柴油发电站远端监控系统研究

江苏道康发电机组有限公司 吴金兵

一、柴油发电站远端监控系统

1.系统功能要求

在柴油发电站中，主要根据GB/T14712-96《自动化柴油发电机组分级要求》和GB12 786-91《自动化柴油发电机组通用哦技术条件》[1]，柴油发电机组作为电站的控制系统，其功能主要有以下几点：

柴油发电机组的上位机能够监视发电机组的运行参数、故障报警以及工作状态等，并且具有在线修改发电机组的故障保护参数功能，还能够启动和关闭发电机组，修改发电机的电流互感器变比、发电机的启动时间、显示发电机组的额定工作状态、发动机飞轮齿数等。柴油发电机组的下位机不仅能够实现市电故障后的自动启动系统和市电恢复后的自动停机系统，并且系统在接到上位机的停止或者启动的指令后，能够实现自动完成对机组的分合闸控制和机组的升降速度，而且还能够实现柴油发电机的电气故障和机械故障的保护功能等。

图1 柴油发电机监控系统工作原理框架图

图2 柴油发电站远端监控程序的流程图

图3 柴油发电机参数设置界面

2.监控系统工作原理

柴油发电站远端监控系统的工作原理主要是应用可视化编程软件设计的中文界面，并通过Mscomm控件对串行通讯口进行控制，以实现上位机和下位机之间的通讯，并完成对柴油机的是参数设置和柴油发电机组的远端监控[2]。柴油发电机监控系统工作原理框架图如图1所示。

二、柴油发电机监控系统的硬件结构

在柴油发电站中，为了能够实现无人值班的功能特点，则需要在柴油发电机组的监控系统中需要进行检测机组的运行状态、运行参数，并且在监控系统中控制输出以下几点：（1）在柴油发电机组需要进行检测机组输出电流、电压以及起动电池的电压、柴油油压、冷却水水温等，（2）除了需要进行检测上述参数外，还需要进行检测柴油发电机组的状态，如超温报警状态、机组转速报警状态和冷却水箱低水位状态等[3]。

柴油发电站的远端监控系统的硬件结构主要以PLC为核心，并配上检测，控制电路以及显示仪表等构成远端监控系统的硬件系统。其中PLC控制系统不仅具有CPU模块，而且还具有以下功能模块：（1）四路八位模拟量的输入模块，其作用主要是为了能够实现对机组输出电流和电压、冷却水等模拟量的转换。（2）其中两个十六路开关量输出模主要是实现机组的工作状态显示、机组运行的参数的显示以及控制柴油发电机组的宣统模拟量输入通道及其运行等。（3）两个八路开关量输入模块主要是用于连接操作按键，并进行控制电网的状态和输入机组的运行状态等。

在柴油发电机站中实现远端监控和检测的电路主要有：（1）交流电流、电压以及频率检测电流等，其主要是通过对互感器件对柴油发电机组的交流电流输出采样，然后采用变压器对机组的频率、电压等进行输出采样，经过调离后电路转化为PLC模拟量输入模块所需要的信号形式[4]。（2）柴油发电机组的远端控制状态检测传感器主要是用于检测机组的柴油油压状态和冷却水箱的水位等状态。（3）冷却水温检测电路主要是将设置在冷却水箱中的水温传感器的输出信号调理后送入PLC的模拟量的输入模块中。

三、柴油发电站远端监控软件

1.柴油发电占远端监控系统

柴油发电机站的远端监控软件主要包括接口芯片的初始化程序，发送中断处理程序，接收中断处理程序以及集中控制程序等，其柴油发电站远端监控程序的流程图如图2所示。

系统能够通过主控制微机、串行通讯等采集到柴油发电机组的交流频率、相电流、相电压以及润滑油油压、电池电压以及水湿等参数，如果柴油发电机组的工作范围超标时，则需要集中控制系统发出警报。

2.监控界面和参数修改界面的控制

柴油发电站主界面的设计主要是通过可视化编程软件进行设计的，其中主界面主要包括市电情况的监视、柴油发电机转速情况的监视以及运行状态的监视等。并且在系统中也设置有启动和停机按钮，这样就能够方便的从上位机直接启动或者停止柴油发电机。柴油发电机参数设置界面如图3所示，在进行参数设置时只需要下拉菜单选择参数值，在点击确定后送入PLC系统就能实现参数的设置，如果PLC控制系统在运行的状态下时，点击参数设置按钮就能进行设定参数值，其中参数的默认值为柴油发电机组的启动时间为6秒，自检天数为15天，市电检测时间为1分钟，其中启用备机时间为10秒，通过参数设定能够根据柴油发电站的系统的需要或者实际情况需要将默认的参数值重新进行设置，可以通过点击下拉菜单选择修改的参数值，然后点击确定按钮，从而实现对柴油发电机组参数的设置[5]。

在柴油发电机组参数设定完成之后，需要将参数设设置窗口关闭，然后点击监视按钮，以在上位机上显示出监控的状态，如果市电出现故障时，则显示状态框中在没有市电的情况下呈现出红色，如果启动发电机，则柴油发电机组的状态为启动状态，启动下面的方框就会呈现出红色，在柴油发电机组启动时，如果启动成功的情况下，柴油机投入运行，并且在正常运行下的方框呈现为绿色，如果柴油发电机启动不成功，则柴油发电机组启动失败后显示状态下就会呈现出红色的状态，然后启动备用设备，备用设备启动后状态显示方框如果呈现出绿色则系统运行正常。

四、总结

在柴油发电站中应用远端监控系统不仅能够实现对机组的有效的监控，而且能够对被监控部分的电气系统的故障分析和显示，从根本上实现对设备的科学化管理、对柴油发电站远端监控工作条件的改善，以实现柴油发电机组在无人值班的状态下安全稳定的运行。

[1]GB l2786-91,自动化柴油发电机组通用技术条件.

[2]刘瑞新.Visual Basic程序设计教程[M].北京:电子工业出版社,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]蔡复青,朱华兵,王树宗.柴油发电机组监控系统研究[J].微计算机信息(测控仪表自动化),2003(6):41-42.

[5]付青,丁金华,王辉,等.Modbus协议在智能信号变送器中的应用[J].仪表技术与传感器,2011(6):26-28.