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　　柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的模塊設(shè)計(jì)肖勇，李冬楊（蘭州電源車輛研宄所，甘肅蘭州730050）法，并介紹了各個(gè)控制功能的相應(yīng)控制模塊。

　　1前言柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)是柴油發(fā)電機(jī)組的重要組成部分，是決定柴油發(fā)電機(jī)組性能及使用技術(shù)的核心所在。從以往柴油發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)的發(fā)展及開發(fā)方向來(lái)看，大多采用模擬機(jī)電控制電路為主要設(shè)計(jì)思想，雖然近幾年開發(fā)了部分自動(dòng)控制及保護(hù)系統(tǒng)模塊，但大部分設(shè)計(jì)采用各自為主，各自為政的設(shè)計(jì)思想。設(shè)計(jì)思想分散，控制系統(tǒng)復(fù)雜且需專業(yè)技術(shù)人員專人調(diào)試。同目前國(guó)外電站電氣控制系統(tǒng)的‘三化（通用化、系列化、模塊化）設(shè)計(jì)思想相比，存在較大的差距，嚴(yán)重制約了柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展思想，是一個(gè)較為嚴(yán)重的現(xiàn)象。因此，在柴油發(fā)電機(jī)組上逐步實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的模塊應(yīng)用是今后柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)發(fā)展產(chǎn)業(yè)化的重要任務(wù)之一。

　　柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)主要完成柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行控制、電力傳輸、狀態(tài)監(jiān)視、故障保護(hù)及遠(yuǎn)程監(jiān)控等功能，一般由主回路開關(guān)柜（一次回路）和控制柜（二次回路）組成。主回路開關(guān)柜主要完成系統(tǒng)的電力傳輸、負(fù)載分配、開關(guān)輸出等強(qiáng)電控制功能，由輸出電纜、開關(guān)設(shè)備、電流互感器、輸出接口等組成，其設(shè)備的選用及確定由發(fā)電機(jī)組的輸出功率及負(fù)載分配技術(shù)要求來(lái)決定；而控制柜主要完成系統(tǒng)的各種控制及檢測(cè)保護(hù)等功能，由控制電路、檢測(cè)儀表、操作組件和通訊電路等組成，其元器件和電路的選用和確定由發(fā)電機(jī)組的控制功能和控制要求來(lái)決定。對(duì)于主回路開關(guān)柜，必須根據(jù)所配備發(fā)電機(jī)組的功率，出線方式，空間尺寸及安放位置來(lái)確定。因此，主回路開關(guān)柜的設(shè)計(jì)應(yīng)隨配備發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)的變化而不同。而對(duì)于控制柜，一種功能形式即可涵蓋所有功率段的柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)，對(duì)于不同功率段的柴油發(fā)電機(jī)組，只需選用不同變比的電流表（采用數(shù)顯表和智能控制的控制柜只需改變程控參數(shù)）即可。因此，可以將控制柜設(shè)計(jì)成為特定功能形式的控制柜系列以適應(yīng)不同功率和不同功能的柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)。

　　2國(guó)內(nèi)外主要概述目前，國(guó)內(nèi)外有許多公司廣泛采用模塊式控制單元組成電站電氣控制系統(tǒng)，特別是國(guó)外己有許多專業(yè)公司開發(fā)和生產(chǎn)發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)用控制單元模塊，如，英國(guó)深海電子有限公司開發(fā)的各種單元模塊；美國(guó)AMBAC的電調(diào)控制器及其它單元模塊；捷克科邁電子公司的電氣控制單元模塊；意大利HARSEN的電子參數(shù)表；英國(guó)MEGACON的同步并車系統(tǒng)單元模塊等己在發(fā)電機(jī)組行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。國(guó)內(nèi)也有部分專業(yè)工控公司引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)開發(fā)并研制出符合我國(guó)使用要求的柴油發(fā)電機(jī)組控制功能模塊，如，廣州三業(yè)科技有限公司開發(fā)研制的控制模塊系列；桂林光明科技公司研制的DACTS系列控制模塊等。國(guó)內(nèi)許多生產(chǎn)廠家己利用這些控制單元模塊開發(fā)研制出許多可靠性高、性能良好的發(fā)電機(jī)組控制柜系列，并廣泛應(yīng)用于柴油發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)中，極大的提高了柴油發(fā)電機(jī)組的性能和可靠性，為今后柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)化和系列x：2003~0冬01李妙i197本理2甘肅愚遠(yuǎn)人灌理工程師從內(nèi)燃機(jī)電站及ffs改車電站的銷售及服務(wù)工作reserved，http://www.cnki.net化設(shè)計(jì)提供了一定的技術(shù)基礎(chǔ)。

　　3采用模塊化設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)利用控制單元模塊構(gòu)成發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)可以充分發(fā)揮發(fā)電機(jī)組電氣控制系統(tǒng)的優(yōu)越性，并可根據(jù)各種不同用戶的要求組成不同類型的控制系統(tǒng)，完成不同的控制功能，以滿足各種用戶的需求，而且使用極為方便。普通技術(shù)人員通過(guò)人機(jī)對(duì)話即可完成參數(shù)的設(shè)定和更改。另外，控制系統(tǒng)的模塊化可以快速擴(kuò)展系統(tǒng)控制功能，在現(xiàn)有技術(shù)基礎(chǔ)上開發(fā)新產(chǎn)品，發(fā)展自己的產(chǎn)業(yè)。通過(guò)對(duì)單元模塊的使用了解，可以掌握先進(jìn)的電站控制技術(shù)，加快控制單元模塊國(guó)產(chǎn)化的進(jìn)程，有利于我國(guó)發(fā)電機(jī)組行業(yè)早日邁入國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平行列。

　　4發(fā)電機(jī)組用控制單元模塊的分類及主要功能根據(jù)目前發(fā)電機(jī)組的控制內(nèi)容及各主要控制功能，可將發(fā)電機(jī)組用的控制單元模塊分類如下。

　　4.1主控制系統(tǒng)模塊主控制系統(tǒng)模塊負(fù)責(zé)發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)、組織及運(yùn)行等任務(wù)，是發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的中心控制環(huán)節(jié)。目前，國(guó)內(nèi)外主控制系統(tǒng)模塊大多采用高性能微處理器系統(tǒng)研制而成。如，英國(guó)深海電子公司的DeepSea500系列，是柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的核心，模塊應(yīng)用固定程序控制方式完成發(fā)電機(jī)組控制功能，用戶只需通過(guò)人機(jī)對(duì)話方式修改部分控制參數(shù)即可滿足發(fā)電機(jī)組的不同控制要求。采用主控制系統(tǒng)模塊組成的柴油發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)可完成機(jī)組的自啟動(dòng)/自停機(jī)、市電/機(jī)電切換、遠(yuǎn)程通訊功能及“三遛‘等自動(dòng)化功能�？蓾M足許多用戶的不同要求。

　　4.2機(jī)組控制保護(hù)系列模塊發(fā)電機(jī)組的保護(hù)功能主要有電參量保護(hù)及機(jī)械參量保護(hù)等要求，電參量保護(hù)主要完成發(fā)電機(jī)組的輸出電壓、頻率、電流、缺相、短路、反極性、反流等保護(hù)功能，機(jī)械參量保護(hù)主要完成機(jī)組機(jī)械參量等方面的保護(hù)要求，如，速度、油壓、水溫、油溫等參量的保護(hù)。目前，大部分主控制系統(tǒng)模塊中都包含有過(guò)速、低油壓、高水溫保護(hù)功能。

　　4.3發(fā)電機(jī)組電量顯示模塊發(fā)電機(jī)組電量顯示模塊用來(lái)顯示發(fā)電機(jī)組的電壓、頻率、電流、功率、功率因數(shù)等電參量。目前，國(guó)內(nèi)大部分生產(chǎn)廠家采用指針式指示儀表來(lái)完成此項(xiàng)顯示功能模塊。電氣參量數(shù)字顯示技術(shù)替代指針式電參量?jī)x表是今后電氣測(cè)量技術(shù)發(fā)展的趨勢(shì)，也是提高電氣測(cè)量精度，向智能化儀表接軌的發(fā)展方向。

　　目前，高檔次智能化發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)亦逐漸采用數(shù)字化儀表替代指針式儀表，但使用的大多數(shù)數(shù)顯表是電力系統(tǒng)用表，若能開發(fā)研制出柴油發(fā)電機(jī)組專用電氣數(shù)顯組合儀表，將會(huì)對(duì)今后柴油發(fā)電機(jī)組控制柜測(cè)試儀表的發(fā)展有一定的促進(jìn)作用。

　　4.4發(fā)電機(jī)組機(jī)械參量顯示模塊發(fā)電機(jī)組機(jī)械參量顯示模塊主要用來(lái)顯示柴油機(jī)速度、油壓、水溫、油溫、運(yùn)行時(shí)間、蓄電池電壓等油機(jī)參量。目前，國(guó)內(nèi)大部分生產(chǎn)廠家也同樣采用指針式指示儀表來(lái)完成此項(xiàng)顯示功能，但國(guó)外許多生產(chǎn)廠己開發(fā)出組合式數(shù)字顯示功能模塊。發(fā)電機(jī)組機(jī)械參量顯示技術(shù)同樣存在由指針式向數(shù)顯式過(guò)度的趨勢(shì)，而國(guó)內(nèi)很少有發(fā)電機(jī)組機(jī)械參量數(shù)顯儀表，所以開發(fā)研制出柴油機(jī)專用機(jī)械參量數(shù)顯組合儀表，不僅可用于柴油發(fā)電機(jī)組，也可用于柴油機(jī)系統(tǒng)。將會(huì)對(duì)今后的市場(chǎng)發(fā)展有一定的促進(jìn)作用。

　　4.5故障指示及報(bào)警模塊故障指示及報(bào)警模塊主要指示故障內(nèi)容并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。目前，故障指示及報(bào)警模塊主要用發(fā)光二極管指示并伴有聲音輸出。

　　4.6遠(yuǎn)程通訊及控制模塊隨著現(xiàn)代通訊技術(shù)及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，發(fā)電機(jī)組的控制功能己不僅僅局限于進(jìn)行就近控制操作還要求可進(jìn)行遠(yuǎn)程控制，這些遠(yuǎn)程控制可以通過(guò)串行通訊或計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行有線控制，而且還可以通過(guò)手機(jī)、無(wú)線遙控器等進(jìn)行無(wú)線控制操作。目前，國(guó)外有關(guān)遠(yuǎn)程控制的技術(shù)己較成熟，而國(guó)內(nèi)的發(fā)展還很緩慢。

　　4.7發(fā)電機(jī)組并聯(lián)控制模塊發(fā)電機(jī)組不僅可以單機(jī)運(yùn)行還可以并聯(lián)運(yùn)行以提高輸出功率，達(dá)到大功率供電的需求，為了達(dá)到并聯(lián)運(yùn)行的要求，目前，有關(guān)公司己開發(fā)出大量的用于發(fā)電機(jī)組并聯(lián)運(yùn)行的控制模塊，如，并聯(lián)主控模塊、同步并車模塊、并聯(lián)檢測(cè)模塊等，利用這些控制模塊即可構(gòu)成滿足各種不同要求的發(fā)電機(jī)組并車控制系統(tǒng)。

　　5發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)發(fā)展的方向就發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的發(fā)展方向來(lái)看，應(yīng)以模塊化組合方式為主，即根據(jù)用戶的不同要求選用不同功能的控制模塊組合成為各種不同功能的柴油發(fā)功能，。而國(guó)外許多名產(chǎn)廠已開發(fā)出組合式數(shù)字ublis電機(jī)組控制柜系統(tǒng)。就目前發(fā)展?fàn)顩r看首先應(yīng)以了解、使用、消化現(xiàn)有控制模塊為基礎(chǔ)，引進(jìn)國(guó)外一些先進(jìn)的具有代表性的各類控制模塊，了解掌握其使用方法及工作原理，以現(xiàn)有產(chǎn)品設(shè)計(jì)和更新為基礎(chǔ)進(jìn)行配置使用。在了解掌握其功能和技術(shù)的基礎(chǔ)上研究開發(fā)符合我國(guó)實(shí)際使用情況的柴油機(jī)控制模塊并逐步進(jìn)行國(guó)產(chǎn)化研制，最后將有代表性的重要模塊進(jìn)行完全國(guó)產(chǎn)化，并自行開發(fā)出滿足國(guó)內(nèi)用戶需求的發(fā)電機(jī)組控制模塊系列并形成具有產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)的產(chǎn)品。使我國(guó)的柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的技術(shù)性能得到提高，參與國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)。

　　液晶（LCD）顯示技術(shù)在柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)中己有部分應(yīng)用，但在我國(guó)普及程度不高（目前大部分是LED技術(shù)），原因是液晶顯示板本身的溫度適應(yīng)范圍較窄，特別是在軍用和野外使用中有一定的局限性。隨著科學(xué)技術(shù)水平的進(jìn)一步提高，液晶顯示板的科技含量越來(lái)越高，從單色顯示板到彩色顯示板己廣泛用于電信、電腦等高技術(shù)產(chǎn)業(yè)。相信液晶（LCD）顯示技術(shù)會(huì)在不久的將來(lái)替代（LED）顯示技術(shù)廣泛用于發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)中。

　　觸摸屏控制技術(shù)是一種科技水平高，人機(jī)對(duì)話控制性能強(qiáng)的高新技術(shù)，目前己廣泛用于通信系統(tǒng)，若將此技術(shù)結(jié)合組態(tài)軟件用于柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)中，將會(huì)使柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)的使用和操作更加方便。

　　6結(jié)束語(yǔ)隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)己在各行各業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，采用微電腦控制芯片技術(shù)發(fā)展的控制模塊以其優(yōu)越的性能和方便的使用越來(lái)越多的在柴油發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)中得到應(yīng)用。相信在未來(lái)的應(yīng)用中，采用控制模塊組合的發(fā)電機(jī)組控制柜將成為柴油發(fā)電機(jī)組智能化控制系統(tǒng)的主流方向。