柴油发电机组控制系统的模块设计肖勇，李冬杨（兰州电源车辆研宄所，甘肃兰州730050）法，并介绍了各个控制功能的相应控制模块。

　　1前言柴油发电机组控制系统是柴油发电机组的重要组成部分，是决定柴油发电机组性能及使用技术的核心所在。从以往柴油发电机组电气控制系统的发展及开发方向来看，大多采用模拟机电控制电路为主要设计思想，虽然近几年开发了部分自动控制及保护系统模块，但大部分设计采用各自为主，各自为政的设计思想。设计思想分散，控制系统复杂且需专业技术人员专人调试。同目前国外电站电气控制系统的‘三化（通用化、系列化、模块化）设计思想相比，存在较大的差距，严重制约了柴油发电机组控制系统的产业化发展思想，是一个较为严重的现象。因此，在柴油发电机组上逐步实现控制系统的模块应用是今后柴油发电机组控制系统发展产业化的重要任务之一。

　　柴油发电机组控制系统主要完成柴油发电机组的运行控制、电力传输、状态监视、故障保护及远程监控等功能，一般由主回路开关柜（一次回路）和控制柜（二次回路）组成。主回路开关柜主要完成系统的电力传输、负载分配、开关输出等强电控制功能，由输出电缆、开关设备、电流互感器、输出接口等组成，其设备的选用及确定由发电机组的输出功率及负载分配技术要求来决定；而控制柜主要完成系统的各种控制及检测保护等功能，由控制电路、检测仪表、操作组件和通讯电路等组成，其元器件和电路的选用和确定由发电机组的控制功能和控制要求来决定。对于主回路开关柜，必须根据所配备发电机组的功率，出线方式，空间尺寸及安放位置来确定。因此，主回路开关柜的设计应随配备发电机组系统的变化而不同。而对于控制柜，一种功能形式即可涵盖所有功率段的柴油发电机组控制系统，对于不同功率段的柴油发电机组，只需选用不同变比的电流表（采用数显表和智能控制的控制柜只需改变程控参数）即可。因此，可以将控制柜设计成为特定功能形式的控制柜系列以适应不同功率和不同功能的柴油发电机组控制系统。

　　2国内外主要概述目前，国内外有许多公司广泛采用模块式控制单元组成电站电气控制系统，特别是国外己有许多专业公司开发和生产发电机组控制系统用控制单元模块，如，英国深海电子有限公司开发的各种单元模块；美国AMBAC的电调控制器及其它单元模块；捷克科迈电子公司的电气控制单元模块；意大利HARSEN的电子参数表；英国MEGACON的同步并车系统单元模块等己在发电机组行业中得到广泛应用。国内也有部分专业工控公司引进国外先进技术开发并研制出符合我国使用要求的柴油发电机组控制功能模块，如，广州三业科技有限公司开发研制的控制模块系列；桂林光明科技公司研制的DACTS系列控制模块等。国内许多生产厂家己利用这些控制单元模块开发研制出许多可靠性高、性能良好的发电机组控制柜系列，并广泛应用于柴油发电机组系统中，极大的提高了柴油发电机组的性能和可靠性，为今后柴油发电机组控制系统的标准化和系列x：2003~0冬01李妙i197本理2甘肃愚远人灌理工程师从内燃机电站及ffs改车电站的销售及服务工作reserved，http://www.cnki.net化设计提供了一定的技术基础。

　　3采用模块化设计发电机组控制系统的优点利用控制单元模块构成发电机组控制系统可以充分发挥发电机组电气控制系统的优越性，并可根据各种不同用户的要求组成不同类型的控制系统，完成不同的控制功能，以满足各种用户的需求，而且使用极为方便。普通技术人员通过人机对话即可完成参数的设定和更改。另外，控制系统的模块化可以快速扩展系统控制功能，在现有技术基础上开发新产品，发展自己的产业。通过对单元模块的使用了解，可以掌握先进的电站控制技术，加快控制单元模块国产化的进程，有利于我国发电机组行业早日迈入国内领先水平行列。

　　4发电机组用控制单元模块的分类及主要功能根据目前发电机组的控制内容及各主要控制功能，可将发电机组用的控制单元模块分类如下。

　　4.1主控制系统模块主控制系统模块负责发电机组控制系统的协调、组织及运行等任务，是发电机组控制系统的中心控制环节。目前，国内外主控制系统模块大多采用高性能微处理器系统研制而成。如，英国深海电子公司的DeepSea500系列，是柴油发电机组控制系统的核心，模块应用固定程序控制方式完成发电机组控制功能，用户只需通过人机对话方式修改部分控制参数即可满足发电机组的不同控制要求。采用主控制系统模块组成的柴油发电机组系统可完成机组的自启动/自停机、市电/机电切换、远程通讯功能及“三遛‘等自动化功能。可满足许多用户的不同要求。

　　4.2机组控制保护系列模块发电机组的保护功能主要有电参量保护及机械参量保护等要求，电参量保护主要完成发电机组的输出电压、频率、电流、缺相、短路、反极性、反流等保护功能，机械参量保护主要完成机组机械参量等方面的保护要求，如，速度、油压、水温、油温等参量的保护。目前，大部分主控制系统模块中都包含有过速、低油压、高水温保护功能。

　　4.3发电机组电量显示模块发电机组电量显示模块用来显示发电机组的电压、频率、电流、功率、功率因数等电参量。目前，国内大部分生产厂家采用指针式指示仪表来完成此项显示功能模块。电气参量数字显示技术替代指针式电参量仪表是今后电气测量技术发展的趋势，也是提高电气测量精度，向智能化仪表接轨的发展方向。

　　目前，高档次智能化发电机组控制系统亦逐渐采用数字化仪表替代指针式仪表，但使用的大多数数显表是电力系统用表，若能开发研制出柴油发电机组专用电气数显组合仪表，将会对今后柴油发电机组控制柜测试仪表的发展有一定的促进作用。

　　4.4发电机组机械参量显示模块发电机组机械参量显示模块主要用来显示柴油机速度、油压、水温、油温、运行时间、蓄电池电压等油机参量。目前，国内大部分生产厂家也同样采用指针式指示仪表来完成此项显示功能，但国外许多生产厂己开发出组合式数字显示功能模块。发电机组机械参量显示技术同样存在由指针式向数显式过度的趋势，而国内很少有发电机组机械参量数显仪表，所以开发研制出柴油机专用机械参量数显组合仪表，不仅可用于柴油发电机组，也可用于柴油机系统。将会对今后的市场发展有一定的促进作用。

　　4.5故障指示及报警模块故障指示及报警模块主要指示故障内容并发出声光报警信号。目前，故障指示及报警模块主要用发光二极管指示并伴有声音输出。

　　4.6远程通讯及控制模块随着现代通讯技术及网络技术的发展，发电机组的控制功能己不仅仅局限于进行就近控制操作还要求可进行远程控制，这些远程控制可以通过串行通讯或计算机互联网进行有线控制，而且还可以通过手机、无线遥控器等进行无线控制操作。目前，国外有关远程控制的技术己较成熟，而国内的发展还很缓慢。

　　4.7发电机组并联控制模块发电机组不仅可以单机运行还可以并联运行以提高输出功率，达到大功率供电的需求，为了达到并联运行的要求，目前，有关公司己开发出大量的用于发电机组并联运行的控制模块，如，并联主控模块、同步并车模块、并联检测模块等，利用这些控制模块即可构成满足各种不同要求的发电机组并车控制系统。

　　5发电机组控制系统发展的方向就发电机组控制系统的发展方向来看，应以模块化组合方式为主，即根据用户的不同要求选用不同功能的控制模块组合成为各种不同功能的柴油发功能，。而国外许多名产厂已开发出组合式数字ublis电机组控制柜系统。就目前发展状况看首先应以了解、使用、消化现有控制模块为基础，引进国外一些先进的具有代表性的各类控制模块，了解掌握其使用方法及工作原理，以现有产品设计和更新为基础进行配置使用。在了解掌握其功能和技术的基础上研究开发符合我国实际使用情况的柴油机控制模块并逐步进行国产化研制，最后将有代表性的重要模块进行完全国产化，并自行开发出满足国内用户需求的发电机组控制模块系列并形成具有产业特点的产品。使我国的柴油发电机组控制系统的技术性能得到提高，参与国际市场的竞争。

　　液晶（LCD）显示技术在柴油发电机组控制系统中己有部分应用，但在我国普及程度不高（目前大部分是LED技术），原因是液晶显示板本身的温度适应范围较窄，特别是在军用和野外使用中有一定的局限性。随着科学技术水平的进一步提高，液晶显示板的科技含量越来越高，从单色显示板到彩色显示板己广泛用于电信、电脑等高技术产业。相信液晶（LCD）显示技术会在不久的将来替代（LED）显示技术广泛用于发电机组控制系统中。

　　触摸屏控制技术是一种科技水平高，人机对话控制性能强的高新技术，目前己广泛用于通信系统，若将此技术结合组态软件用于柴油发电机组控制系统中，将会使柴油发电机组控制系统的使用和操作更加方便。

　　6结束语随着科学技术的进一步发展，计算机控制技术己在各行各业得到了广泛的应用，采用微电脑控制芯片技术发展的控制模块以其优越的性能和方便的使用越来越多的在柴油发电机组控制系统中得到应用。相信在未来的应用中，采用控制模块组合的发电机组控制柜将成为柴油发电机组智能化控制系统的主流方向。