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内燃发电机组自启动控制与故障检测装置设计空气锤

2022-07-29

内燃发电机组自启动控制与故障检测装置设计

内燃发电机组自启动控制与故障检测装置设计 2011年12月09日 来源: 内燃发电机组是工厂、邮电、医疗、学校、旅游设施及购物商场等部门或场所的一种常用后备供电设备,当主电源发生故障时,能够及时提供电源,保证供电的正常,最大限度地减少因主电源故障而造成的损失。本文将讨论内燃发电机组自启动控制与故障检测装置,该装置能在无人值守条件下全自动启动运行、合闸、分闸、供电切换、停机、启动以及运行过程中各种故障检测与报警,适用于95、6135、12V135、D234,CUMMINN、YANMAR,180、190等机型。1主要功能 完成的装置具有以下一些主要功能: (1)可单机使用也可作为网络节点使用;完成本地监测与控制,也能用于远程监测与遥控; (2)在机旁可设置机组的运行操作方式;自动、机旁和试车3种;远程时外加摇控方式; (3)能在无人值守条件下实现全自动启动运行、合闸、分闸、供电切换以及停机等操作; (4)具有启动保护功能:在有点火转速、滑油建压或发电机建压等一种或几种情况下,禁止接通启动电机;故障未排除,禁止接通启动电机; (5)具有故障检测功能:能对启动用蓄电池低压,自启动失败,发电机过压、欠压、超速,滑油失压等故障信号进行检测与报警; (6)具有参数设置与修改功能,使装置能适合多种机型的自启动控制。2工作原理2.1自启动控制[1] 单机运行的装置有3种工况:自动、试车与机旁;远程运行的再加摇控工况。 (1)自动工况:主电源故障时,经过主电源失电延时后接通启动马达,若在设定的启动马达接通时间内,转速达不到点火转速,在启动马达间隙时间,重新接通启动马达,出现上述情况达到所规定次数后,报启动失败;若在规定的启动时间内达到点火转速,但发电机电压达不到要求或滑油没有建压,同样报启动失败。发电机自启动后,转速达正常工作转速,电压建压,滑油建压即启动成功,启动成功后按a1~c1情况处理: a1.主电源失电,自动合闸,由发电机供电; b1.主电源恢复正常后,经主电源恢复延时,主开关分闸,由主电源供电,柴油发电机经停机延时后正常停机; c1.柴油发电机正常停机前,再次失主电源,主开关直接合闸,由发电机供电; (2)试车工况:此工况主要用于试机,按启动按钮,启动条件满足时,内燃发电机启动,启动失败与成功的条件与自动工况相同,启动成功后,按a2~b2情况处理: a2.主电源正常,负载仍由主电源供电,发电机经停机延时后正常停机; b2.主电源故障,自动合闸,负载由发电机供电。 (3)机旁工况:此工况下,可进行故障信号的处理,不参与启动过程控制,只进行检测。 (4)遥控:在遥控情况下,不管在自动、机旁或试车工况,均能遥控启动,其中启动保护、失败与成功的定义不变。2.2故障检测与定位[2] 为提高机器运行的可靠性与安全性以及设备的检修,故障的自动检测与定位相当重要,最简单的方法是监测一些重要变量,并对这些变量的信号进行采集、处理,而后做出决策。若传感器信号用y表示,阈值用tx表示,当y〈tx时状态正常,否则状态异常;对危害性较大的故障检测采用多传感器信息融合,此装置的故障检测就是依据这两种方法,具有启动失败,冷却水高温,滑油压力不足,超速,发电机过压或欠压,发电机过载以及启动用蓄电池电压低等故障信号的检测与报警。在机旁工况下,按复位按钮,能清除故障信息。3系统设计31硬件设计 装置的硬件结构如图3—1所示。3.1.1CPU及其外围 装置的核心是CPU,CPU采用Motorola公司生产的M68HC11E9单片机,它的资源与使用参见文献[3],在此系统中选用它的单片工作方式。在装置的面板上设有启动、停机、复位与消音4个按键用于操作;转速等一些信息由LED显示电路完成,显示电路由CPU的SPI接口扩展两片MC14489芯片组成。3.1.2模拟量检测 模拟量检测是自启动控制与故障检测的基础,它包括模拟输入信号、信号调理电路以及A/D转换器所需要的电压信号,三相电压与电流信号直接进入装置,取样电路在装置内完成,简化外围接线;A/D转换器选用11路12位串行芯片MAX186与CPU和SPI接口相连。3.1.3开关量检测 装置中除模拟量信号外,还有一部分是开关量信号,它同样是自启动控制与故障检测的基础,为提高抗干

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