Modernization of the control system of diesel-generator sets with a capacity of 1200 кW

Юрій Степанович Грищук, Вячеслав Михайлович Лещенко, Михайло Гаррійович Пантелят, Алан Казбекович Єлоєв, Станіслав Васильович Синяговський
2019 Bulletin of NTU KhPI Series Problems of Electrical Machines and Apparatus Perfection The Theory and Practice  
Розглянуті питання модернізації системи керування дизель-генераторними установками, які мають високу потужність при невисокій вартості палива, високу безпечність, надійність та призначені для використання в якості основного, або резервного джерела живлення. Відзначена актуальність завдання, вирішення якого на сучасному рівні потребує проектування модернізації з достатньо широким, системним використанням сучасної мікропроцесорної техніки. Проведено огляд і аналіз дизель-генераторних установок та
more » ... торних установок та їх технічних характеристик, пристроїв вимірювання, контролю і керування та технічних вимог до них. Наведені переваги систем мікропроцесорного керування та особливості їх застосування. Встановлена можливість заміни аналогової системи вимірювання, контролю і керування, що виконана на релейних схемах автоматики, або логічних елементах з аналоговими вимірювальними приладами, на автоматизовану систему на базі 32х розрядного мікроконтролера. Визначені функції, які передбачається виконувати в автоматизованому режимі: підготовка до автоматичного виконання запуску дизеля за допомогою спеціальної програми періодичний підігрів для підтримання його в гарячому стані готовності до запуску, аварійна зупинка двигуна при зниженні тиску масла в системі змащення до мінімально-допустимої величини та при перевищенні температури охолоджувальної рідини за максимально-допустимий рівень, контроль та регулювання частоти обертання колінчастого валу двигуна та захист при її перевищенні за максимально-допустиму величину та інші. Визначені фізичні, електричні та інші параметри, що відображають робочий стан дизель-генератора, які необхідно контролювати і регулювати залежно від їх поточних значень. Розроблена структурна схема автоматизованої системи контролю параметрів і керування дизель-генераторними установками потужністю 1200 кВт на базі АRM-мікроконтролера, проведено вибір аналогових та цифрових датчиків та інших елементів схеми, побудовано алгоритм її роботи. Ключові слова: дизель-генераторна установка, автоматизована система контролю параметрів і керування, мікроконтролер. Ю. С. ГРИЩУК, В. М. ЛЕЩЕНКО, М. Г. ПАНТЕЛЯТ, А. К. ЕЛОЕВ, С. В.СИНЯГОВСКИЙ МОДЕРНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ДИЗЕЛЬ-ГЕНЕРАТОРНЫМИ УСТАНОВКАМИ МОЩНОСТЬЮ 1200 кВт Рассмотрены вопросы модернизации системы управления дизель-генераторными установками, которые имеют высокую мощность при невысокой стоимости топлива, высокую безопасность, надежность и предназначены для использования в качестве основного или резервного источника питания. Отмечена актуальность задачи, решение которой на современном уровне требует проектирования модернизации с достаточно широким, системным использованием современной микропроцессорной техники. Проведен обзор и анализ дизельгенераторных установок и их технических характеристик, устройства измерения, контроля и управления и технических требований к ним. Приведены преимущества систем микропроцессорного управления и особенности их применения. Обоснована возможность замены аналоговой системы измерения, контроля и управления, выполненной на релейных схемах автоматики, или логических элементах с аналоговыми измерительными приборами, на автоматизированную систему на базе 32-х разрядного микроконтроллера. Определены функции, которые предполагается выполнять в автоматизированном режиме: подготовка к автоматическому выполнению запуска дизеля с помощью специальной программы периодический подогрев для поддержания его в горячем состоянии готовности к запуску, аварийная остановка двигателя при снижении давления масла в системе смазки до минимально допустимой величины и при превышении температуры охлаждающей жидкости с максимально-допустимый уровень, контроль и регулирование частоты вращения коленчатого вала двигателя и защиту при ее превышении по максимально-допустимую величину и другие. Определены физические, электрические и другие параметры, отражающие рабочее состояние дизель-генератора, которые необходимо контролировать и регулировать в зависимости от их текущих значений. Разработана структурная схема автоматизированной системы контроля параметров и управления дизель-генераторными установками мощностью 1200 кВт на базе АRM-микроконтроллера, проведен выбор аналоговых и цифровых датчиков и других элементов схемы, построен алгоритм ее работы. Ключевые слова: дизель-генераторная установка, автоматизированная система контроля параметров и управления, микроконтроллер. The issues of modernization of the control system of diesel generator sets with high power at low cost of fuel, high safety, reliability and intended for use as the main or backup power source are considered. The urgency of the problem, the solution of which at the current level requires the design of modernization with a sufficiently wide, systematic use of modern microprocessor technology, is noted. The inspection and analysis of diesel generator sets and their technical characteristics, measuring, control and control devices and their technical requirements are carried out. The advantages of microprocessor control systems and features of their application are given. The possibility of replacing the analog measurement, control and control system made on relay circuits of automation, or logic elements with analog measuring devices, with an automated system based on a 32-bit microcontroller is substantiated. Defined functions to be performed in automated mode: preparation for automatic starting of the diesel engine by means of a special program periodic heating to maintain it in a hot state of readiness for start-up, emergency stop of the engine at lowering the oil pressure in the lubrication system to the minimum permissible value and at a permissible value temperature of the coolant at the maximum permissible level, control and regulation of the crankshaft rotation speed of the engine and protection when it exceeds for the maximum value and others. Physical, electrical and other parameters are defined, reflecting the working state of the diesel generator, which must be monitored and adjusted depending on their current values. The structural scheme of the automated system of parameter control and control of the diesel generator sets with capacity of 1200 kW on the basis of the ARM-microcontroller is developed, the choice of analog and digital sensors and other elements of the scheme is made, the algorithm of its work is constructed.
doi:10.20998/2079-3944.2019.2.09 fatcat:txfn44zkqvaonomp4gaaybxp2e