江蘇道康發(fā)電機組有限公司 吳金兵

一、柴油發(fā)電站遠端監(jiān)控系統(tǒng)

1.系統(tǒng)功能要求

在柴油發(fā)電站中，主要根據(jù)GB/T14712-96《自動化柴油發(fā)電機組分級要求》和GB12 786-91《自動化柴油發(fā)電機組通用哦技術條件》[1]，柴油發(fā)電機組作為電站的控制系統(tǒng)，其功能主要有以下幾點：

柴油發(fā)電機組的上位機能夠監(jiān)視發(fā)電機組的運行參數(shù)、故障報警以及工作狀態(tài)等，并且具有在線修改發(fā)電機組的故障保護參數(shù)功能，還能夠啟動和關閉發(fā)電機組，修改發(fā)電機的電流互感器變比、發(fā)電機的啟動時間、顯示發(fā)電機組的額定工作狀態(tài)、發(fā)動機飛輪齒數(shù)等。柴油發(fā)電機組的下位機不僅能夠?qū)崿F(xiàn)市電故障后的自動啟動系統(tǒng)和市電恢復后的自動停機系統(tǒng)，并且系統(tǒng)在接到上位機的停止或者啟動的指令后，能夠?qū)崿F(xiàn)自動完成對機組的分合閘控制和機組的升降速度，而且還能夠?qū)崿F(xiàn)柴油發(fā)電機的電氣故障和機械故障的保護功能等。

圖1 柴油發(fā)電機監(jiān)控系統(tǒng)工作原理框架圖

圖2 柴油發(fā)電站遠端監(jiān)控程序的流程圖

圖3 柴油發(fā)電機參數(shù)設置界面

2.監(jiān)控系統(tǒng)工作原理

柴油發(fā)電站遠端監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理主要是應用可視化編程軟件設計的中文界面，并通過Mscomm控件對串行通訊口進行控制，以實現(xiàn)上位機和下位機之間的通訊，并完成對柴油機的是參數(shù)設置和柴油發(fā)電機組的遠端監(jiān)控[2]。柴油發(fā)電機監(jiān)控系統(tǒng)工作原理框架圖如圖1所示。

二、柴油發(fā)電機監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結構

在柴油發(fā)電站中，為了能夠?qū)崿F(xiàn)無人值班的功能特點，則需要在柴油發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)中需要進行檢測機組的運行狀態(tài)、運行參數(shù)，并且在監(jiān)控系統(tǒng)中控制輸出以下幾點：（1）在柴油發(fā)電機組需要進行檢測機組輸出電流、電壓以及起動電池的電壓、柴油油壓、冷卻水水溫等，（2）除了需要進行檢測上述參數(shù)外，還需要進行檢測柴油發(fā)電機組的狀態(tài)，如超溫報警狀態(tài)、機組轉(zhuǎn)速報警狀態(tài)和冷卻水箱低水位狀態(tài)等[3]。

柴油發(fā)電站的遠端監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結構主要以PLC為核心，并配上檢測，控制電路以及顯示儀表等構成遠端監(jiān)控系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)。其中PLC控制系統(tǒng)不僅具有CPU模塊，而且還具有以下功能模塊：（1）四路八位模擬量的輸入模塊，其作用主要是為了能夠?qū)崿F(xiàn)對機組輸出電流和電壓、冷卻水等模擬量的轉(zhuǎn)換。（2）其中兩個十六路開關量輸出模主要是實現(xiàn)機組的工作狀態(tài)顯示、機組運行的參數(shù)的顯示以及控制柴油發(fā)電機組的宣統(tǒng)模擬量輸入通道及其運行等。（3）兩個八路開關量輸入模塊主要是用于連接操作按鍵，并進行控制電網(wǎng)的狀態(tài)和輸入機組的運行狀態(tài)等。

在柴油發(fā)電機站中實現(xiàn)遠端監(jiān)控和檢測的電路主要有：（1）交流電流、電壓以及頻率檢測電流等，其主要是通過對互感器件對柴油發(fā)電機組的交流電流輸出采樣，然后采用變壓器對機組的頻率、電壓等進行輸出采樣，經(jīng)過調(diào)離后電路轉(zhuǎn)化為PLC模擬量輸入模塊所需要的信號形式[4]。（2）柴油發(fā)電機組的遠端控制狀態(tài)檢測傳感器主要是用于檢測機組的柴油油壓狀態(tài)和冷卻水箱的水位等狀態(tài)。（3）冷卻水溫檢測電路主要是將設置在冷卻水箱中的水溫傳感器的輸出信號調(diào)理后送入PLC的模擬量的輸入模塊中。

三、柴油發(fā)電站遠端監(jiān)控軟件

1.柴油發(fā)電占遠端監(jiān)控系統(tǒng)

柴油發(fā)電機站的遠端監(jiān)控軟件主要包括接口芯片的初始化程序，發(fā)送中斷處理程序，接收中斷處理程序以及集中控制程序等，其柴油發(fā)電站遠端監(jiān)控程序的流程圖如圖2所示。

系統(tǒng)能夠通過主控制微機、串行通訊等采集到柴油發(fā)電機組的交流頻率、相電流、相電壓以及潤滑油油壓、電池電壓以及水濕等參數(shù)，如果柴油發(fā)電機組的工作范圍超標時，則需要集中控制系統(tǒng)發(fā)出警報。

2.監(jiān)控界面和參數(shù)修改界面的控制

柴油發(fā)電站主界面的設計主要是通過可視化編程軟件進行設計的，其中主界面主要包括市電情況的監(jiān)視、柴油發(fā)電機轉(zhuǎn)速情況的監(jiān)視以及運行狀態(tài)的監(jiān)視等。并且在系統(tǒng)中也設置有啟動和停機按鈕，這樣就能夠方便的從上位機直接啟動或者停止柴油發(fā)電機。柴油發(fā)電機參數(shù)設置界面如圖3所示，在進行參數(shù)設置時只需要下拉菜單選擇參數(shù)值，在點擊確定后送入PLC系統(tǒng)就能實現(xiàn)參數(shù)的設置，如果PLC控制系統(tǒng)在運行的狀態(tài)下時，點擊參數(shù)設置按鈕就能進行設定參數(shù)值，其中參數(shù)的默認值為柴油發(fā)電機組的啟動時間為6秒，自檢天數(shù)為15天，市電檢測時間為1分鐘，其中啟用備機時間為10秒，通過參數(shù)設定能夠根據(jù)柴油發(fā)電站的系統(tǒng)的需要或者實際情況需要將默認的參數(shù)值重新進行設置，可以通過點擊下拉菜單選擇修改的參數(shù)值，然后點擊確定按鈕，從而實現(xiàn)對柴油發(fā)電機組參數(shù)的設置[5]。

在柴油發(fā)電機組參數(shù)設定完成之后，需要將參數(shù)設設置窗口關閉，然后點擊監(jiān)視按鈕，以在上位機上顯示出監(jiān)控的狀態(tài)，如果市電出現(xiàn)故障時，則顯示狀態(tài)框中在沒有市電的情況下呈現(xiàn)出紅色，如果啟動發(fā)電機，則柴油發(fā)電機組的狀態(tài)為啟動狀態(tài)，啟動下面的方框就會呈現(xiàn)出紅色，在柴油發(fā)電機組啟動時，如果啟動成功的情況下，柴油機投入運行，并且在正常運行下的方框呈現(xiàn)為綠色，如果柴油發(fā)電機啟動不成功，則柴油發(fā)電機組啟動失敗后顯示狀態(tài)下就會呈現(xiàn)出紅色的狀態(tài)，然后啟動備用設備，備用設備啟動后狀態(tài)顯示方框如果呈現(xiàn)出綠色則系統(tǒng)運行正常。

四、總結

在柴油發(fā)電站中應用遠端監(jiān)控系統(tǒng)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)對機組的有效的監(jiān)控，而且能夠?qū)Ρ槐O(jiān)控部分的電氣系統(tǒng)的故障分析和顯示，從根本上實現(xiàn)對設備的科學化管理、對柴油發(fā)電站遠端監(jiān)控工作條件的改善，以實現(xiàn)柴油發(fā)電機組在無人值班的狀態(tài)下安全穩(wěn)定的運行。

[1]GB l2786-91,自動化柴油發(fā)電機組通用技術條件.

[2]劉瑞新.Visual Basic程序設計教程[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003:123-125.

[3]Williams L,Thomas WITael.A Metho do lo gy for the Typical Unification of Super pages and Red-black Trees[C].//Proc.SOSP,2005:30-35.

[4]蔡復青,朱華兵,王樹宗.柴油發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)研究[J].微計算機信息(測控儀表自動化),2003(6):41-42.

[5]付青,丁金華,王輝,等.Modbus協(xié)議在智能信號變送器中的應用[J].儀表技術與傳感器,2011(6):26-28.