

3 控制系统的硬件设计

根据所需的输入／输出点 数选择PLC机型

根据自动化机组的控制要求，所需PLC的输入点数为11个，输出点数为12个。系统的控制量基本上是开关量，只有电压和转速是模拟量，为了降低成本，可以通过检测电路把模拟量转换成开关量、这样，可以选用不带模拟量输入的PLC。本系统选用C28P—CDR—D小型可编程序控制器，可靠性高，体积小，输入点数为16个，输出点数为12个。电源、输入、输出电压均为24VDC。

发电机控制模块就是可以帮忙用户完成某种控制任务的系统。自动控制器的组成和工作原理与人体的构成和工作机理有很多相似之处：自动控制器中有相当于人的感觉器官的传感器，有相当于人的大脑和神经系统的控制装置，也有相当于人的手、腿及其肌肉的执行机构。传感器用于检测指令信息、外界变化信息以及被控对象的状态信息，并将其变换成电信号传给控制装置。控制装置则计算出被控对象的当前状态(称为被控量，或系统的输出量)与所希望的状态(称为输入信号)之差，并根据这一偏差(称为误差信号)按一定规律产生出控制信号，然后经过放大，送给操作执行机构。操作执行机构用于驱动被控对象运动，直到它的状态达到所希望的状态为止。这种把系统的输出或系统的另外一些受控变量和系统的输入作比较后，形成的控制称为闭环控制或反馈控制。