为包管设备的正常运行,首先必需包管设备的正常供电。柴油发电机组的自动控制系统,可以实现以下的功能:当电网正常时,仪器设备由电网供中;当电网不正常时,立刻启动柴油发电机组,由柴油发电机组供电;当电网恢复正常后,恢复电网供电,并关闭柴油发电机组。该系统还能与上位机进行通信,实现远程监控。由于该系统中需同时测量电网、柴油发电机的频率量,电压,电流和蓄电池的电压等的模拟量,还要实现控制与显示板、控制板与微机的通信,而PLC16C74单片机中的3个按时器(计数器)TMR0\TMR1\TMR2可用于实现按时,2个捕获/比力/脉宽调制端口用于频率测量,片内的A/D口用于测量电压、电流等模拟量,同步串行口可用于控制板与显示板的通信,异步串行通信口(SC1)可实现控制板与微机的通信,因此在该系统中选用了PLC16C74单片机作为控制系统的核心,使得控制系统硬件变得较为简单。同时因为PLC系列单片机的指令均为单字节指令,且具有内部上电复位电路、内部掉电锁定电路和看门狗计时器,极大地提高了系统的可靠性。
(一)运行状态
1.电网供电
在电网供电时,需要检测电压、电流、频率等参数,电压的取样电路,电压信号经全桥整流、放大后转换为直流信号送到单片机的A/D口,电流的取样电路类似。频率信号同样从电压互感器取得,转换为方波信号后送到单片机的捕获端口(CCP1)。当检测到的电网电压、频率值都在正常范围内时,由电网供电;当过设定的上限或下限时,即判定为电网供电不正常,并立即启动柴油发电机,进入柴油发电机启动状态。
2.柴油发电机启动
在柴油发电机启动过程中,不仅要检测柴油发电机组的电压、电流、频率和柴油发电机的油压,还需判断柴油发电机是否启动成功。由于柴油发电机启动过程中对信号的干扰较大,电量参数的测量及是否成功启动的判别,是该控制系统的核心之一。由于柴油发电机组在刚开始启动时,输出的电压较低,因此在启动过程中,不以电压作为是否启动成功的标记,而以频率和柴油发电机油压作为标记。在启动过程中检测到柴油发电机的油压为高,或检测到频率在一段时间内连续上升,才认为启动成功。为提高系统的可靠性,允许柴油发电机连续启动3次,每次启动时间约3s,间隔2s。如果3次启动均未成功,则禁止柴油发电机启动并报错。考虑到蓄电池电压低时,也可能使柴油发电机启动失败,因此在启动过程中,若检测到蓄电池电压低,则通过蜂鸣器蜂鸣提示。而当电网恢复正常后,蓄电池会被充电,此时允许再次启动柴油发电机。如果柴油发电机启动成功,则进入柴油发电机组供电状态。