自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)房環(huán)境控制系統(tǒng)研究

盛秋實(shí) 陳 帥 王 瑤

（1.南四湖局韓莊水利樞紐管理局，山東 濟(jì)寧 277602；2.淮委沂沭泗水利管理局，江蘇 徐州 221018）

1 研究背景

水閘工程的主要作用是滿足經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)對洪水調(diào)度、灌溉、發(fā)電、航運(yùn)、水產(chǎn)、環(huán)保、工業(yè)和生活用水等需求。由于水閘工程特殊的重要性，它的供電需求保證一直是各級防汛部門特別關(guān)注的內(nèi)容。近年來，國家投入大量人力、物力、財(cái)力發(fā)展水利工程的供電保證系統(tǒng)，但由于水閘工程一般建于河道、渠系、水庫、湖泊及濱海地區(qū)，遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，且緊急啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)往往伴隨疾風(fēng)暴雨等惡劣自然條件，目前的技術(shù)條件還難以做到100 %保障對水閘工程的安全穩(wěn)定供電。

針對自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組機(jī)房運(yùn)行環(huán)境控制要求，研究了一種基于濰柴MPG1375B9型自啟動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)組的自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)房環(huán)境控制系統(tǒng)，解決了自備發(fā)電機(jī)組無人值守時(shí)的通風(fēng)、照明、防護(hù)等設(shè)施的自動(dòng)運(yùn)行問題，保障了自備發(fā)電機(jī)運(yùn)行環(huán)境的安全。解決了高溫、潮濕環(huán)境中自備發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行問題，保障了防汛安全。

2 技術(shù)路線

2.1 主控制裝置

為便于安裝使用，該裝置按照“黑箱原理”設(shè)計(jì)，外觀上設(shè)有輸入、輸出兩路接口。使用時(shí)輸入接口和自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組連接；輸出接口和室內(nèi)照明電路連接。

裝置內(nèi)部通過中間繼電器、時(shí)間繼電器、卷簾門遙控器等元器件連接組合而成。使用時(shí)將裝置內(nèi)部遙控器和庫房卷簾門遙控裝置對碼成功即可。

2.2 通風(fēng)裝置

通風(fēng)裝置由普通卷簾門、鏤空式卷簾門、排氣扇等組成，使用時(shí)正常安裝即可。

2.3 照明裝置

照明裝置由室內(nèi)防爆照明燈、室外照明燈、室外警示燈及時(shí)控開關(guān)等組成，使用時(shí)正常安裝即可。

2.4 自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)房環(huán)境控制系統(tǒng)的主要功能

市電供電中斷，自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組自動(dòng)發(fā)電時(shí)，該系統(tǒng)即開始工作，首先根據(jù)時(shí)控開關(guān)設(shè)置，開啟照明燈、警示燈；延時(shí)5 s后開啟通風(fēng)裝置，即排氣扇工作，內(nèi)層鏤空式卷簾門關(guān)閉，外層防盜卷簾門開啟；市電恢復(fù)供電，自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組停止發(fā)電時(shí)，系統(tǒng)關(guān)閉照明裝置和通風(fēng)裝置。

該功能的實(shí)現(xiàn)保證了自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)無人值守工作時(shí)的室內(nèi)通風(fēng)、照明、發(fā)電警示、安全防護(hù)等功能，如圖1所示。

2.5 自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)房環(huán)境控制系統(tǒng)控制原理

自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)房環(huán)境控制系統(tǒng)控制原理圖如圖2所示，當(dāng)市電供電正常，繼電器JS線圈得電，市電供電指示燈正常，所有JS觸點(diǎn)到相反方向，不觸發(fā)設(shè)備啟動(dòng)，房門插座有電，繼電器J2得電。

當(dāng)市電供電中斷，繼電器JS線圈失電，所有JS觸點(diǎn)到常態(tài)方向，這時(shí)，繼電器J1、時(shí)間繼電器1TJ得電，過了定時(shí)的時(shí)間后房門插座有電，風(fēng)扇和發(fā)電指示等啟動(dòng)，繼電器J2得電，此時(shí)繼電器J3、時(shí)間繼電器TJ1得電，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)觸發(fā)開門信號，通過遙控器完成開門。

圖1 系統(tǒng)主要功能

當(dāng)市電恢復(fù)供電時(shí)，繼電器JS線圈得電，發(fā)電機(jī)供電線路關(guān)閉，所有JS觸點(diǎn)到相反方向，房門插座有電，繼電器J2得電。這時(shí)，繼電器J1、時(shí)間繼電器1TJ失電，風(fēng)扇和發(fā)電指示等停止，此時(shí)繼電器J4、時(shí)間繼電器TJ2得電，在設(shè)定時(shí)間內(nèi)觸發(fā)關(guān)門信號，通過遙控器完成關(guān)門。至此，自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)房環(huán)境控制系統(tǒng)控制循環(huán)完成，實(shí)現(xiàn)控制功能。

3 技術(shù)特點(diǎn)

3.1 電路可靠性強(qiáng)

本項(xiàng)目采用傳統(tǒng)繼電器電路設(shè)計(jì)，無邏輯控制單元，電路的可靠性強(qiáng)，能夠應(yīng)對潮濕、高溫、強(qiáng)干擾等惡劣工況，適合在水閘工程中的運(yùn)行使用要求。

3.2 安裝方便，使用簡單

本項(xiàng)目使用 “黑箱原理”設(shè)計(jì)，外觀上設(shè)有輸入、輸出兩路接口。使用時(shí)輸入接口和自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組連接；輸出接口和室內(nèi)照明電路連接，具有安裝方便、使用簡單的優(yōu)勢，一般的技術(shù)人員通過簡單培訓(xùn)就能掌握安裝使用技巧，便于該技術(shù)的大范圍推廣。

3.3 造價(jià)低廉，維護(hù)成本低

本系統(tǒng)造價(jià)相對較低，由于未使用PLC（可編程邏輯控制器）和PCB（印制電路板）板集成電路設(shè)計(jì)，一旦建成，穩(wěn)定性非常好。使用過程中僅需要對損壞的繼電器進(jìn)行更換，而中間繼電器的使用壽命長達(dá)10 萬次以上，因此本系統(tǒng)維護(hù)成本低。

圖2 控制系統(tǒng)原理圖

4 結(jié)論

自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)房環(huán)境控制系統(tǒng)非常適合供電保證，安裝方便、使用簡單，電路可靠性強(qiáng)，工作效率提高，實(shí)用性強(qiáng)，解決了自備發(fā)電機(jī)專人24 h的值守問題，解決了高溫、潮濕環(huán)境中自備發(fā)電機(jī)的安全運(yùn)行問題，是一個(gè)能很好解決目前困境的方案，可以推廣應(yīng)用。

本項(xiàng)目已成功應(yīng)用于韓莊節(jié)制閘自啟動(dòng)發(fā)電機(jī)房，并穩(wěn)定運(yùn)行兩年多。本項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用的控制電路新穎、可靠，控制原理創(chuàng)新性強(qiáng)，經(jīng)過兩年多穩(wěn)定的運(yùn)行，已證明該項(xiàng)目技術(shù)成熟、穩(wěn)定，能夠適應(yīng)水閘工程管理需要，具有良好的推廣價(jià)值。