一种柴油发电控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力技术领域，具体涉及一种柴油发电控制系统。
【背景技术】
[0002]长期以来，中国柴油发电机组产品凭借其成本优势及技术的不断成熟，出口形势持续看好，尤其是近年来中东、非洲、澳洲等地区对我国柴油发电机组的需求稳步增长。但是国产柴油发电机组在机械性能、电气性能、操作性能、可靠性、日常维护和使用寿命上与国外先进机组相比差距明显，所以自20世纪80年代起我国先后引进国外多种型号的船用柴油机(如康明斯、MffM等)、发电机(如斯坦福、西门子等)、空气断路器及电表等生产技术，以满足国内船舶工业的需要。现代发电用柴油发电机组技术已达到相当高的水平，但为了进一步增强供电质量、提高安全性、增加可靠性以及降低有害排放和噪声，柴油机电控技术方面的研究与应用仍在不断深入和发展，特别是在现代柴油发电机组中，提高供电质量、实现自动化、智能化尤为重要。
[0003]柴油发电机组是一种发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机为原动机带动发电机发电的动力机械，把机械能转变为电能的能量转变装置，用于全船电力、通讯、照明等用电设备的供电。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成，可以固定在水平基础上定位使用，亦可装在拖车上供移动使用。
[0004]随着船舶不断向智能化和大型化方向发展，船舶上的电气设备日益增多对于自动化程度的要求也越来越高。船舶柴油发电机组自动化系统的发展经历了4个阶段。第一阶段，船舶柴油发电机组自动化控制装置是晶体管分立元件控制技术以及集成电路技术构建逻辑电路的控制装置，如日本的XPT自动负荷分配装置、西门子开发的EEA-22船舶电站的柴油发电机组自动化控制装置等；第二阶段，开发出了以微处理器(单板机、单片机)为核心控制器的船舶柴油发电机组自动控制装置，如丹麦SEMCO公司的APM电站自动化系统；第三阶段，20世纪90年代出现了以PLC为核心控制器的船舶电站自动控制装置，SIEMENS等大公司相继开发出了以PLC作为核心控制器的船舶柴油发电机组自动化控制系统；第四阶段，发展以现场总线为基础的自动化控制装置，至今已经形成了独立并且功能完善的船舶柴油发电机组PLC-微机自动化控制系统。
[0005]船舶柴油发电机组是由原动机、发电机和各附属设备(组合成发电机组)及配电板组成的，是船舶电力系统中的核心装置，其产生连续供应全船的电能，供给辅助机械及全船所需电力，保证了船舶供电的可靠性和连续性以及船舶供电电能的质量。船舶柴油发电机组性能的好坏直接影响到船舶在航行中的安全性和经济性。因此，船舶柴油发电机组的可靠性是其很重要的标志之一，可靠性是指其在不利的工作条件下，各项电器设备持续工作的能力。船舶电站的主要能量来源是柴油发电机组，柴油发电机组是把化学能转化为电能的装置，且发出的电力是通过配电板来进行控制及分配。
[0006]现有技术中操作人员需要用不同的仪器对柴油发电机组的各个部分的性能进行分部测量，对于操作人员来说工作量大，而且复杂，不能实现对柴油发电机的稳定快速、实时精确的调频和调压控制，难以适应船舶电网负载的变化，使得柴油发电机组所发出的电能品质较低。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型的目的是，提供一种柴油发电控制系统，能够实时对柴油发电机组的各个部分的性能进行测量，并实现对柴油发电机稳定快速、实时精确的调速调压控制。
[0008]为解决以上技术问题，本实用新型实施例提供一种柴油发电控制系统，包括柴油机、同步发电机、PLC控制器、HMI触摸屏、燃油模块、点火模块、励磁模块、频率测量模块以及电压测量模块；
[0009]所述柴油机与所述同步发电机同轴连接；
[0010]所述燃油模块通过燃油调节阀与所述柴油机的燃油输入端连通；
[0011]所述点火模块通过管道与所述柴油机内部的气缸连接；
[0012]所述励磁模块的直流输出接在所述同步发电机转子的回路上；
[0013]所述HMI触摸屏与所述PLC控制器通过工业以太网连接通讯；
[0014]所述PLC控制器包括频率控制模块、电压控制模块与点火控制模块；所述频率控制模块的控制端与所述燃油调节阀电连接，所述频率控制模块的采集端通过所述频率测量模块与所述同步发电机输出端连接；所述电压控制模块的控制端与所述励磁模块的直流输出端电连接，所述电压控制模块的采集端通过所述电压测量模块与所述同步发电机输出端连接；所述点火控制模块与所述点火模块电连接。
[0015]本实用新型采用频率测量模块和电压测量模块分别采集电网的频率和电压，用触摸屏显示并记录电压、频率等参数；所述PLC控制器能根据采集到的频率和电压来控制频率和电压，实现精确调频和调速。
[0016]进一步地，所述PLC控制器为型号为西门子S7-1200PLC控制器。
[0017]进一步地，所述柴油发电控制系统还包括冷却水模块；所述冷却水模块通过水量调节阀与所述柴油机的冷却水输入端连通；所述PLC控制器还包括水量控制模块；所述水量控制模块与所述水量调节阀电连接。
[0018]进一步地，所述柴油发电控制系统还包括润滑油模块；所述润滑油模块通过油量调节阀与所述柴油机的润滑油输入端连通；所述PLC控制器还包括油量控制模块；所述油量控制模块与所述油量调节阀电连接。
[0019]进一步地，所述燃油模块包括燃油箱、第一滤清器以及喷油栗；所述燃油箱通过所述第一滤清器与所述喷油栗的第一端连通，所述喷油栗的第二端与所述柴油机的燃油输入端连通。
[0020]进一步地，所述冷却水模块包括冷却水箱和冷却水栗；所述冷却水箱的第一端与所述冷却水栗的第一端连通，所述冷却水栗的第二端与所述柴油机的冷却水输入端连通，所述柴油机的冷却水输出端与所述冷却水箱的第二端连通。冷却水模块是以水作为冷却介质，并循环使用的模块。冷水流过柴油机内部需要降温的生产设备(常称换热设备，如换热器、冷凝器、反应器)后，温度上升，可用冷却水栗送回再次使用，冷水的用量大大降低，常可节约95%以上，冷却水模块起了节约大量工业用水的作用。
[0021]进一步地，所述润滑油模块包括润滑油箱、第二滤清器和润滑油栗；所述润滑油箱的第一端通过所述第二滤清器与所述润滑油栗的第一端连通，所述润滑油栗的第二端与所述柴油机的润滑油输入端连通，所述柴油机的润滑油输出端与所述润滑油箱的第二端连通。润滑油模块中的润滑油栗作用是将润滑油提高到一定压力后，强制地压送到柴油机各零件的运动表面上，其结构多采用齿轮式机油栗。柴油机工作时，曲轴带动主动齿轮传动，被动齿轮作反方向旋转。吸油腔内的润滑油油便沿着齿隙和栗壁压入出油腔。因吸油腔内的润滑油油被不断带走，故吸油腔内产生吸力，不断地将油底壳内的润滑油油吸入吸油腔，并同时将一定压力的润滑油栗入润滑油路。
[0022]进一步地，所述HMI触摸屏包括显示模块、主控模块以及报警指示模块；所述主控模块与所述频率控制模块、电压控制模块与点火控制模块分别电连接；所述显示模块与所述频率测量模块与所述电压测量模块分别电连接；所述报警指示模块与所述主控模块电连接。通过显示模块来显示测量到的频率和电压，通过主控模块可以在HMI触摸屏上实现启动、停止、调频和调压，通过报警指示模块可以对频率或电压超出阈值时进行报警。
[0023]进一步地，所述点火模块为压燃式点火模块。
[0024]进一步地，频率测量模块包括频率传感器和频率变送器；所述电压测量模块包括电压传感器和电压变送器。频率变送器和电压变送器都是将交流电压变换为直流电压，直接送给PLC控制器。
[0025]进一步地，励磁模块属于不可控相复励自励恒压装置，利用同步发电机本身的剩磁电压进行自励起压，根据负荷电流的大小进行复励及负荷电流与电压的相位关系进行相位复励，以调整励磁电流，稳定同步发电机端电压。
[0026]实施本实用新型的柴油发电控制系统具有以下有益效果:
[0027]1、S7-1200 可编程逻辑控制器(PLC, Programmable Logic Controller)提供了控制各种设备可以满足自动化需要的灵活性和强大功能。S7-1200 PLC速度快、设计紧凑、组态灵活且具有功能强大的指令集，这些特点的组合使它成为控制各种应用的完美解决方案。CPU将微处理器、集成电源、输