CN203012481U - 瓦斯发电冷却系统多功能控制装置 - Google Patents

Abstract

一种瓦斯发电冷却系统多功能控制装置，包括串行数据通信总线，其中：包括控制器，还包括温度传感器、压力传感器、转速传感器、电流变送器，所述温度传感器、压力传感器、转速传感器和电流变送器设置在发电系统的运行设备的相应运行部件上，并将采集到的实时信号通过串行数据通信总线传送至控制器，控制器通过串行数据通信总线将控制信号传送至受控设备。使控制器形成精确的控制信号控制受控设备，在完成风扇散热降温的同时，排除潜在的发电系统运行故障。

Description

瓦斯发电冷却系统多功能控制装置

技术领域

本实用新型涉及一种控制装置，特别是涉及一种用于瓦斯发电冷却系统的控制装置。

背景技术

利用瓦斯发电，对发电系统中的运行设备，如发动机、启动电机、电动机的温度、压力、转速和电流电压强度需要密切监测，需要保证发电系统中各设备的正常工作温度。现有的瓦斯发电冷却系统多使用多风扇水箱，通过控制柜对各受控设备进行控制，完成对发电系统的散热降温，目前控制柜只能进行阶跃式停开控制多个大功率风扇进行散热降温，散热功率虽大但与设备的发热规律不匹配，不能实现对发电系统各种工况监测参数采集分析，不能根据工况参数形成散热降温控制策略，不能根据工况参数反应的潜在故障形成发电系统各设备的实时控制参数，容易造成电力浪费，使得发电系统对状态信号反馈不及时，发电系统故障率较高。在目前发电系统中，通常使用串行数据通信总线完成控制系统与受控设备间的控制过程，各数字信号和模拟信号通过转换后可以在串行数据通信总线进行传输。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种瓦斯发电冷却系统多功能控制装置，解决对发电系统中设备工况参数不能有效监测，无法完成实时散热，针对设备运行状态不能及时进行反馈的技术问题。

本实用新型的瓦斯发电冷却系统多功能控制装置，包括串行数据通信总线，其中：包括控制器，还包括温度传感器、压力传感器、转速传感器、电流变送器，所述温度传感器、压力传感器、转速传感器和电流变送器设置在发电系统的运行设备的相应运行部件上，并将采集到的实时信号通过串行数据通信总线传送至控制器，控制器通过串行数据通信总线将控制信号传送至受控设备。

所述压力传感器包括第一压力传感器、第二压力传感器，所述温度传感器包括第一缸套温度传感器、第二缸套温度传感器，第一压力传感器和第一缸套温度传感器安装在发动机缸套冷却水进水管路上，第二压力传感器和第二缸套温度传感器安装在发动机缸套冷却水出水管路上。

所述温度传感器还包括第一启动电机温度传感器、第二启动电机温度传感器，第一启动电机温度传感器安装在启动电机的外壳上，紧贴外壳，第二启动电机温度传感器安装在启动电机外侧的安装空间内。

所述转速传感器，安装在发动机转轴旁的发动机外壳上。

所述温度传感器还包括第一转子轴承温度传感器、第二转子轴承温度传感器、第一绕组温度传感器、第二绕组温度传感器、第三绕组温度传感器，所述电流变送器包括第一电流变送器、第二电流变送器和第三电流变送器，第一转子轴承温度传感器安装在发电机转子一端的轴承上，第二转子轴承温度传感器安装在转子另一端的轴承上，第一绕组温度传感器、第二绕组温度传感器和第三绕组温度传感器分别安装在发电机的第一绕组、第二绕组和第三绕组上，第一电流变送器、第二电流变送器和第三电流变送器分别安装在发电机的第一绕组、第二绕组和第三绕组连接至并网柜的输入线路上。

所述控制器通过串行数据通信总线将控制信号传送至多风扇水箱、高温循环水泵、外润滑油泵、接触器、进气电磁阀、脱水循环水泵和保护器的控制信号输入接口。

还包括控制柜，控制柜上安装有触摸显示屏、状态指示器、显示屏，通过串行数据通信总线连接控制柜内的控制器，控制器通过串行数据通信总线连接控制柜外的发电系统的运行设备和受控设备；在控制柜电源的输出回路上安装有抽屉式断路器。

本实用新型瓦斯发电冷却系统多功能控制装置可以采集运行设备的各种实时状态参数，使控制器形成精确的控制信号控制受控设备，在完成风扇散热降温的同时，排除潜在的发电系统运行故障。抽屉式断路器可以完成柜外停电，而且可以在停电后将断路器拉出，形成明显的断开点，从而保证了在设备维修时的人身安全。

下面结合附图对本实用新型的实施例作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型瓦斯发电冷却系统多功能控制装置的结构示意图；

图2为本实用新型瓦斯发电冷却系统多功能控制装置的电路连接示意图。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型瓦斯发电冷却系统多功能控制装置的实施例中，将温度传感器2、压力传感器3、转速传感器4和电流变送器5设置在发电系统的运行设备1的相应运行部件上，实时监测各部件的温度变化、压力变化、转速变化和电流变化，并将采集到的实时信号通过串行数据通信总线8传送至控制器PLC；

控制器PLC用于通过串行数据通信总线8接收各传感器传送的运行设备1的运行状态信号，将形成的运行设备1的实时运行状态数据，与内置的控制策略条件参数进行对比，形成对运行设备1的控制信号，通过串行数据通信总线8传送至相应受控设备的信号接入接口；同时通过串行数据通信总线8将运行设备1的实时运行状态数据传送至相邻设备或上位设备；

受控设备包括多风扇水箱、高温循环水泵、外润滑油泵、接触器、进气电磁阀、脱水循环水泵、保护器或各种状态指示器。

如图2所示，本实施例中，包括第一压力传感器31、第一缸套温度传感器21、第二压力传感器32、第二缸套温度传感器22，第一压力传感器31和第一缸套温度传感器21安装在发动机缸套11冷却水进水管路上，第二压力传感器32和第二缸套温度传感器22安装在发动机缸套冷却水出水管路上，利用温度传感器采集发动机缸套冷却水进、出水的水温状态变化，利用压力传感器采集发动机缸套冷却水进、出水的压力状态变化；

还包括第一启动电机温度传感器23、第二启动电机温度传感器24，第一启动电机温度传感器23安装在启动电机12的外壳上，紧贴外壳，第二启动电机温度传感器24安装在启动电机外侧的安装空间内；利用温度传感器同时采集启动电机的表面温度、环境温度状态变化；

还包括转速传感器4，安装在发动机13转轴旁的发动机外壳上，用于采集发动机的实际转速；

还包括第一转子轴承温度传感器25、第二转子轴承温度传感器26、第一绕组温度传感器27、第二绕组温度传感器28、第三绕组温度传感器29、第一电流变送器51、第二电流变送器52和第三电流变送器53，第一转子轴承温度传感器25安装在发电机14转子一端的轴承上，第二转子轴承温度传感器26安装在转子另一端的轴承上，采集转子两端转动轴承的温度状态变化，第一绕组温度传感器27、第二绕组温度传感器28和第三绕组温度传感器29分别安装在发电机的第一绕组、第二绕组和第三绕组上，采集各绕组的温度状态变化，第一电流变送器51、第二电流变送器52和第三电流变送器53分别安装在发电机的第一绕组、第二绕组和第三绕组连接至并网柜的输入线路上，用于采集发电机各绕组上的电流变化状态；

控制器PLC采用西门子CPU 224系列芯片，各传感器信号通过EM223系列数字输入输出模块接入串行数据通信总线8，温度传感器采用GS8079系列（热电阻输入）隔离式栅模块。

控制器PLC通过串行数据通信总线8将控制信号传送至多风扇水箱7、高温循环水泵15、外润滑油泵16、接触器17、进气电磁阀18、脱水循环水泵19和保护器的信号输入接口；

本实施例中，还包括控制柜，控制柜上安装有触摸显示屏、状态指示器、显示屏，通过串行数据通信总线8连接控制柜内的控制器PLC，控制器PLC通过串行数据通信总线8连接控制柜外的发电系统的运行设备1和受控设备；在控制柜电源的输出回路上安装有抽屉式断路器，可以完成柜外停电，而且可以在停电后将断路器拉出，形成明显的断开点，从而保证了在设备维修时的人身安全。触摸显示屏完成控制器内置策略的参数调整和设备运行状态的显示。

实际应用中，通过触摸显示屏完成控制器参数设置，通过第一缸套温度传感器21和第二缸套温度传感器22检测发动机缸套冷却水进、出水温度，当发动机缸套冷却水进水温度低于50℃时，不启动多风扇水箱的风扇；随着发动机的运行，缸套水温度上升，控制器PLC根据水温按照预设的控制逻辑决定启、停多风扇水箱的风扇运行数量，实现最优控制；发动机停机时，第一缸套温度传感器21和第二缸套温度传感器22持续监测发动机缸套冷却水进、出水温度，控制器PLC控制散热风扇继续运行，直至缸套冷却水的温度达到50℃以下时，控制器PLC控制风扇停止运行。

通过第一启动电机温度传感器23检测启动电机的表面温度，第二启动电机温度传感器24检测启动电机的环境温度，转速传感器4持续检测发动机的实际转速，控制器PLC按照预设的控制逻辑，判断本次启动运行时间，决定是否允许启动或继续运行启动电机，以实现对该电机的防过热保护，同时对该电机的运行时间和启动次数进行统计，在触摸显示屏上显示相应的维修建议。

控制器PLC根据转速传感器4测得的发动机转速，按照预设的控制逻辑实现对发动机的速度保护，并防止发动机启动电机的堵转。

通过第一压力传感器31和第二压力传感器32检测发动机缸套冷却水进、出水压力，控制器PLC根据压力传感器的差值、发电机组实际转速和缸套冷却水进出水温度等组合判断条件，判断是否存在缺水、冷却水泵是否损坏、冷却系统是否有堵塞等现象，发电机组是否处紧急停机状态，从而给出相应的报警信号，并决定是否发出紧急停机信号，执行紧急停机保护程序。

当控制器检测出发动机处紧急停机状态后，按照预设的控制逻辑开启高温循环水泵15和外润滑油泵16，从而避免发动机因散热和润滑不良导致的损坏。

通过第一转子轴承温度传感器25、第二转子轴承温度传感器26、第一绕组温度传感器27、第二绕组温度传感器28和第三绕组温度传感器29检测对发电机关键部位的温度连续测量并按照预设的控制逻辑发出报警、正常和紧急停机信号。

通过第一电流变送器51、第二电流变送器52和第三电流变送器53连续测量发电机的工作电流，控制器PLC根据预设控制逻辑，对发电机组正常或紧急停机时对并网开关进行动作效果判断，当发现接触器或保护器未有效断开时，发出连跳指令，将相邻机组和上级开关柜跳开，从而防止因并网开关未有效断开而导致的有害影响；控制器PLC还根据此电流值实现相应的电机过电流保护。

通过控制器PLC的内置控制策略，还可以在实现各控制流程时，对相应的进气电磁阀18、脱水循环水泵19、继电器、接触器和保护器等受控装置进行控制。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。

Claims (7)

1.一种瓦斯发电冷却系统多功能控制装置，包括串行数据通信总线（8），其特征在于：包括控制器（PLC），还包括温度传感器（2）、压力传感器（3）、转速传感器（4）、电流变送器（5），所述温度传感器（2）、压力传感器（3）、转速传感器（4）和电流变送器（5）设置在发电系统的运行设备（1）的相应运行部件上，并将采集到的实时信号通过串行数据通信总线（8）传送至控制器（PLC），控制器（PLC）通过串行数据通信总线（8）将控制信号传送至受控设备。

2.根据权利要求1所述的瓦斯发电冷却系统多功能控制装置，其特征在于：所述压力传感器（3）包括第一压力传感器（31）、第二压力传感器（32），所述温度传感器（2）包括第一缸套温度传感器（21）、第二缸套温度传感器（22），第一压力传感器（31）和第一缸套温度传感器（21）安装在发动机缸套（11）冷却水进水管路上，第二压力传感器（32）和第二缸套温度传感器（22）安装在发动机缸套冷却水出水管路上。

3.根据权利要求2所述的瓦斯发电冷却系统多功能控制装置，其特征在于：所述温度传感器（2）还包括第一启动电机温度传感器（23）、第二启动电机温度传感器（24），第一启动电机温度传感器（23）安装在启动电机（12）的外壳上，紧贴外壳，第二启动电机温度传感器（24）安装在启动电机外侧的安装空间内。

4.根据权利要求3所述的瓦斯发电冷却系统多功能控制装置，其特征在于：所述转速传感器（4），安装在发动机（13）转轴旁的发动机外壳上。

5.根据权利要求4所述的瓦斯发电冷却系统多功能控制装置，其特征在于：所述温度传感器（2）还包括第一转子轴承温度传感器（25）、第二转子轴承温度传感器（26）、第一绕组温度传感器（27）、第二绕组温度传感器（28）、第三绕组温度传感器（29），所述电流变送器（5）包括第一电流变送器（51）、第二电流变送器（52）和第三电流变送器（53），第一转子轴承温度传感器（25）安装在发电机（14）转子一端的轴承上，第二转子轴承温度传感器（26）安装在转子另一端的轴承上，第一绕组温度传感器（27）、第二绕组温度传感器（28）和第三绕组温度传感器（29）分别安装在发电机的第一绕组、第二绕组和第三绕组上，第一电流变送器（51）、第二电流变送器（52）和第三电流变送器（53）分别安装在发电机的第一绕组、第二绕组和第三绕组连接至并网柜的输入线路上。

6.根据权利要求5所述的瓦斯发电冷却系统多功能控制装置，其特征在于：所述控制器（PLC）通过串行数据通信总线（8）将控制信号传送至多风扇水箱（7）、高温循环水泵（15）、外润滑油泵（16）、接触器（17）、进气电磁阀（18）、脱水循环水泵（19）和保护器的控制信号输入接口。

7.根据权利要求6所述的瓦斯发电冷却系统多功能控制装置，其特征在于：还包括控制柜，控制柜上安装有触摸显示屏、状态指示器、显示屏，通过串行数据通信总线（8）连接控制柜内的控制器（PLC），控制器（PLC）通过串行数据通信总线（8）连接控制柜外的发电系统的运行设备（1）和受控设备；在控制柜电源的输出回路上安装有抽屉式断路器。

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