摘要:柴油发电机组自动化控制系统主要有三种:继电器控制系统、可编程序控制器(PLC)控制系统和微型机(单片计算机或专用控制器)控制系统。 |
(1)继电器控制系统:继电器控制系统由柴油发动机、交流无刷同步发电机和控制屏等三部分组成。柴油机上设置有自动起动和自动停机等执行机构,还设置有油压、水温和转速等监测保护装置,在控制屏内安装有自起动装置、切换控制装置。控制屏通过电缆与机组连接。
图1是自动化柴油发电机组的控制系统框图,主要由市电监测、油机电监测、自起动控制器、显示报警装置、市电切换电路及油机电切换电路等部分组成。市电监测、油机电监测、切换电路和自起动控制器均采用继电器逻辑控制。该发电机组的传感器与控制执行机构框图如图2所示。
该控制系统的主要功能有自动起动、自动升速、自动供电、自动停机、油压过低报警、水温过高报警、升速失败报警和三次起动失败报警等功能。在发出故障报警的同时,自动机关闭柴油机的油门,实现自动停机。
图1自动化柴油发电机组的控制系统框图
1)自动起动和自动供电:当市电中断时,市电切换电路立即切断市电供电电路,同时,市电监测电路通过自起动控制器使起动电动机运转,从而起动柴油发电机组。起动成功后,润滑油油压上升,当油压升到规定值时,起动成功油压传感器,接通润滑油路电磁场阀的控制电路,该电磁阀把升速油缸的油路打开,柴油机的压力润滑油推动油缸活塞,带动油门手柄向升速方向移动,在升速限位控制器的作用下,柴油机工作在额定转速。此时,在自动电压调节器的作用下,发电机输出额定电压。然后,柴油机电切换电路接通,柴油机发电机开始给负载供电。
2)市电恢复后自动停机:市电恢复后,在市电监测电路的作用下,首先切断柴油机供电电路,然后,市电切换电路投入工作,负载由市电供电。同时,自起动控制器使停机电磁铁动作,控制柴油机的油门,柴油机先低速运行,然后自动停机。
3)故障停机与报警:在机组运行过程中,冷却水出水温度达到95℃±2记时,温度控制器通过系统控制器发出声光报警信号并切断负载,同时,停机电磁铁动作,柴油发电机组停止运转。
柴油发电机组运行过程中,当润滑油的油压低于规定值时,油压低报警传感器的触点闭合,控制器通过显示报警装置发出声光报警信号,同时切断油机电切换电路,然后停机电磁铁运行,柴油发电机组自动停机。当机组转速超出额定转速时,油机电监测电路中的高周率继电器动作,柴油发电机组自动停机。
图2发电机组的传感器与执行机构框图
自动化柴油发电机组采用继电器和接触器构成自动控制系统,所需元器件的数量很多,控制电路复杂,工作可靠性较差,故障率较高。
(2)可编程序控制器(PLC)控制系统,控制系统采用PLC时,柴油发电机组的工作由软件控制,可大大简化控制电路,所以,控制系统•的可靠性很高。PLC是专为工业环境而设计的,能应用在较恶劣的场合。采用可编程的存储器,用于存储用户的指令,通过数字或模拟的输入/输出,实现各类型机械或过程的控制。PLC及其外部设备的设计,能非常方便地集成到工业控制系统中,达到自动化控制目的。实现备用发电机组的应急供电,保证供电的连续性、可靠性和稳定性。另外,还可以经过通信网络,很方便地将电站的控制信号,连接到中央计算机的管理系统中去,实施远程监控,达到分散控制和集中管理的目的,这就是集散型(分布式)计算机控制系统(Distributed Computer Control System----DCCS),简称•集散型(分布式)控制系统(Distributed Control System----DCS)。
在柴油发电机组PLC控制系统中,柴油机的传感器和各种执行元件与继电器控制系统完全相同,所不同的只是由PLC完成继电器的逻辑控制功能。PLC控制的自动化机组逻辑框图如图3所示。
图3PLC控制的自动化柴油发电机组控制逻辑框图