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　　湖北工學(xué)院學(xué)報(bào)PLC在柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)中的應(yīng)用張金姣，陳鋼（湖北工學(xué)院機(jī)械工程系，湖北武漢430068）介紹了單機(jī)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的主要功能和PLC控制設(shè)計(jì)中的I/O置，重點(diǎn)闡述了機(jī)組準(zhǔn)備運(yùn)行、啟動(dòng)、停機(jī)、定期自潤(rùn)滑和運(yùn)行程序的設(shè)計(jì)思路與方法。

　　可編程控制器；柴油發(fā)電機(jī)組；自動(dòng)控制；程序設(shè)計(jì)柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源，在國(guó)防、工業(yè)、農(nóng)業(yè)、商業(yè)等各行各業(yè)得到廣泛應(yīng)用本文采用華光電子工業(yè)有限公司研制的，適用于小型自動(dòng)控制系統(tǒng)的SH系列PLC，對(duì)單機(jī)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

　　1柴油發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化功能設(shè)置市電停電時(shí)能夠應(yīng)急啟動(dòng)供電。

　　2PLC控制設(shè)計(jì)根據(jù)柴油發(fā)電機(jī)組配置的自動(dòng)化功能，本系統(tǒng)選用SH-64R1-C型可編程序控制器，17點(diǎn)輸人，24點(diǎn)輸出，其配置見(jiàn)。

　　水溫高報(bào)聱擂鼷超速報(bào)警備機(jī)急停機(jī)油壓聯(lián)鎖增速減速啟動(dòng)停機(jī)充磁機(jī)電合閘加熱器投入水泵投入油泵投入市電失電欠壓機(jī)電建壓過(guò)流水溫高油溫高油壓低發(fā)電機(jī)開(kāi)關(guān)手動(dòng)啟動(dòng)手動(dòng)分閘手動(dòng)停機(jī)自檢運(yùn)行報(bào)拚試驗(yàn)復(fù)位由于本機(jī)組屬于單機(jī)應(yīng)急自動(dòng)化機(jī)組，根據(jù)GB/T4712《自動(dòng)化柴油發(fā)電機(jī)組分級(jí)要求》的規(guī)定，本機(jī)組設(shè)置如下自動(dòng)化功能。

　　自動(dòng)啟動(dòng)與加載。市電停止時(shí)，控制機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)、升速、合閘向負(fù)載供電，該過(guò)程不超過(guò)3s.自動(dòng)停機(jī)。市電恢復(fù)正常后，延時(shí)ls分閘，控制市電開(kāi)關(guān)合閘，完成自動(dòng)切換，然后控制機(jī)組冷機(jī)5min后自動(dòng)停機(jī)。如果在冷機(jī)過(guò)程中市電又發(fā)生故障，則直接倒閘由機(jī)組向負(fù)載供電自動(dòng)保護(hù)功能。機(jī)組在運(yùn)行過(guò)程中，如果發(fā)生水溫篼、油溫篼故障時(shí)，進(jìn)行聲光報(bào)警；若發(fā)生超速、油壓低現(xiàn)象，則發(fā)出聲光報(bào)警的同時(shí)緊急停機(jī)；如果發(fā)生過(guò)載、短路和電壓異�，F(xiàn)象，則發(fā)聲光報(bào)警信號(hào)并分閘。

　　預(yù)供油功能。當(dāng)機(jī)組處于準(zhǔn)啟動(dòng)狀態(tài)時(shí)，自動(dòng)預(yù)供油系統(tǒng)投人工作，每4 s，以備機(jī)組隨時(shí)應(yīng)急啟動(dòng)。

　　試機(jī)功能。當(dāng)機(jī)組在自動(dòng)狀態(tài)連續(xù)停運(yùn)超過(guò)15d時(shí)，機(jī)組能自行啟動(dòng)試機(jī)運(yùn)行，檢其自控功能是否正常，并使機(jī)組各摩擦副得到充分潤(rùn)滑，以備系統(tǒng)I/O配置根據(jù)PLC外部接線圖及其控制功能，即可編制出PLC控制的梯形圖。

　　2.2程序設(shè)計(jì)2.2.1準(zhǔn)備運(yùn)行程序設(shè)計(jì)為保證機(jī)組在市電停電后30s內(nèi)順利啟動(dòng)并帶載供電，機(jī)組必須常年處張金姣（1971），女，湖北黃岡人，湖北工學(xué)院講師，工學(xué)碩士，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)及理論-在準(zhǔn)備運(yùn)行狀態(tài)。該狀態(tài)包括：1）柴油機(jī)冷卻水和潤(rùn)滑油溫度必須保持在柴油機(jī)帶載運(yùn)行的溫度范圍內(nèi)；2）定時(shí)對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行預(yù)潤(rùn)滑，使柴油機(jī)各轉(zhuǎn)動(dòng)部位始終保持有油膜存在，保證機(jī)組在應(yīng)急啟動(dòng)和迅速帶載時(shí)，不損壞柴油機(jī)。

　　準(zhǔn)備運(yùn)行程序框圖如所示。

　　準(zhǔn)備程序運(yùn)行框。2.2機(jī)組啟動(dòng)程序設(shè)計(jì)在維持準(zhǔn)備運(yùn)行狀態(tài)下，機(jī)組從市電中斷到機(jī)組啟動(dòng)，并向主開(kāi)關(guān)發(fā)合閘信號(hào)向負(fù)載供電，整個(gè)過(guò)程必須在30s內(nèi)完成。工作過(guò)程如下：當(dāng)市電斷電或外電壓過(guò)低（電壓下降20%）時(shí)，確認(rèn)2s后向柴油機(jī)啟動(dòng)馬達(dá)發(fā)啟動(dòng)信號(hào)，機(jī)組啟動(dòng)轉(zhuǎn)速上升至300r/min時(shí)，發(fā)啟動(dòng)成功信號(hào)退出啟動(dòng)馬達(dá)，并升速至額定轉(zhuǎn)速，與此同時(shí)，機(jī)組充磁建壓。在電壓和轉(zhuǎn)速均滿足的條件下，機(jī)組自動(dòng)合閘向負(fù)載供電（見(jiàn)）。

　　曬機(jī)組啟動(dòng)程序運(yùn)行框圖在啟動(dòng)過(guò)程中如一次啟動(dòng)不成功可連續(xù)啟動(dòng)3次，啟動(dòng)時(shí)電磁鐵通電6s，啟動(dòng)不成功時(shí)，電磁鐵斷電延時(shí)4s后再進(jìn)行下一次啟動(dòng)。若3次啟動(dòng)均不成功，啟動(dòng)延時(shí)時(shí)間到，則發(fā)出啟動(dòng)失敗聲光報(bào)警信號(hào)并啟用備機(jī)。，2.2.3機(jī)組停機(jī)程序設(shè)計(jì)當(dāng)市電恢復(fù)供電時(shí)，有兩種自動(dòng)停機(jī)功能供選擇。“自動(dòng)一”狀態(tài)，機(jī)組在確認(rèn)市電恢復(fù)10s后，自動(dòng)分閘，完成切換，由市電向外供電自動(dòng)二“狀態(tài)，要操作人員根據(jù)負(fù)載的使用情況，在需要切換時(shí)，按下發(fā)電機(jī)的分閘按鈕，才使負(fù)載改為由市電供電。以上兩種工作方式除了市電恢復(fù)切換方式不一樣以外，在切換后的停機(jī)功能是一樣的，均先降至600r/min，空載運(yùn)行5min冷機(jī)后停機(jī)（見(jiàn)），。

　　I水泵復(fù)位I機(jī)組停機(jī)程序運(yùn)行框圖如果在停機(jī)過(guò)程中市電供應(yīng)又發(fā)生中斷，則直接返回啟動(dòng)過(guò)程。

　　2.2.4機(jī)組定期自潤(rùn)滑程序設(shè)計(jì)自檢運(yùn)行時(shí)間視情形而定，一般定為30min，機(jī)組自動(dòng)啟動(dòng)，怠速運(yùn)行5min，置篼速運(yùn)行20min，最后置怠速運(yùn)行5min自動(dòng)停機(jī)。如果在自檢運(yùn)行期間發(fā)生市電失電，機(jī)組自動(dòng)退出自潤(rùn)滑狀態(tài)，進(jìn)人正常的應(yīng)急供電狀態(tài)（見(jiàn)）。

　　I自潤(rùn)滑時(shí)間到1 I機(jī)組三次啟啟動(dòng)失敗報(bào)1 I機(jī)組額速運(yùn)行20min|降速fw組再次怠速運(yùn)行5~n I停-機(jī)I機(jī)組定期自潤(rùn)滑程序運(yùn)行植。2.5機(jī)組運(yùn)行程序設(shè)計(jì)自動(dòng)化機(jī)組加載成功投人正常運(yùn)行后，開(kāi)始對(duì)機(jī)電的異常、市電的恢復(fù)等進(jìn)行循環(huán)檢測(cè)，以維持機(jī)組正常工作。在機(jī)組運(yùn)行中，如發(fā)生油水溫高，可進(jìn)行聲光報(bào)警；如發(fā)生油壓低、超速，可控制柴油機(jī)緊急停機(jī)，并發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)；如發(fā)生過(guò)流則分?jǐn)嘀鏖_(kāi)關(guān)，發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)分閘、停機(jī)、聲光報(bào)瞀丨M分閘、停機(jī)、聲光報(bào)警丨M分閘、聲光聲光報(bào)警丨機(jī)電分閘、市電合閘，由市電向外供電機(jī)組運(yùn)行程序框圖結(jié)論柴油發(fā)電機(jī)組現(xiàn)場(chǎng)的工作環(huán)境往往比較惡劣，因此，采用PLC可以提高其控制系統(tǒng)的抗干擾能力，另外梯形圖簡(jiǎn)單、易懂、容易設(shè)計(jì)。但柴油發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)控制相當(dāng)復(fù)雜，涉及到各個(gè)方面，若采用上述的程序設(shè)計(jì)方法和思路（在模擬實(shí)驗(yàn)中已被成功應(yīng)用），可以減少其中的難度。

　　楊耀春。實(shí)用電氣線路及原理。北京：中國(guó)廣播電視出版社，1991.華光電子工業(yè)有限公司�？删幊绦蚩刂破鱏H系列用戶手冊(cè)（第1版）。1997.萬(wàn)太福，唐賢永�？删幊绦蚩刂破骷捌鋺�(yīng)用。重慶：重慶大學(xué)出版社，1994.（上接第28頁(yè)）周世棠。離速瓦愣輥機(jī)構(gòu)中高度的動(dòng)力學(xué)分析。包周世棠，柯暉。篼速瓦楞輥機(jī)構(gòu)凸度參數(shù)綜合的有限元法。湖北工學(xué)院學(xué)報(bào)，1998（4）黃孝成。高速瓦楞紙板成型機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)與動(dòng)力學(xué)研究。武漢：華中理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院，1997.