PLC在柴油發電機組控制系統中的應用分析

桑秀典

摘? 要：PLC作為一種利用數字運算實現的電子裝備，具有體積小、功能完善以及抗干擾能力強等方面的優勢，將其應用于柴油機發電機組控制系統中，能夠使傳統發電機組控制系統得以優化和改進，一定程度能夠簡化操作人員工作流程和工作量。文章主要對可編程控制器定義、構成以及程序設計進行簡單闡釋，對PLC電器控制系統特點進行介紹，并提出PLC如何有效在柴油發電機組控制系統中應用，希望PLC能夠更好適應柴油發電機組控制系統發展的需求。

關鍵詞：PLC;柴油發電機組;控制系統

中圖分類號：TM314? ? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）08-0162-02

Abstract： PLC， as an electronic equipment realized by digital operation， has the advantages of small volume， perfect function and strong anti-interference ability. It is applied to the electric generator control system of diesel engine， electric Generator enables the optimization and improvement of traditional control systems， and to a certain extent simplifies the workflow and workload of operators. In this paper， the definition， structure and program design of PLC are briefly explained， the characteristics of PLC electrical control system are introduced， and how to use PLC effectively in diesel generator control system is put forward， in the hope that PLC can better adapt to the diesel generator control system development needs.

Keywords： PLC; diesel generator; control system

引言

柴油機發電機組作為備用電源，其廣泛應用于各行業的生產運行中。伴隨著當前數字化、智能化技術的不斷更新，柴油機發電機組控制系統需要進行改進和優化，而將PLC應用于其控制系統中，能夠有效發揮PLC裝置自身的優勢。同時，在柴油機發電機組電氣控制系統應用PLC，會促使控制系統設計朝著簡化、經濟以及環保等方向發展，更為符合發電機組控制系統的要求。

1 可編程控制器定義、構成以及程序設計相關概述

1.1 定義

可編程控制器指的是為滿足工業生產而設計的數字運算操作電子設備，簡稱為PLC[1]。該裝置具有可靠性高、抗干擾能力強和適用性高等方面的優勢，備受工程技術人員的青睞。該系統的設計、建設流程比較簡單，其工作量較少，并且其體積較小，便于改造和維護。按照結構可以將可編程控制器分為固定式和組合式兩類，固定式可編程控制器是由CPU板、顯示面板以及電源等元素組成的不可拆卸整體，組合式的組成元素與固定式組成元素存在一定差異。

1.2 可編程控制器軟件系統

該軟件系統主要由用戶程序和系統程序構成，用戶程序指的是用戶借助可編程控制器的邏輯控制程序對現場進行有效控制;系統程序涉及監控程序、診斷程序等內容，能夠對整個機器進行管理，可以將程序語言翻譯成機器語言，對機器存在的故障進行科學診斷。

1.3 PLC控制程序設計

首先，為了確保機組在停電狀態下快速啟動供電系統，要求機組處于準備運行狀態。比如要求柴油機潤油量、冷卻水始終保持在柴油機啟動運行所規定的范圍內，定期對柴油機運行部件進行清潔和保養，確保機組在應急情況下迅速啟動。同時，在機組保持準備運行狀態的基礎上，要求機供電設備在停電后30秒快速響應，在機組啟動程序設計中，要求在斷電后的2秒內向柴油機啟動馬達發出啟動信號，快速將機組啟動轉速上升到所規定的范圍，在電壓、轉速均達到啟動條件的情況下，才能達到供電目的。

其次，當供電系統處于正常運行過程中，機組停機程序的設計，需要考慮在恢復供電多長時間內實現自動分閘、切換，根據負載情況來進行切換，這兩種切換方式在停機功能方面相同。比如在停機過程中供電系統出現中斷現象，則需要直接返回到啟動環節[2]。同時，在機組定期自動潤滑程序設計環節，需要考慮自動檢測運行的時間，如果在自動檢測過程中出現供電中斷情況，需要機組自動進入應急供電狀態。

最后，當自動化機組進入正常運行狀態，需要檢測機電異常、供電恢復情況等，這樣才能確保機組正常運行。如果機組運行中出現油溫過高現象，可通過報警系統進行報警提示，一旦存在油壓過低引發的故障，可利用可控制柴油機進行緊急停機操作，發出報警信號;如果出現過流情況，可以將開關進行斷開，并發出對應的報警信號。

2 PLC電器控制系統特點

由于PLC作為一種中小型的計算機系統，其擁有自己的CPU、存儲設備以及接口設備，能夠應用于比較復雜的工業生產過程中，尤其在電器行業，將以往所使用的接觸器、繼電器等設備取代，便于有效地對電器進行控制，PLC之所以廣泛應用與工業方面，與其自身所具備的特性具有一定的關系。

2.1 可靠性強，便于編程

由于工業生產環境比較復雜、惡劣，會受到天氣、氣候等自然條件的影響，要求控制設備能夠與這種生產環境相適應。而PLC在復雜環境下工作，該設備自身具有良好的抗干擾能力，滿足工業生產對設備控制的要求[3]。同時，由于PLC的編程語句比較簡單，比如STL語句、功能塊圖等編程語言簡單易學，便于編程人員對其操作和使用，編程開發的難度較低，間接性提高編程人員開發效率，一定程度延長控制器使用的壽命。

2.2 設計時間短，模塊化結構

設計作為該系統的關鍵環節，控制器系統設計以模塊化的方式來實現，在實際設計過程中，工程設計人員以設計項目為控制對象，將復雜的工程進行分塊來施工，便于施工各環節工作進度的監管，促使施工效率的提升。同時，當后期需要對其進行拓展時，可以從模塊增加、控制程序改變等方面入手，便于后期拓展工作的開展，突顯出該系統的實用性，滿足工業項目對控制器實際的需求。

3 PLC有效在柴油發電機組控制系統中應用的策略

3.1 對柴油發電機組進行有效保護，實現故障診斷

由于PLC自身功能較強，其內部擁有可使用的編程元件，滿足柴油發電機組電氣控制系統多方面的需求。比如能夠實現對發電機組的保護，對其故障展開診斷，并且PLC通過通信聯網的方式進行分散控制、集中管理，一定程度是對比較復雜的控制功能的突破。同時，與傳統的繼電器組成的控制系統相比較，PLC控制系統性價比較高。

同時，由于柴油機發電機組電氣控制需要將模擬量、開關量等數據輸入到PLC控制組件中，根據現場環境、流程等對PLC進行有效標稱，這樣才能確保PLC能夠按照其邏輯性安全運行[4]。與傳統的繼電器組成的控制系統相比較，PLC應用軟件來取代繼電器，輸入、輸出所使用的硬件量會減少，所造成的故障問題將會有所下降，PLC所運用的軟硬件具有很強的抗干擾性，能夠減少柴油發電機組在長時間運行中故障發生的幾率。

3.2 減少控制柜設計、安裝等環節工作量，簡化控制程序編寫

由于PLC所使用的軟件功能將傳統繼電器控制系統中所使用的器件替代，能夠減少控制柜設計、安裝以及接線等環節的工作流程和工作量，柴油發電機組電氣控制程序的編寫變得簡單，在有限時間內完成電氣控制程序的編寫。對于柴油機發電機組PLC用戶程序現場安裝而言，可以在初步模擬調試完成之后，通過小開關對輸入信號進行實際模擬。比如借助PLC的發光二極管來判斷輸出信號狀態的正確性，該系統在完成安裝、接線的基礎上，通過現場統一調試來檢測各環節存在的問題，通過對部分程序的修改來處理這些問題，與傳統的繼電器系統調試所消耗時間相比，PLC系統在整個調試過程中所花費的時間較少。

同時，由于PLC自身體積較小，被應用于柴油機發電機組中，能夠直接減少該系統所使用的中間繼電器和時間繼電器，該系統的開關柜體積也得以縮小，在維持正常運行的過程中減少能源的消耗。

3.3 準確檢測故障，便于對機電組設備定期維護

與傳統的柴油機機電組控制部件相比，所采用的PLC控制組件外部接線比較清晰、簡潔。一方面在檢修過程中能準確檢測出其故障位置，便于對故障的及時處理;另一方面，對于維護人員而言，便于對該系統各設備進行定期保養。該設備具有自動診斷、顯示功能，對于不熟悉內部電路的用戶而言，可以利用PLC上的發光二極管或者編程器來尋找故障的位置、原因等，也可以采取更換模塊的方法來對故障進行有效排查。

可編程控制器的控制屏不僅可以發揮對發電機組的保護作用，而且設備具有遠程監控、擴展等功能，在柴油機發電機組自動控制過程中，通過增加擴展模塊的方式來實現對并車系統、雙備用系統的智能監控，可以達到電力擴容、供電能力增強等目標。該系統所使用的控制屏可以解決通訊機房后備電站無人值守所引發的問題，用戶可以借助計算機通訊接口及上位機軟件連接或遠程對多組機電組進行監控。

4 結束語

PLC在柴油機發電機組電氣控制系統有效應用，能夠確保發電機組安全、穩定運行，便于對該系統相關設備的維護和保養。在實際應用過程中，要求柴油機發電機組保持不變，以PLC控制組件構成的控制屏來驅動以往的發電機組控制屏，將原有系統更新為智能監控并車系統，將PLC接入到柴油機發電機組的電流、電壓以及轉速等信號中。

參考文獻：

[1]劉曉衛.PLC在柴油發電機組控制系統故障處理中的應用[J].電工技術，2004（12）：53-54.

[2]周峰.淺析PLC在柴油發電機組控制系統中的應用[J].科學與財富，2015（21）：137-137.

[3]李瑞夫，馮京京，付英杰，等.S7-300 PLC在發電機組并聯系統中的應用研究[J].工業儀表與自動化裝置，2018（01）：89-92+123.

[4]楊征.可編程控制器（PLC）在自動并聯柴油發電機組中的應用[J].移動電源與車輛，2010（01）：29-31+36.