內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組是工廠、郵電、醫(yī)療、學(xué)校、旅游設(shè)施及購(gòu)物商場(chǎng)等部門或場(chǎng)所的一種常用后備供電設(shè)備，當(dāng)主電源發(fā)生故障時(shí)，能夠及時(shí)提供電源，保證供電的正常，最大限度地減少因主電源故障而造成的損失。本文將討論內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組自啟動(dòng)控制與故障檢測(cè)裝置，該裝置能在無(wú)人值守條件下全自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行、合閘、分閘、供電切換、停機(jī)、啟動(dòng)以及運(yùn)行過(guò)程中各種故障檢測(cè)與報(bào)警，適用于95、6135、12V135、D234，CUMMINN、YANMAR，180、190等機(jī)型。
1主要功能
完成的裝置具有以下一些主要功能：
(1)可單機(jī)使用也可作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)使用；完成本地監(jiān)測(cè)與控制，也能用于遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)與遙控；
(2)在機(jī)旁可設(shè)置機(jī)組的運(yùn)行操作方式；自動(dòng)、機(jī)旁和試車3種；遠(yuǎn)程時(shí)外加搖控方式；
(3)能在無(wú)人值守條件下實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)啟動(dòng)運(yùn)行、合閘、分閘、供電切換以及停機(jī)等操作；
(4)具有啟動(dòng)保護(hù)功能：在有點(diǎn)火轉(zhuǎn)速、滑油建壓或發(fā)電機(jī)建壓等一種或幾種情況下，禁止接通啟動(dòng)電機(jī)；故障未排除，禁止接通啟動(dòng)電機(jī)；
(5)具有故障檢測(cè)功能：能對(duì)啟動(dòng)用蓄電池低壓，自啟動(dòng)失敗，發(fā)電機(jī)過(guò)壓、欠壓、超速，滑油失壓等故障信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)與報(bào)警；
(6)具有參數(shù)設(shè)置與修改功能，使裝置能適合多種機(jī)型的自啟動(dòng)控制。
2工作原理
2.1自啟動(dòng)控制［1］
單機(jī)運(yùn)行的裝置有3種工況：自動(dòng)、試車與機(jī)旁；遠(yuǎn)程運(yùn)行的再加搖控工況。
(1)自動(dòng)工況：主電源故障時(shí)，經(jīng)過(guò)主電源失電延時(shí)后接通啟動(dòng)馬達(dá)，若在設(shè)定的啟動(dòng)馬達(dá)接通時(shí)間內(nèi)，轉(zhuǎn)速達(dá)不到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速，在啟動(dòng)馬達(dá)間隙時(shí)間，重新接通啟動(dòng)馬達(dá)，出現(xiàn)上述情況達(dá)到所規(guī)定次數(shù)后，報(bào)啟動(dòng)失��；若在規(guī)定的啟動(dòng)時(shí)間內(nèi)達(dá)到點(diǎn)火轉(zhuǎn)速，但發(fā)電機(jī)電壓達(dá)不到要求或滑油沒有建壓，同樣報(bào)啟動(dòng)失敗。發(fā)電機(jī)自啟動(dòng)后，轉(zhuǎn)速達(dá)正常工作轉(zhuǎn)速，電壓建壓，滑油建壓即啟動(dòng)成功，啟動(dòng)成功后按a1～c1情況處理：
a1．主電源失電，自動(dòng)合閘，由發(fā)電機(jī)供電；
b1．主電源恢復(fù)正常后，經(jīng)主電源恢復(fù)延時(shí)，主開關(guān)分閘，由主電源供電，柴油發(fā)電機(jī)經(jīng)停機(jī)延時(shí)后正常停機(jī)；
c1．柴油發(fā)電機(jī)正常停機(jī)前，再次失主電源，主開關(guān)直接合閘，由發(fā)電機(jī)供電；
(2)試車工況：此工況主要用于試機(jī)，按啟動(dòng)按鈕，啟動(dòng)條件滿足時(shí)，內(nèi)燃發(fā)電機(jī)啟動(dòng)，啟動(dòng)失敗與成功的條件與自動(dòng)工況相同，啟動(dòng)成功后，按a2～b2情況處理：
a2．主電源正常，負(fù)載仍由主電源供電，發(fā)電機(jī)經(jīng)停機(jī)延時(shí)后正常停機(jī)；
b2．主電源故障，自動(dòng)合閘，負(fù)載由發(fā)電機(jī)供電。
(3)機(jī)旁工況：此工況下，可進(jìn)行故障信號(hào)的處理，不參與啟動(dòng)過(guò)程控制，只進(jìn)行檢測(cè)。
(4)遙控：在遙控情況下，不管在自動(dòng)、機(jī)旁或試車工況，均能遙控啟動(dòng)，其中啟動(dòng)保護(hù)、失敗與成功的定義不變。
2.2故障檢測(cè)與定位［２］
為提高機(jī)器運(yùn)行的可靠性與安全性以及設(shè)備的檢修，故障的自動(dòng)檢測(cè)與定位相當(dāng)重要，最簡(jiǎn)單的方法是監(jiān)測(cè)一些重要變量，并對(duì)這些變量的信號(hào)進(jìn)行采集、處理，而后做出決策。若傳感器信號(hào)用y表示，閾值用tx表示，當(dāng)y〈tx時(shí)狀態(tài)正常，否則狀態(tài)異常；對(duì)危害性較大的故障檢測(cè)采用多傳感器信息融合，此裝置的故障檢測(cè)就是依據(jù)這兩種方法，具有啟動(dòng)失敗，冷卻水高溫，滑油壓力不足，超速，發(fā)電機(jī)過(guò)壓或欠壓，發(fā)電機(jī)過(guò)載以及啟動(dòng)用蓄電池電壓低等故障信號(hào)的檢測(cè)與報(bào)警。在機(jī)旁工況下，按復(fù)位按鈕，能清除故障信息。
3系統(tǒng)設(shè)計(jì)
31硬件設(shè)計(jì)
3.1.1CPU及其外圍
裝置的核心是CPU，CPU采用Motorola公司生產(chǎn)的M68HC11E9單片機(jī)，它的資源與使用參見文獻(xiàn)［3］，在此系統(tǒng)中選用它的單片工作方式。在裝置的面板上設(shè)有啟動(dòng)、停機(jī)、復(fù)位與消音4個(gè)按鍵用于操作；轉(zhuǎn)速等一些信息由LED顯示電路完成，顯示電路由CPU的SPI接口擴(kuò)展兩片MC14489芯片組成。
3.1.2模擬量檢測(cè)
模擬量檢測(cè)是自啟動(dòng)控制與故障檢測(cè)的基礎(chǔ)，它包括模擬輸入信號(hào)、信號(hào)調(diào)理電路以及A／D轉(zhuǎn)換器所需要的電壓信號(hào)，三相電壓與電流信號(hào)直接進(jìn)入裝置，取樣電路在裝置內(nèi)完成，簡(jiǎn)化外圍接線；A／D轉(zhuǎn)換器選用11路12位串行芯片MAX186與CPU和SPI接口相連。
