1.柴油發(fā)電機(jī)組自動化控制系統(tǒng)的特點
(1)保持供電的連續(xù)性和可靠性。自動化控制系統(tǒng)能準(zhǔn)確而迅速地調(diào)節(jié)柴油發(fā)電機(jī)組的運行。當(dāng)發(fā)電機(jī)組出現(xiàn)不正常狀況時,自動化控制系統(tǒng)能正確判斷和及時處理,發(fā)出相應(yīng)的報警信號或緊急停機(jī),避免損壞發(fā)電機(jī)組。同時,還能自動地起動備用發(fā)電機(jī)組,縮短電網(wǎng)斷電時間,保證供電的連續(xù)性。
(2)提高電能質(zhì)量指標(biāo)和運行經(jīng)濟(jì)性,并使各用電設(shè)備處于良好的工作狀態(tài)。用電設(shè)備對電能的頻率和電壓都有較高要求,允許的偏差范圍都是很小的。自動調(diào)壓器可使電壓保持恒定,操縱調(diào)速器來調(diào)節(jié)頻率。自動化柴油電站依靠頻率和有用功率的自動調(diào)節(jié)來完成。
(3)加快控制和操作過程,提高系統(tǒng)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。實現(xiàn)柴油電站自動化后,能及時改變運行工作狀況以適應(yīng)系統(tǒng)要求,機(jī)組操作過程按預(yù)定的次序不間斷地進(jìn)行,并可不斷監(jiān)視其完成情況。以應(yīng)急起動發(fā)電機(jī)組為例,如果采用人工操作,最快也要5~7min,采取自動控制的話,通常不到105就能起動成功,恢復(fù)供電。
(4)減少操作人員,改善勞動條件。機(jī)房運行時的環(huán)境條件相當(dāng)惡劣,影響操作人員的健康。自動控制系統(tǒng)為無人值班創(chuàng)造了條件。
2.柴油發(fā)電機(jī)組自動化控制系統(tǒng)的組成
柴油發(fā)電機(jī)組自動化控制系統(tǒng)由程序控制、模擬控制和運行管理控制三部分組成。
(1)程序控制。它是按事先設(shè)計好的操作順序?qū)崿F(xiàn)的控制?刂菩盘栔黄痣x散作用,參數(shù)是開關(guān)量?刂菩盘柕男纬,通常取自于幾個操作邏輯運算的結(jié)果。例如機(jī)組的起動和停機(jī)等,就屬于程序控制。
(2)模擬控制。通過測量設(shè)備運行參數(shù)的實際值,與設(shè)定值相比較,根據(jù)其偏差,調(diào)節(jié)設(shè)備相應(yīng)的物理量來實現(xiàn)控制和調(diào)節(jié)。這種控制信號是連續(xù)起作用的,參數(shù)通常是模擬量,它也可以通過定時采樣方式轉(zhuǎn)換成時間的離散量,但不管其偏差有多大,都應(yīng)緊跟設(shè)定值連續(xù)調(diào)節(jié)。例如頻率和電壓等的調(diào)節(jié),就屬于模擬控制。
(3)運行管理控制。按照人工設(shè)定的各種運行工作狀況的要求和負(fù)載的實際需要,按照順序調(diào)用各種自動裝置或相應(yīng)程序,對柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行操作,達(dá)到安全控制和經(jīng)濟(jì)運行的目的。這就稱為運行管理控制。
3.柴油發(fā)電機(jī)組自動化控制系統(tǒng)的分類
柴油發(fā)電機(jī)組自動化控制系統(tǒng)可分為下列四類:
(1)第1類控制方式是繼電器與半導(dǎo)體邏輯控制,工作簡單且有實效。它的缺點是元器件多、電路復(fù)雜、體積大、可靠性較差。若需增加功能時,需要修改控制電路。
(2)第2類控制方式是用程序控制器替換第1種方式中的半導(dǎo)體邏輯電路,使硬件標(biāo)準(zhǔn)化,使用專用語言使編程容易;用軟件更改控制電路,非常方便。由于采用大規(guī)模集成電路使元器件數(shù)減少和軟件具有自檢功能等原因,提高了可靠性。
(3)第3類控制方式是用微型計算機(jī)取代人工的運行管理,形成了程序控制器、標(biāo)準(zhǔn)化的模擬控制器和微機(jī)的組合。把起停、并列、解列和負(fù)載分配等作為獨立單元與微機(jī)相連接,用軟件實施全過程的自動控制,操作就更為簡單。但需要采取后備措施,避免在微機(jī)發(fā)生故障時引起失控。
(4)第4類控制方式是用微型計算機(jī)或可編程序控制器(PLC)來實現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)組電站的自動化控制。硬件組成變得簡單,但必須考慮可靠的后備措施。這種方式充分利用計算機(jī)技術(shù),使普通機(jī)組改變?yōu)樽詣踊瘷C(jī)組。它既能實時控制,也能進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和科學(xué)計算,而其運算速度和精度完全滿足控制要求。其突出優(yōu)點是把三種控制程序存儲在存儲器內(nèi),接線只限于與檢測元件、執(zhí)行元件相連接,使硬件和接線簡化,因而它的可靠性高和適應(yīng)性廣,方便調(diào)試和維護(hù)。因此,第4類控制方式是柴油發(fā)電機(jī)組自動化控制系統(tǒng)的發(fā)展方向。
我國自動化發(fā)電機(jī)組開發(fā)和生產(chǎn)始于20世紀(jì)60年代,機(jī)組采用第l類和第2類控制方式,配套生產(chǎn)的品種較多,主要應(yīng)用領(lǐng)域是通信系統(tǒng)和船舶工業(yè)。隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,尤其是以微處理器為基礎(chǔ)的可編程序控制器(PLC)的應(yīng)用和發(fā)展,使第4類自動化發(fā)電機(jī)組迅速出現(xiàn)?删幊绦蚩刂破(PLC)是綜合計算機(jī)、控制、通信和CRT顯示等技術(shù)而發(fā)展起來的,可按需組合,以適應(yīng)不同層次和規(guī)模需要的自動控制裝置。特別是它比微機(jī)更能適應(yīng)工業(yè)生產(chǎn)的惡劣環(huán)境,所以,PLC已被廣泛地用于各種自動化控制領(lǐng)域。
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