內(nèi)燃發(fā)電機組是工廠、郵電、醫(yī)療、學校、旅游設施及購物商場等部門或場所的一種常用后備供電設備，當主電源發(fā)生故障時，能夠及時提供電源，保證供電的正常，最大限度地減少因主電源故障而造成的損失。本文將討論內(nèi)燃發(fā)電機組自啟動控制與故障檢測裝置，該裝置能在無人值守條件下全自動啟動運行、合閘、分閘、供電切換、停機、啟動以及運行過程中各種故障檢測與報警，適用于95、6135、12V135、D234，CUMMINN、YANMAR，180、190等機型。
1主要功能
完成的裝置具有以下一些主要功能：
(1)可單機使用也可作為網(wǎng)絡節(jié)點使用；完成本地監(jiān)測與控制，也能用于遠程監(jiān)測與遙控；
(2)在機旁可設置機組的運行操作方式；自動、機旁和試車3種；遠程時外加搖控方式；
(3)能在無人值守條件下實現(xiàn)全自動啟動運行、合閘、分閘、供電切換以及停機等操作；
(4)具有啟動保護功能：在有點火轉(zhuǎn)速、滑油建壓或發(fā)電機建壓等一種或幾種情況下，禁止接通啟動電機；故障未排除，禁止接通啟動電機；
(5)具有故障檢測功能：能對啟動用蓄電池低壓，自啟動失敗，發(fā)電機過壓、欠壓、超速，滑油失壓等故障信號進行檢測與報警；
(6)具有參數(shù)設置與修改功能，使裝置能適合多種機型的自啟動控制。
2工作原理
2.1自啟動控制［1］
單機運行的裝置有3種工況：自動、試車與機旁；遠程運行的再加搖控工況。
(1)自動工況：主電源故障時，經(jīng)過主電源失電延時后接通啟動馬達，若在設定的啟動馬達接通時間內(nèi)，轉(zhuǎn)速達不到點火轉(zhuǎn)速，在啟動馬達間隙時間，重新接通啟動馬達，出現(xiàn)上述情況達到所規(guī)定次數(shù)后，報啟動失��；若在規(guī)定的啟動時間內(nèi)達到點火轉(zhuǎn)速，但發(fā)電機電壓達不到要求或滑油沒有建壓，同樣報啟動失敗。發(fā)電機自啟動后，轉(zhuǎn)速達正常工作轉(zhuǎn)速，電壓建壓，滑油建壓即啟動成功，啟動成功后按a1～c1情況處理：
a1．主電源失電，自動合閘，由發(fā)電機供電；
b1．主電源恢復正常后，經(jīng)主電源恢復延時，主開關分閘，由主電源供電，柴油發(fā)電機經(jīng)停機延時后正常停機；
c1．柴油發(fā)電機正常停機前，再次失主電源，主開關直接合閘，由發(fā)電機供電；
(2)試車工況：此工況主要用于試機，按啟動按鈕，啟動條件滿足時，內(nèi)燃發(fā)電機啟動，啟動失敗與成功的條件與自動工況相同，啟動成功后，按a2～b2情況處理：
a2．主電源正常，負載仍由主電源供電，發(fā)電機經(jīng)停機延時后正常停機；
b2．主電源故障，自動合閘，負載由發(fā)電機供電。
(3)機旁工況：此工況下，可進行故障信號的處理，不參與啟動過程控制，只進行檢測。
(4)遙控：在遙控情況下，不管在自動、機旁或試車工況，均能遙控啟動，其中啟動保護、失敗與成功的定義不變。
2.2故障檢測與定位［２］
為提高機器運行的可靠性與安全性以及設備的檢修，故障的自動檢測與定位相當重要，最簡單的方法是監(jiān)測一些重要變量，并對這些變量的信號進行采集、處理，而后做出決策。若傳感器信號用y表示，閾值用tx表示，當y〈tx時狀態(tài)正常，否則狀態(tài)異常；對危害性較大的故障檢測采用多傳感器信息融合，此裝置的故障檢測就是依據(jù)這兩種方法，具有啟動失敗，冷卻水高溫，滑油壓力不足，超速，發(fā)電機過壓或欠壓，發(fā)電機過載以及啟動用蓄電池電壓低等故障信號的檢測與報警。在機旁工況下，按復位按鈕，能清除故障信息。
3系統(tǒng)設計
31硬件設計
3.1.1CPU及其外圍
裝置的核心是CPU，CPU采用Motorola公司生產(chǎn)的M68HC11E9單片機，它的資源與使用參見文獻［3］，在此系統(tǒng)中選用它的單片工作方式。在裝置的面板上設有啟動、停機、復位與消音4個按鍵用于操作；轉(zhuǎn)速等一些信息由LED顯示電路完成，顯示電路由CPU的SPI接口擴展兩片MC14489芯片組成。
3.1.2模擬量檢測
模擬量檢測是自啟動控制與故障檢測的基礎，它包括模擬輸入信號、信號調(diào)理電路以及A／D轉(zhuǎn)換器所需要的電壓信號，三相電壓與電流信號直接進入裝置，取樣電路在裝置內(nèi)完成，簡化外圍接線；A／D轉(zhuǎn)換器選用11路12位串行芯片MAX186與CPU和SPI接口相連。
