PLC在柴油發(fā)電機(jī)組自動控制系統(tǒng)中的應(yīng)用

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結(jié)構(gòu)原理

頁面更新時間：2016-02-20 09:40

　　湖北工學(xué)院學(xué)報PLC在柴油發(fā)電機(jī)組自動控制系統(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、停機(jī)、定期自潤滑和運(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；自動控制；程序設(shè)計(jì)柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源，在國防、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，適用于小型自動控制系統(tǒng)的SH系列PLC，對單機(jī)應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)組的自動控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。

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

　　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。

　　水溫高報聱擂鼷超速報警備機(jī)急停機(jī)油壓聯(lián)鎖增速減速啟動停機(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)電建壓過流水溫高油溫高油壓低發(fā)電機(jī)開關(guān)手動啟動手動分閘手動停機(jī)自檢運(yùn)行報拚試驗(yàn)復(fù)位由于本機(jī)組屬于單機(jī)應(yīng)急自動化機(jī)組，根據(jù)GB/T4712《自動化柴油發(fā)電機(jī)組分級要求》的規(guī)定，本機(jī)組設(shè)置如下自動化功能。

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

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

　　試機(jī)功能。當(dāng)機(jī)組在自動狀態(tài)連續(xù)停運(yùn)超過15d時，機(jī)組能自行啟動試機(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）定時對柴油機(jī)進(jìn)行預(yù)潤滑，使柴油機(jī)各轉(zhuǎn)動部位始終保持有油膜存在，保證機(jī)組在應(yīng)急啟動和迅速帶載時，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，并向主開關(guān)發(fā)合閘信號向負(fù)載供電，整個過程必須在30s內(nèi)完成。工作過程如下：當(dāng)市電斷電或外電壓過低（電壓下降20%）時，確認(rèn)2s后向柴油機(jī)啟動馬達(dá)發(fā)啟動信號，機(jī)組啟動轉(zhuǎn)速上升至300r/min時，發(fā)啟動成功信號退出啟動馬達(dá)，并升速至額定轉(zhuǎn)速，與此同時，機(jī)組充磁建壓。在電壓和轉(zhuǎn)速均滿足的條件下，機(jī)組自動合閘向負(fù)載供電（見）。

　　曬機(jī)組啟動程序運(yùn)行框圖在啟動過程中如一次啟動不成功可連續(xù)啟動3次，啟動時電磁鐵通電6s，啟動不成功時，電磁鐵斷電延時4s后再進(jìn)行下一次啟動。若3次啟動均不成功，啟動延時時間到，則發(fā)出啟動失敗聲光報警信號并啟用備機(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，有兩種自動停機(jī)功能供選擇。“自動一”狀態(tài)，機(jī)組在確認(rèn)市電恢復(fù)10s后，自動分閘，完成切換，由市電向外供電自動二“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，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），。

　　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)過程中市電供應(yīng)又發(fā)生中斷，則直接返回啟動過程。

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

　　I自潤滑時間到1 I機(jī)組三次啟啟動失敗報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)組定期自潤滑程序運(yùn)行植。2.5機(jī)組運(yùn)行程序設(shè)計(jì)自動化機(jī)組加載成功投人正常運(yùn)行后，開始對機(jī)電的異常、市電的恢復(fù)等進(jìn)行循環(huán)檢測，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)出聲光報警信號；如發(fā)生過流則分?jǐn)嘀鏖_關(guān)，發(fā)出聲光報警信號分閘、停機(jī)、聲光報瞀丨M分閘、停機(jī)、聲光報警丨M分閘、聲光聲光報警丨機(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，另外梯形圖簡單、易懂、容易設(shè)計(jì)。但柴油發(fā)電機(jī)組的自動控制相當(dāng)復(fù)雜，涉及到各個方面，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。

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