（上海虹艺空调工程有限公司）
摘要：介绍的监控系统通过自动检测电网的频率和电压，能在市电断电时，自动启动柴油发电机组，并网供电给负载，并能自动监控柴油机组的运行状况。该系统RS232接口，与柴油机控制器通讯；以太网接口，与上微机通讯，实现远程监控。
关键词：自动控制 柴油发电机组 远程监控
1 引言
随着自动化程度的提高，为保证设备的正常运行，首先必须保证设备的正常供电。柴油发电机组的自动控制系统，能实现以下的功能：当市电正常时，设备由市电供电；当市电不正常时，立刻起动柴油发电机组，由柴油发电机组供电；当市电恢复正常后，恢复市电供电，并关闭柴油机组。该系统还能与上微机进行通讯，实现远程监控。
2系统概述
共有5台发电机组,其中两台为低压（380V 800KW），三台为高压(10KV 3200KW)。5台发电机组分散控制、集中管理，监控站放在中央控制室。
多台机组并联成电网，自动分配负载，供电更可靠。
集中调度、能使保养、维护更方便。
更具经济性，可根据负载的大小，投入适当机组运行，以减少燃油、机油浪费。
未来扩展更具弹性，可根据扩展的需要，随时增加发电机组，满足负载增加的需求。
并联系统分类：
手动并联屏——自动负载分配，人工调度，手动投入，手动解列。
自动并联屏——自动负载分配，人工调度，自动投入，手动解列。
报警指示：低/超速、故障、低油压、过流、起动失败、高水温、高油温预报警、停电停车。
3 自控系统解决方案
本项目自动控制系统采用PLC+上位机的控制方式。下位机采用GE公司的系列VersaMaxPLC；CIMPLICITY作为上位机的监控软件。
3.1 方案结构图
解决方案的结构如图1所示：
3.2.2下位机系列VersaMax PLC是GE Fanuc Automation公司推出 的新一代控制系统,其设计新颖,结构紧凑,通用性强,配置灵活,经济实用,为自动化控制系统提供了功能强大的系列产品。其主要特点有:
直观的特性设置
I/O模块和通讯模块都可电插拔
自动配置I/O地址和性能
真正的即插即用
模块安装,扩展不需要任何工具
5个站的控制系统相同（以其中一个站为例介绍控制系统的特性），配置如下：
系统中所需卡件清单如表3-1所示：
3.3.1上位机监控软件CIMPLICITY，是GE公司推出的组态监控软件，它创建在Microsoft Windows 2000和Windows NT操作系统下的人机界面（HMI）的应用软件，广泛应用于食品加工、半导体、石油、汽车、化工、制药、纸浆、造纸和水处理等行业。它具有以下优点：
容易入门，编程语言功能强大并有丰富的函数可以调用。
组态方便灵活，可加快开发节奏。
支持任何一种Windows支持的视频分辨率
图形功能丰富，可开发出良好的人机界面
与其它系统接口丰富，可应用在多个子系统构成的复杂控制系统中，可沟通更多设备。
可远程查看生产、设备状况及其它事项。
软件的集成紧凑，应用更方便。
具有很高的可靠性。
3.3.2下位机编程软件Logic Developer – PLC，它是GE Fanuc PLC的编程工具，属于Machine
Edition 系列自动化软件中的一个部分。这个软件包提供了多种工具用于创建功能强大的PLC控制程序。Logic Developer - PLC可以用于组态你的PLC控制器或远程I/O站，创建和修改PLC逻辑，上载和下载PLC工程，监视和调试正在执行的控制程序，工程文件也可以从Logicmaster， VersaPro， 和 Cimplicity Control 的文件夹中导入。
4发电机组自动控制
1、辅助设备控制
电球加热器
PLC控制，取电球PT100温度传感器，低于25度启动电球加热器，高于35度停止电球加热器。
稀油装置（3200KW）机组才有
开机前开泵，稀油装置运行信号送到PLC,在发电机运行的时候，稀油装置一直开启；发电机组处于“候命中”时，稀油装置停止。
在机组待机时，“自动”状态时，相隔1小时（可在上位机设定）运行30s。在上位机上显示手动、自动状态。
在机组运行时，“自动”状态时，稀油装置启动；机组停止时，稀油装置停止。
机油预供泵（DC24）
开机前开泵，机油预供泵运行30秒，机组马达开启后，机油预供泵停；
在机组待机时，“自动”状态时，间隔1小时（可在上位机设定）启动30s。在上位机上显示手动、自动状态。
<高压机组>每次停机后，机油预供泵要运行1分钟，然后才能停止。
柴油供油泵（AC380V）
<低压机组>开机前开预供柴油泵，预供柴油泵开启，机组电压正常后，预供柴油泵停止，输出，柴油供油泵启用，一台主用一台备用，发电机停止柴油供油泵停止。在上位机上显示主、备柴油供油泵的运行、故障状态。
<高压机组>开机前开预供柴油泵，预供柴油泵开启，在发电机组处于“预启动”和“运行中”时，柴油供油泵启动。，当发电机组停止后，柴油供油泵继续运行1分钟后停止。
外界柴油泵
日用油箱提供4-20MA信号给电脑。
市电/发电的自动控制
<低压机组>当发电机运行时，而且电压正常，接通发电。当发电机停止时，接通市电。
<高压机组>低压机组任意一台ACB合闸后，接通发电,低压机组任意一台ACB分闸后，接通市电。
2、发电机组自动控制
发电机组要求有“手动/自动”操作方式；
1）发电机组处于手动状态时：
1.1 点击“START”按钮，远程启动发电机组，怠速、高速，电压正常后，并网开关处于“自动”：
1.1.1如果另外一台ACB没有合闸，点击“并网”，本机的ACB合闸信号输出，本机的ACB合闸后，断开合闸信号。
1.1.2如果另外一台ACB已经合闸，点击“并网”，本机的ACB合闸信号不能输出，只能输出“同步请求”信号，本机的ACB合闸后，断开同步请求信号。
1.2 如果“加/减载”处于自动时，自动进行加/减载；
如果“加/减载”处于手动时，点击“加载”按钮，进行加载。点击“减载”按钮，进行减载。
1.3点击“STOP”按钮，远程停止发电机组，并网开关处于“自动”，先分闸，冷却，当水温、油温都低于60度后停机。当点击“紧急停机”时，先分闸，而后停止发电机组。
2）发电机组处于自动状态时：
2.1先选择一台为主用机，根据市电信号来控制发电机组的起和停。
2.2当市电没有的时候，接通，2台发电机组同时启动，怠速、高速，电压正常后，为主用的那一台要先合闸，本机ACB合闸后，断开合闸信号，加/减载处于自动，自动“加载”运行；为备用的那一台输出同步请求，有GAC板自动完成合闸，备用机的ACB合闸后，断开合闸信号，加/减载处于自动，自动“加载”运行。
2.3当市电恢复的时候，2台发电机组同时分闸，冷却、当水温、油温都低于60度后停机。
3、并网操作控制
自动时：总功率大于800KW的70%的时候，启动另外一台机，当发电机的相电压正常后，此时接通柴油发电机电源输出，并且并网开关在自动位时，其他发电机都没有合闸的情况下，水箱散热器合闸后，合闸ACB后水箱散热器要断开。当发电机的相电压正常后，并且并网开关在自动位时，其他发电机已经合了闸，水箱散热器不能输出，合闸充电负载输出让同步器工作，合闸ACB后合闸充电负载要断开。
软手操：发电机组处于“手动”，发电机组的电压正常接通柴油发电机电源，并网开关处在“自动”位时，并且另外一台发电机组没有合闸的情况下，点击“并网”按钮，此台发电机组输出合闸信号，合闸后合闸信号去除；发电机组处于“手动”，发电机组的电压正常接通柴油发电机电源，并网开关处在“自动”位时，另外一台发电机组已经合闸的情况下，点击“并网”按钮，此台发电机组输出同步请求信号，合闸后合闸信号去除；
4、退出操作控制
自动时： 总功率小于800KW的50%的时候，减载，减到有功功率设定值时，ACB分闸输出，油温水温小于60度时，停机！
软手操：点击“退出”，减载，减到有功功率设定值时，ACB分闸输出，油温水温低于60度时，停机；
点击“减载”，减到有功功率设定值时，然后点击“退出”，ACB分闸输出，油温水温低于60度时，停机。
当发电机有故障，或差动保护有故障，ACB分闸输出。
当有故障时，报警输出。
5、怠速和高速控制
怠速、自动、高速开关在自动位时，发电机运行，怠速输出，1分钟（可在上位机设定）后，高速断开。
6、负载控制
当负载上、自动、负载下开关在自动位时，本机开关ACB已合闸，输出。
7、设定值控制
7.1停机控制
7.1.1发电机组运行过程中，机油压力低于0.4MPa，延迟3S，停机。
7.1.2发电机组运行过程中，轴承温度高于90℃，延迟3S,停机。
7.2 分闸控制
7.2.1水温高于88℃，分闸；
7.2.2油温高于88℃，分闸；
7.2.3相电压高于440V，延迟10S，分闸；
7.2.4相电压低于360V，延迟10S，分闸；
7.2.5相电流高于1600A，延迟3S，分闸；
7.2.6负荷高于900KW,延迟3S，分闸；
7.2.7排烟温度高于630℃，延迟3S，分闸；
7.2.8线圈温度高于160℃，延迟3S，分闸；
7.2.9发电机组运行过程中，机油压力低于0.42 MPa,延迟3S，分闸；
7.2.10逆功功率动作保护，分闸；
7.2.11并联运行时，功率因数大于-0.5,延迟3S，分闸；
7.2.12低频率动作保护，延迟3S，分闸；
7.2.13发电机组故障，延迟3S，分闸；
7.2.14当励磁调节器故障时，励磁分闸和ACB分闸。<高压机组>
8、报警控制
8.1水温高于85℃，报警；
8.2油温高于85℃，报警；
8.3排烟温度高于630℃，延迟3S，报警；
8.4轴承温度高于80℃，延迟3S，报警；
8.5线圈温度高于150℃，延迟3S，报警；
8.6负荷高于880KW,延迟3S,报警；
8.7发动机组加热器故障，延迟3S,报警；
8.81#供油泵故障，延迟3S,报警；
8.92#供油泵故障，延迟3S,报警；
9、报警声光控制
当有报警产生时，蜂鸣器发出声音，上位机记录报警信息，并在画面上闪烁，以提示操作人员；当
按下“消音”按钮，声音消除，当时报警信息还存在；故障排除后，当按下“复位”按钮，报警信
息去除，复位。
10、起励/灭磁控制（励磁柜部分（3200KW）机组才有
发电机组运行中，转速高于960转/分钟，延时1秒钟后，起励。起励信号输出的要求为脉冲信号。
发电机组停机，转速小于800转/分钟，灭磁。灭磁信号输出的要求为脉冲信号。
11、合闸/分闸控制（励磁柜部分（3200KW）机组才有
在上位机上点动控制“合闸”。
当有励磁调节器故障出现的时候，要求“分闸”。
其中“合闸”、“分闸”都是脉冲信号。
3、远程监控软件
发电机组监控系统主画面
结束语
该系统已在柴油机组上进行了应用。应用结果表明，该系统运行稳定可靠，发电机组工作正常，达到了各项设计要求。柴油发电机组现场的工作环境往往比较恶劣，因此，采用自动控制系统可以提高使用的安全性，方便性，经济性。柴油发电机组的自动控制系统相当复杂，涉承到各个方面，但是若仔细研究发展，可大大提高柴油发电机组的发展速度。
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CIMPLICITY HMI 基本系统用户手册编号：GFK-1180F
TCP/IP Ethernet Communications for the Series 90 PLC编号：GFK-1541
Series 90 Serial Communication User’s Manual编号：GFK-0582
Modbus RTU主站通讯编号：GFK2220B
Logic Geveloper-PLC 编程软件编号：GFK-1918D_CN
论文作者:胥明波
论文发表刊物:《电力设备》2015年第12期供稿
论文发表时间:2016/4/28
标签：机组论文; 高于论文; 柴油论文; 市电论文; 一台论文; 信号论文; 上位论文; 《电力设备》2015年第12期供稿论文;