自动化柴油发电机的控制系统

上海本贸机电工程有限公司柴油发电机租赁/发电车租赁采用自动化控制。

继电器控制系统

采用继电器控制系统的主要控制对象是自动化柴油发电机组中的柴油机和控制屏。柴油机上除设置有自启动和自停机等执行机构外，还设置有机油压力、冷却水温度和转速等监测保护装置，在控制屏内安装有自启动装置、切换控制装置。控制屏通过电缆与机组连接。继电器控制系统的主要功能有：自启动、自动升速、自动供电、自停机、机油压力过低报警、水温过高报警、升速失败报警和三次启动失败报警等功能。在发出报警的同时自动关闭柴油机的油门，实现自动停机。

一、自动启动和自动供电

当市电中断时，市电切换电路立即切断市电供电电路，市电监测电路通过自启动控制器使启动电动机运转，从而启动柴油发电机组。自启动成功后，润滑油油压升高，当油压升到规定值时，油压传感器接通润滑油路电磁阀的控制电路，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，柴油机切换电路接通，柴油发电机开始向负载供电。

二、市电恢复后自动停机

当市电恢复后，在市电监测电路的作用下，首先切断油机供电电路，然后，市电切换电路投入工作，负载由市电供电。与此同时，自启动控制器使停机电磁铁动作，控制柴油机的油门，柴油机再低速工作短暂时间后自动停机。

三、故障报警与停机

在机组运行过程中，冷却水温达到950C以上时，温度控制器通过系统控制器发出声光报警并切断负载，同时停机电磁铁运作，机组停止运行。当润滑油压力低于规定值时，油压低报警传感器触点闭合，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，停机电磁阀动作，机组自动停机。当机组超过规定转速时，油机电监测电路中的高频继电器动作，机组自动停机。

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，所需元器件数量多，控制线路复杂，工作可靠性差，故障率相对高。

可编程序控制器PLC控制系统

控制系统采用可编程序控制器（PLC）时，机组的工作由软件控制，可大大简化控制电路，因此控制系统的可靠性较高。PLC是专为工业环境而设计的，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及其外设的设计，能非常方便地集成到工业控制系统中，并很容易地达到人们所期望的目的。实现备用机组地应急供电，保证供电的连续性、可靠性和稳定性以及通过通信网络很方便地把电站控制纳入到中央管理系统中去，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，简称集散型控制系统。在采用PLC的自动化机组中，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。（自动化控制逻辑图略）

一、控制系统的组成

PLC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的范围）信号、机组启动成功信号、额定转速信号、超速信号、频率过低信号、频率过高信号、欠压及过压信号、过载信号、水温超温信号、机油压力低信号、短路信号、故障复位信号和停机信号等。

PLC控制系统的输出信号有蓄电池充电控制信号、充油泵控制信号、柴油发动机启动信号、发电机充磁信号、柴油机升降速信号、发电机主开关分合控制信号、市电主开关分合控制信号以及各种报警信号和显示信号等。

二、可编程序控制器的软件

可编程序控制器（PLC）采用以标准布尔功能为基础的简便梯形图语音。当程序未固化时，用户可根据自己的要求修改，以满足特定条件下自动化控制系统的需要。

柴油机的自动控制

一、启动系统

柴油机的启动一般为（蓄电池）电启动方式，启动系统包括蓄电池、启动接触器、启动电动机、启动按钮及相关的控制电路。

启动和关停：按启动按钮和关停按钮

二、充电系统

柴油机运行时，通过柴油自带的充电发电机对蓄电池充电，充电系统一般包括充电发动机、励磁调节器、充电电流表及相关控制器。

三、仪表系统

仪表系统的配置根据柴油机型的不同而有所不同，一般设有频率表、转速表、油压表、水温表和电流表等。

四、自动加热装置

在自动化机组的柴油机上一般加装有冷却水自动加热装置，当机组在备机状态时，使柴油机处于热机状态，以便机组在市电断电时，能在15s内启动机组并带负载工作。

五、保护装置

 柴油机一般有以下几种保护装置：检测润滑油压力低传感器、检测冷却水温高传感器及用于超速保护的转速监测装置等。

六、柴油机转速的自动调节

     柴油机转速一般通过调速器自动调节，调速器一般分电子式、机械式和液压式三种。调速器由转速监测、控制和执行器三部分组成，调速系统是一个闭环系统，当柴油机转速因负载的增加而下降时，调速器通过执行器加大油门，使转速回升；反之，当柴油机转速因负载的减小而升高时，执行器减小油门，使转速下调，保证柴油机在额定转速下运行。

发电机的自动控制

一、电压的自动调节

发电机电压的自动调节是通过自动电压调节器（AVR）来实现的，当电机输出端电压升高时，通过AVR减小发电机的励磁电流，使电压下降；反之，当输出电压降低时，通过AVR增加发电机的励磁电流，使电压回升，以保证电压稳定。

二、空载电压的调节

当电机空载时，通过AVR调节相关电位器，可使输出电压在一定范围内调整，一般为额定电压的95%-105%。

三、发电机的保护装置

1、过载保护：加装电流互感器和电流继电器来实现，分过载短延时和过载长延时两种。

2、短路保护：通过主开关的电磁脱扣特征来实现，当负载端短路时，主开关自动跳闸。

3、定子高温保护：通过加装定子温度传感器来实现，当定子温度超过设定值时，发出声光报警信号并实施保护措施。

4、防潮加热：通过加装防潮加热器来实现，当机组在备用状态时，加热器工作，以防因环境潮湿引起发电机的绝缘性能降低。

自动化柴油发电机组的运行控制控制

一、单机组运行控制

当机组处于自动应急状态时，市电失电，机组自动启动，当机组运行正常（电压、频率达额定值），通过切换开关由市电端转到发电机端，发电机对负载供电，系统具有自动控制屏的有关控制功能。

二、多机组的运行控制

除具有单机运行控制功能，多机组的运行控制还具有以下功能：

1、机组自启动失败时，程序启动系统自动将启动信号指令转移到下一台机组。

2、按设定的自动控制指令或遥控指令完成两台同型号规格的自动并联与解列。通常情况下，当输出功率达到额定功率，控制系统向第二台机组发出启动指令，使其自动投入并联运行；当输出功率小于两台并联运行机组额定功率总和的40%时，自动控制系统向并联中的一台机组发出解列和停机指令。

3、机组并联运行（并车）时，自动分配输出有功功率和无功功率。

4、可设置对备用机组（第三台或更多台机组）的控制。

上海本贸机电工程有限公司专业可提供无人值守柴油发电机租赁/发电车租赁维修及相关服务，可设计制作柴油发电机组的自动化控制系统及发电机并车/并联运行。