Универсальная система управления дизель-генераторной установкой
Универсальная система управления дизель-генераторной установкой (ДГУ) относиться к регулирующим и управляющим системам общего назначения, а именно, к средствам и системам управления дизель-генераторным агрегатом. Система включает дизельный двигатель со стартером и устройством управления подачей топлива к двигателю, электрический генератор, программируемый контроллер, связанный с внешней сетью электропитания и включающий графический дисплей, блок звуковой сигнализации, блок световой индикации, аналоговый датчик напряжения генератора ДГУ, аналоговый датчик давления масла в картере двигателя ДГУ, дискретный датчик давления масла в картере двигателя ДГУ и дискретный датчик срабатывания автоматического выключателя генератора (АВГ) ДГУ. в систему включены дополнительно аналоговый датчик нагрузки 9, дискретный датчик нагрузки 4, блок предохранителей самовостанавливающихся полупроводниковых 34, а также блок управления системами подогрева антифриза, масла и генератора 31, при этом вход I контроллера соединен с внешней сетью электропитания, выход аналогового датчика по напряжения соединен с входом II контроллера, выход аналогового датчика тока соединен с входом III контроллера, выход аналогового датчика напряжения аккумуляторной батареи АВГ соединен с IV входом контроллера, выход аналогового датчика нагрузки соединен с V входом контроллера, выход аналогового датчика температуры охлаждающей жидкости соединен с VI входом контроллера, выход аналогового датчика давления масла в картере двигателя ДГУ соединен с VII входом контроллера, выход дискретного датчика уровня охлаждающей жидкости в ДГУ соединен с VIII входом контроллера, выход дискретного датчика давления масла в картере двигателя ДГУ соединен с IX входом контроллера, выход дискретного датчика нагрузки соединен с Х входом контроллера, выход дискретного датчика срабатывания автоматического выключателя ДГУ соединен с XI входом контроллера, а выходы контроллера соединены: первый - со входом стартера двигателя, второй - со входом устройства управления подачей топлива к двигателю ДГУ, третий - со входом регулятора напряжения, четвертый - со входом автоматическим выключателем, пятый - со стоп-устройством, шестой - со стоп-устройством, седьмой - с топливным клапаном, восьмой - с электронным блоком управления ДГУ, девятый, десятый, одиннадцатый - с подогревателями антифриза, масла и генератора 20. 21, 22; Система обеспечивает устойчивую работу энергосистемы, состоящей из различных генерирующих источников энергии и повышает надежность работы дизель-генератора, оснащенного универсальной системой управления.
Заявляемая полезная модель относиться к регулирующим и управляющим системам общего назначения, а именно, к средствам и системам управления дизель-генераторным агрегатом.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство управления дизель-генераторным агрегатом (Свидетельство на ПМ71011, от 20.02.2008). Устройство включает дизельный двигатель со стартером и устройством управления подачей топлива к двигателю, и электрический генератор. Устройство содержит контроллер, монитор, блок звуковой сигнализации, блок световой индикации, аналоговый датчик параметров напряжения генератора ДГА, аналоговый датчик давления масла в картере двигателя ДГА, дискретный датчик давления масла в картере двигателя ДГА и дискретный датчик срабатывания автоматического выключателя генератора ДГА. Первый вход контроллера соединен с внешней сетью электропитания, выход аналогового датчика параметров напряжения соединен со вторым входом контроллера, выход аналогового датчика давления масла в картере двигателя ДГА соединен с третьим входом контроллера, выход дискретного датчика давления масла в картере двигателя ДГА соединен с четвертым входом контроллера, выход дискретного датчика срабатывания автоматического выключателя ДГА соединен с пятым входом контроллера. Выходы контроллера соединены: первый - со входом стартера двигателя, второй - с первым входом устройства управления подачей топлива к двигателю ДГА, третий - со входом монитора, четвертый - со входом блока звуковой сигнализации, пятый - со входом блока световой индикации. Устройство управления ДГА дополнительно содержит размещенные в ДГА аналоговый датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя ДГА, дискретный датчик температуры охлаждающей жидкости двигателя ДГА, дискретный датчик уровня охлаждающей жидкости двигателя ДГА. Выход аналогового датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя ДГА соединен с шестым входом контроллера, выход дискретного датчика температуры охлаждающей жидкости двигателя ДГА соединен с седьмым входом контроллера, выход дискретного датчика уровня охлаждающей жидкости двигателя ДГА соединен с восьмым входом контроллера, выход аналогового датчика уровня топлива в топливном баке двигателя ДГА соединен с девятым входом контроллера, а выход дискретного датчика уровня топлива в топливном баке двигателя ДГА соединен с десятым входом контроллера. Устройство управления ДГА может быть снабжено экстренным кнопочным выключателем ДГА, первый выход которого соединен со входом устройства управления подачей топлива к двигателю ДГА, а второй его выход соединен со вторым входом блока световой индикации. Устройство управления ДГА может быть также снабжено блоком сопряжения контроллера с персональным компьютером, при этом первый вход блока сопряжения контроллера с персональным компьютером соединен с шестым выходом контроллера, первый его выход соединен с одиннадцатым входом контроллера, а второй вход и второй выход блока сопряжения контроллера с персональным компьютером соединены с персональным компьютером. Предотвращается останов ДГА вследствие израсходования или утечки охлаждающей жидкости. Обеспечивается возможность экстренного останова ДГА при возникновении ситуации, угрожающей жизни и здоровью людей или выходу из строя ДГА.
Задачей полезной модели является разработка универсальной системы управления дизель-генераторной установкой.
Техническим результатом является обеспечение устойчивой работы энергосистемы, состоящей из различных генерирующих источников энергии и повышение надежности работы дизель-генератора, оснащенного универсальной системой управления.
Согласно полезной модели универсальная система управления дизель-генераторной установкой (ДГУ), включает дизельный двигатель со стартером и устройством управления подачей топлива к двигателю, электрический генератор, программируемый контроллер, связанный с внешней сетью электропитания и включающий графический дисплей, блок звуковой сигнализации, блок световой индикации, аналоговый датчик напряжения генератора ДГУ, аналоговый датчик давления масла в картере двигателя ДГУ, дискретный датчик давления масла в картере двигателя ДГУ и дискретный датчик срабатывания автоматического выключателя генератора (АВГ) ДГУ. В систему включен дополнительно аналоговый датчик нагрузки и дискретный датчик нагрузки, блок предохранителей самовосстанавливающихся полупроводниковых, а также блок управления системами подогрева антифриза, масла и генератора. При этом первый вход контроллера соединен с внешней сетью электропитания, выход аналогового датчика по напряжения соединен со вторым входом контроллера, выход аналогового датчика тока соединен со третьим входом контроллера, выход аналогового датчика напряжения аккумуляторной батареи АВГ соединен со четвертым входом контроллера, выход аналогового датчика нагрузки соединен со пятым входом контроллера, выход аналогового датчика температуры охлаждающей жидкости соединен со шестым входом контроллера, выход аналогового датчика давления масла в картере двигателя ДГУ соединен с седьмым входом контроллера, выход дискретного датчика уровня охлаждающей жидкости в ДГУ соединен с восьмым входом контроллера, выход дискретного датчика давления масла в картере двигателя ДГУ соединен с девятым входом контроллера, выход дискретного датчика нагрузки соединен с десятым входом контроллера, выход дискретного датчика срабатывания автоматического выключателя ДГУ соединен с одиннадцатым входом контроллера, а выходы контроллера соединены: первый - со входом стартера двигателя, второй - со входом устройства управления подачей топлива к двигателю ДГУ, третий - со входом регулятора напряжения, четвертый - со входом автоматическим выключателем, пятый - со стоп-устройством, шестой - с пусковым устройством, седьмой - с топливным клапаном, восьмой - с электронным блоком управления ДГУ, девятый, десятый, одиннадцатый - с подогревателями антифриза, масла и генератора;
Универсальной устройство управления ДГУ может быть снабжено также блоком сопряжения контроллера с персональным компьютером, при этом первый вход блока сопряжения контроллера с персональным компьютером соединен с двенадцатым выходом контроллера, первый его выход соединен с двенадцатым входом контроллера, а второй вход и второй выход блока сопряжения контроллера с персональным компьютером соединены с персональным компьютером.
Повышение устойчивости энергосистемы и надежности работы дизель-генераторной установки ДГУ достигается за счет:
- Наличия датчиков нагрузки, которые обеспечивает устойчивую работу энергосистемы, состоящей из различных генерирующих источников энергии.
- наличия встроенного мощного зарядного устройства с защитой от короткого замыкания, которое продлевает ресурс зарядного генератора и делает возможным работу генераторной установки при выходе его из строя.
- применения быстродействующих самовосстанавливающихся полупроводниковых предохранителей на все входные и выходные цепочки «ТЭТРИКА».
- Наличие внутреннего управляемого подогрева. С его помощью поддерживается постоянная температура системы управления, что увеличивает устойчивость и продлевает ресурс электронных компонентов.
- Применение DC/DC развязки стабилизирует напряжение постоянного тока в моменты пуска агрегата.
На фиг 1 представлена блок схема универсальной системы управления дизель-генераторной установкой, где
1 - дизель-генераторная установка (ДГУ)
2 - универсальная система управления дизель-генераторной установкой
3 - дискретный датчик срабатывания автоматического выключателя генераторного (АВГ)
4 - Дискретный датчик нагрузки
5 - Дискретный датчик давления масла в катере двигателя ДГУ
6 - Дискретный датчик уровня охлаждающей жидкости в ДГУ
7 - Аналоговый датчик давления масла в катере двигателя ДГУ
8 - Аналоговый датчик температуры охлаждающей жидкости
9 - Аналоговый датчик нагрузки
10 - Аккумуляторная батарея
11 - Трансформаторы тока на шинах генератора
12 - Аналоговый датчики параметров по напряжению
13 - Устройство управления подачей топлива
14 - Регулятор напряжения
15 - Автоматический выключатель (АВГ)
16 - Стон-устройство
17 - Пусковое устройство
18 - Стартер
19 - Топливный клапан
20 - Подогреватель антифриза
21 - Подогреватель масла
22 - Подогреватель генератора
23 - Электронный блок управления двигателем
24 - Программируемый контроллер
25 - Блок световой сигнализации
26 - Блок звуковой сигнализации
27 - Регулятор частоты вращения
28 - Зарядное устройство
29 - Блок промежуточных реле
30 - Ремонтное освещение
31 - Блок управления системами подогрева антифриза, масла и генератора
32 - Внешняя сеть электропитания
33 - Графический дисплей
34 - Быстродействующие самовосстанавливающихся полупроводниковых предохранителей
35 - Блок коммуникации для связи по СА N1, СА N2, Profibus.
36 - Ввод 220 В, 50 Гц
37 - Блок сопряжения контроллера с персональным компьютером
38 - Центральный процессор
39 - ВВОД=24 В
40 - Блок аналоговых входов
41 - Преобразователь сигнала
42 - ВЫВОД=24 В
43 - Измерительные токовые входы
44 - Измерительные входы по напряжению
45 - Блок аналоговых выходов
46 - Стабилизатор DC/DC
Входы контроллера - I, II, III, IV, V, VI, VII, VIII, IX, X, XI.
Выходы контроллера-I 1, II1, III1, IV1, V 1, VI1, VII1, VIII1, IX 1, X1, XI1, XII1
При работе на нагрузку универсальная система управления 2 выполняет постоянный контроль параметров ДГУ при его работе и параметров генерируемой энергии в соответствии с установками. При выходе параметров ДГУ или параметров генерируемой энергии за пределы запрограммированных установок система управления выполняет формирование внутренних аварийных сигналов, которые отображаются на графическом дисплее 35, блоке звуковой 28 и световой 27 сигнализации.
При параллельной работе дизель-генераторной установки, оснащенной универсальной системой управления в режиме параллельной работы на нагрузку используется режим адаптивного (по изменяемому заданному значению) распределения нагрузки. При включении дизель-генератора на общую шину происходит измерение нагрузки с помощью датчика нагрузки 4 и преобразование полученного сигнала в унифицированный сигнал 4-20 мА преобразователем сигналов 4.1. Адаптивное распределение нагрузки характерно тем, что в качестве заданного значения регулирования мощности в систему управления дизель-генераторной установкой, в режиме реального времени, вводится величина, пропорциональная актуальной нагрузке энергосистемы (от датчика нагрузки 4). Универсальная система управления дизель-генераторной установкой содержит настройки распределения активной нагрузки между параллельно работающими агрегатами Контроллер системы работает как трехпозиционный регулятор. По истечении определенной временной задержки вычисляется разница между уставкой нагрузки и фактически измеренной нагрузкой. По этой разнице рассчитывается длительность управляющих импульсов повышения или понижения частоты вращения дизель-генераторной установкой. Уставкой регулирования служит унифицированный сигнал преобразователя датчика нагрузки 4.1. Если разность заданного и фактического значений нагрузки находится в зоне нечувствительности, регулятор блокируется.
1. Универсальная система управления дизель-генераторной установкой (ДГУ), включающая дизельный двигатель со стартером и устройством управления подачей топлива к двигателю, электрический генератор, содержащая программируемый контроллер, связанный с внешней сетью электропитания и включающий графический дисплей, блок звуковой сигнализации, блок световой индикации, аналоговый датчик напряжения генератора ДГУ, аналоговый датчик давления масла в картере двигателя ДГУ, дискретный датчик давления масла в картере двигателя ДГУ и дискретный датчик срабатывания автоматического выключателя генератора (АВГ) ДГУ, отличающаяся тем, что в систему включены дополнительно аналоговый датчик нагрузки, дискретный датчик нагрузки, блок быстродействующих самовосстанавливающихся полупроводниковых предохранителей, а также блок управления системами подогрева антифриза, масла и генератора, при этом первый вход контроллера соединен с внешней сетью электропитания, выход аналогового датчика по напряжения соединен со вторым входом контроллера, выход аналогового датчика тока соединен с третьим входом контроллера, выход аналогового датчика напряжения аккумуляторной батареи АВГ соединен с четвертым входом контроллера, выход аналогового датчика нагрузки соединен с пятым входом контроллера, выход аналогового датчика температуры охлаждающей жидкости соединен с шестым входом контроллера, выход аналогового датчика давления масла в картере двигателя ДГУ соединен с седьмым входом контроллера, выход дискретного датчика уровня охлаждающей жидкости в ДГУ соединен с восьмым входом контроллера, выход дискретного датчика давления масла в картере двигателя ДГУ соединен с девятым входом контроллера, выход дискретного датчика нагрузки соединен с десятым входом контроллера, выход дискретного датчика срабатывания автоматического выключателя ДГУ соединен с одиннадцатым входом контроллера, а выходы контроллера соединены: первый - со входом стартера двигателя, второй - со входом устройства управления подачей топлива к двигателю ДГУ, третий - со входом регулятора напряжения, четвертый - со входом автоматическим выключателем, пятый - со стоп-устройством, шестой - с пусковым устройством, седьмой - с топливным клапаном, восьмой - с электронным блоком управления ДГУ, девятый, десятый, одиннадцатый - с подогревателями антифриза, масла и генератора.
2. Универсальная система управления дизель-генераторной установкой (ДГУ) по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена также блоком сопряжения контроллера с персональным компьютером, при этом первый вход блока сопряжения контроллера с персональным компьютером соединен с двенадцатым выходом контроллера, первый его выход соединен с четырнадцатым входом контроллера, а второй вход и второй выход блока сопряжения контроллера с персональным компьютером соединены с персональным компьютером.
