康明斯柴油发电机组自动控制系统模块功能和操作程序
自动化控制系统就是对柴油发电机的转速和有功功率、电压和无功功率以及各种操作和保护装置的自动控制。因此，在电网停电的情况下，柴油发电机组迅速启动供电，确保柴油发电机组正常稳定工作的自动控制系统的日益重要。本文介绍了一种作为备用电源的柴油发电机组，在电网停电的情况下，快速启动，提供稳定电源的自动控制系统。
一、系统功能
1、自动维持准备运行状态
当电网停电时，一般要求备用电源紧急起动供电，但发电机组从启动到供电，必须经过暖机空载正常运行带载运行供电这一过程。如果发电机组从冷机紧急启动，往往会造成启动不成功，甚至影响柴油机的使用寿命。因此，在电网正常供电的情况下，发电机组必须自动维持运行准备状态。
（1）冷却水机油的预热
当控制系统检测到水温、油温低于设定温度时，启动预加热系统加热。当加热一定时间达不到要求，则发出声光报警，检查预加热系统故障。
（2）维持机油
油压油压低于设定值，启动油泵泵油。泵油一定时间达不到要求，则发出声光报警，检查泵油系统故障。
（3）定期自润滑
柴油发电机组在闲置状态下，定期启动空载运行，同时检查各项运行参数。
2、启动供电检测
电网电压低于设定值规定时间后，自动与电网分闸，同时启动发电机组、升速、合闸、向负载供电。如果柴油发电机组第1次启动不成功，则控制发电机组经10s延时后再次启动，如果连续3次启动均不成功，则发出启动失败报警信号。
3、维持运行状态
发电机组启动供电后，检测各项运行参数，如冷却水温度、机油温度、机油压力、柴油机转速以及输出的电压、电流。当运行参数超出设定范围时，系统自动调整。如经一定时间仍调整不到规定范围，发出报警信号或分闸、停机、紧急停机。
4、停机检测
电网电压高于设定值规定时间后，自动与电网合闸，同时控制发电机组冷却后，发电机组正常停机。
5、报警和自保护功能
发电机组在闲置和运行状态都不停地检测发电机组各项运行参数和电力参数，超出参数设定范围，发出报警，或采取自保护（如分闸、停机紧急停机）。
二、控制屏的分类
发电机组控制屏分为普通发电机组控制屏和自动化发电机组控制屏，前者用于普通发电机组控制，发电机组的起.停，供、断电，状态调整等均手动操作；后者用于自动化发电机组控制，发电机组的起、停，供、断电，状态调整等可手动或自动操作。
1、普通发电机组控制屏。
普通发电机组控制屏一般由断路器、电流表、电压表、频率表、水温表、油压表、油温表、转速表、计时器和电流互感器等组成，对发电机组进行起、停，供、断电控制，并对发电机组运行状态进行测m、显示及报警与保护。
2、自动化发电机组控制屏。
自动化发电机组控制屏由自动控制器、充电器、切换装置，电流表(交、直流)、电压表、频率表、水温表、油温表、油压表、转速表、计时器，报警器、继电 器、断路器、保护开关，电流互感器等组成。自动化发电机组控制屏可自动实现对发电机组的各种控 制功能和保护功能。
图1 康明斯发电机组控制器（dse8610型）
三、状态信号的传输
自动化发电机组控制可分为传统的继电器及可编程序控制器、单片机(微机)控制，作为控制信号的发电机组状态信号主要有：
1、起动、停机信号及电源异常信号
电源异常信号主要有失电、缺相、电压超差等。这些信号以逻辑组合方式(逻辑值为1时发电机组起动并运行，为0时发电机组自动停机)送人控制 器。电源异常信号通常采用断相保护器、电压比较器等进行检测。
2、 柴油发电机工况信号
工况有手动工况、自动工况，起动、运行工况(转速、机油压力 和温度)等。当无法起动、超速、机油压力和温度异常时，发电机组自动停机、自锁并报警。工况信号通常由转速传感器、压力传感器和温度传感器等检测。
3、发电机工况信号
主要有发电机电压、电流、频率和励磁状态等，当上述工况异常时进行适当保护，以免损坏发电机。工况信号通常由各种测量仪表检测。
除了上述信号外，还有蓄电池电压、充电电压.燃油液位等信号。发电机组根据这些信号控 制执行元件动作以保证发电机组正常待机或运行。
四、控制器控制要求
1、 继电器控制
继电器控制的发电机组控制系统框图如图2所示，主要由市电监测电路、柴油发电机监测电路、自起动控制器、显示报警装置、柴油发电机电切换电路及市电切换电路等组成。该控制系统主要功能有：速失效、3次起动失败报警等。
（1）自动起动和供电
当市电停电时，市电切换电路切断市电供电电路，市电监测电路通过自起动控制器接通起动机电源(直 流24v＞，使起动电动机运转，起动发电机组。发电机起动运转至额定转速时，在自动电压调节器(avr)的作用下，发电机输出额定电压，柴油发电机电切换电路接通，发电机给负载供电。
（2）自动停机
供电恢复后，市电监测电路先切断发电机组供电电路.市电切换电路切换至由
市电供电。同时，柴油发电机低速运行.然后自动停机。
（3）故障停机与报警
在发电机组运行中，冷却水、机油温度过高，或机油压力低于规定值，或转速超出额定转速时，自起动控制器通过显示报警装置发出报瞥信号，并切断柴油发电机电切换电路，发电机组自动停机。
图2 继电器控制的自动化发电机组系统框图
2、 可编程序控制器控制
可编程序控制器（pix）是专为工业环境而设计的，其控制电路简单，可靠性高。采用的可编程存储器，用于存储用户指令，通过数字或模拟的输人/ 输出，实现对发电机组的自动控制。采用plc控制的自动化柴油发电机组，其传感器和执行元件与继电器控制的相同，不同的是由plc（多采用西门子公司的s1matics5和s7系列）完成继电器的控制功能。但pix输出触点容量较小，一般只能带动2a以下负载，带动大容量负载必须通过固体继电器。为了避免输出端相互干扰，pu：和固体继电器间通常应有阻断二极管，重要控制部分还要互锁（外部）。
3、 单片机（微机＞控制
目前，自动化程度高的发电机组的主控制器一般采用发电机组专用的单片机，使系统控制电路更为简化，功能更强，可靠性更高。如dse509、 mec20、egt1000专用控制器，当市电及发电机电压信号接人时，能对油压、水温、油温、转速进行检测，同时能控制市电、柴油发电机电切换电路，并有综合报警功能。其中egt1000还具有远程监控功能，系统运行数据和监控信号可通过多路专用线路、rs232接口、调制解调器和电话线送到监控中心，做到无人值守，自动投人运行与退出运行。
