6C雙燃料發動機控制系統應用

戴群偉（四川中車玉柴發動機股份有限公司,四川 資陽 641300）

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6C雙燃料發動機控制系統應用

戴群偉
（四川中車玉柴發動機股份有限公司,四川 資陽 641300）

摘 要：本文介紹了雙燃料發動機的自動控制系統，在自動系統控制下，實現發動機的自動啟動；同時介紹了系統的軟件和硬件相關設置。

關鍵詞：雙燃料發動機；自動控制系統；軟件；硬件

0 前言

隨著發動機燃料的發展，其控制系統更具智能化更具強大控制功能。本文筆者介紹了我公司6C雙燃料發動機的自動控制系統。

1 系統總體結構

1.1 系統操作

為實現系統的操作，系統對外交流窗口（觸摸液晶顯示屏）設置了“發動機參數”、“開關量狀態”、“報警查詢”、“參數設置”、“實驗”五個功能按鈕。“實驗”功能按鈕用于調試發動機在非運行情況下各種技術動作。當發動機運行后，“發動機參數”功能按鈕可用于觀察和記錄發動機參數。“開關量狀態”功能按鈕主要是顯示當前發動機的各個開關和閥門情況。按下“參數設置”功能按鈕（有密碼保護），可修改和設置發動機的一些參數。按下“報警查詢”功能按鈕，可查詢發動機運行時的近期故障信息，做發動機保養和維修的技術參考，體現了人機快速交流智能化控制。

1.2 硬件系統

該系統采用模塊化的設計思想，分為8個模塊。分別為輸入模塊、輸出執行模塊、報警模塊、運行參數模塊、電源模塊、顯示模塊、通信模塊以及主模塊。主模塊選用和利時LM3108款PLC可編程邏輯控制器。為提高系統的可靠性，系統將顯示和控制設置為兩個相對獨立的部分，兩者通過通信實現數據的實時交換。這樣做可以實現兩者各自安裝，增強系統的整體抗干擾能力，這點在惡劣的環境中顯得尤為重要。

1.3 軟件操作系統

系統主要分為PLC控制系統后臺程序的編寫和顯示程序的編寫。兩者通過國際標準的MODBUS RTU 通信協議進行通信。

PLC系統控制有主程序、通信子程序、自動啟動子程序、手動啟動子程序、正常停機子程序、緊急停機子程序、顯示子程序、安保子程序、開關量輸入輸出子程序、雙燃料控制子程序組成。為實現系統控制的精確和迅速，主程序始終維持運行狀態，子程序等待主程序的調用。主程序調用完子程序，子程序退出；主程序可同時調用多個子程序。這樣做不僅節約PLC系統資源，而且子程序互不干擾。這樣做使得調試人員在現場調試發動機時直觀問題關鍵所在，排除故障。

觸摸液晶屏是發動機運行信息和操作人員信息交流的重要平臺，有 “發動機參數”、“開關量狀態”、“報警查詢”、“參數設置”、“實驗”五大功能。這五大功能相互配合使用，通過與PLC實時通信將操作人員的命令發送給PLC，PLC及時響應、分析命令后調用“輸出執行模塊”驅動執行器完成動作，從而實現系統的自動化控制。

2 系統運行

2.1 發動機啟動

系統的啟動控制較復雜，如果生產需要發動機啟動，系統會自我判斷是否啟動。啟動中，如果第一次啟動沒成功，在啟機10（可修改此參數）秒以后發動機會自行再次啟動；如果三次啟動均不成功，控制系統會發出啟機失敗信號并并不再啟動發動機。啟動發動機的過程不僅要判斷發動機的各項運行參數，還要判斷發動機是否啟動成功，啟動成功則給出啟動成功信號并進入發動機工作狀態（如圖1）。

圖1 軟件系統主程序框架圖

2.2 發動機的運行維持

發動啟動成功后，進入運行狀態。運行過程中控制系統會實時監控發動機本身的狀態，如機油壓力、增壓器轉速等。當發動機出現故障或者其他狀況，如發動機超速、燃氣壓力太低、調速器故障等，則控制系統立即反應給出報警信號并自動記錄報警信息和運行參數信息；如果報警等級達到停機等級，系統會立即自動緊急停機并自動記錄故障信息和停機原因。而在發動機的整個運行過程中，控制系統會一直監控發動機的各種運行參數和外部因數做出相應的動作從而實現對發動機的智能控制。

3 結語

雙燃料發動機的工作環境一般比較惡劣，特別是燃氣不穩定導致發動機工作狀態不穩定。該控制系統的穩定性在我公司的6C雙燃料發動機上進行了實驗和使用。使用結果表明該系統設計合理，穩定可靠，工作正常，各項指標均達到了設計的要求。

參考文獻：

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［4］張金嬌，陳剛.PLC在柴油發電機組自動控制系統中的應用［J］.湖北工學院學報,2003,4（18）：29-31.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.034