基于AMF25發(fā)電機控制板的水套加熱器溫度自動控制改造

黃劍峰 梁光發(fā) 秦健峰

（廣西廣播電視技術(shù)中心桂林分中心）

一、引言

YDT502-2007《通信用柴油發(fā)電機組》4.1.2條對柴油機的選擇做出了規(guī)定：普通水冷柴油機在5℃以下,增壓水冷柴油機在10℃以下環(huán)境使用時,宜采用電預(yù)加熱裝置，5.3條規(guī)定，機組應(yīng)能自動維持冷卻水溫度在（15~50）℃范圍內(nèi)。目前水套加熱器主要采用雙金屬溫度開關(guān)控制，即達到加熱的溫度就斷開，當溫度下降到一定值后接通，雖然看上去能控制溫度，但是仍然存在較大缺陷，這樣增加了維護頻率和維護成本。

二、水套加熱器作用

柴油發(fā)電機組與在線型UPS作為設(shè)備的后備電源，對其保障為隨時都能應(yīng)急啟動，柴油發(fā)電機的原理為：經(jīng)過空氣過濾器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出高壓霧化后的柴油進行充分混合，在氣缸內(nèi)活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經(jīng)過連桿變成了推動曲軸轉(zhuǎn)動的力量，從而帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的曲軸將力矩傳遞到發(fā)電機上，帶動發(fā)電機發(fā)電。而當柴油發(fā)電機組使用環(huán)境有可能低于5℃時，在起動階段，發(fā)動機的潤滑油及冷卻水有可能凝結(jié)成固態(tài)，失去潤滑或冷卻的作用，從而損壞發(fā)動機。水套加熱器是通過外接電源，對發(fā)動機冷卻水、潤滑油進行預(yù)熱和恒溫，以便保障發(fā)電機隨時能夠啟動，而AMF25是專用于單臺發(fā)電機組在待機模式下運行的綜合控制器。支持擴展模塊并支持電噴發(fā)動機。該控制器裝有圖形顯示屏幕，可直觀操作符號標志、圖形、設(shè)置、高功能、發(fā)電機，當所有的調(diào)件滿足時，AMF25控制器自動起動發(fā)電機組，自動合上發(fā)電機組的斷路器。然后通過外部信 號或者按停止按鍵來停止發(fā)電機組，AMF25有8個輸出和輸入點，3個模擬輸入點，分別為水溫，油位，油壓，還有通信口。

三、水套加熱器溫控現(xiàn)狀

現(xiàn)在很多廠商的柴油發(fā)電機組裝備了水套加熱器，其溫度控制主要采用雙金屬溫度開關(guān)控制，示意圖見圖1：雖然看上去能控制溫度，但是仍然存在較大缺陷。

1.雙金屬溫度控制開關(guān)溫控很不精確，并且只有一個斷開溫度，而開啟溫度并不知道，有些50℃的溫控開關(guān)加熱到75℃才斷開，有些則是溫度掉到10℃也不接通。

2.溫控開關(guān)所允許的電流不大，16A基本為極限值了，而現(xiàn)在大型柴油發(fā)電機組的水套加熱器都在4KW以上，多頻次的大電流通斷使得溫控開關(guān)的壽命很短，需要頻繁更換，大電流導(dǎo)致開關(guān)發(fā)熱量很大，這樣反而無法測量正確的溫度。

3.溫控開關(guān)串聯(lián)在加熱器內(nèi)，所測的溫度并不是水箱或者機體的溫度，測量誤差很大。

4.加熱器供電電路串聯(lián)在油門繼電器JK1的常閉觸點上，發(fā)電機的時候，JK1吸合，常閉觸點斷開，水套加熱器停止工作，冷卻水循環(huán)冷卻發(fā)電機，停機的時候，繼電器常閉觸點接通，水套加熱器繼續(xù)工作，該繼電器常閉觸點的額定電流并不是很大，使用時間久后會發(fā)熱使得該繼電器壽命有限。

圖2

四、改進方法

（一）AMF25控制板改進

通過觀察并且研究發(fā)電機的電路以及AMF25控制板，發(fā)現(xiàn)AMF25控制板可以對溫度進行控制，其控制方式有兩種，一種是正控制，一種是負控制，正控制是當溫度超過最高設(shè)定值輸出高電平，低于最低設(shè)定值輸出低電平，而負控制則是使輸出電平高低相反, 溫度超過最高設(shè)定值輸出低電平，低于最低設(shè)定值輸出高電平。AMF25的溫度檢測開關(guān)裝在發(fā)電機組的循環(huán)水出水口，當發(fā)電機開機后，AMF25通過檢測出水口的溫度，來判定發(fā)電機組冷卻的狀況，當溫度過高就會加強散熱或者自動停機。而我們在發(fā)電機待機狀態(tài)的時候就用到了負控制，使得發(fā)電機水套加熱器在溫度低于最低設(shè)定值得時候工作，達到設(shè)定溫度就停止。這樣，只要通過AMF25的某個開關(guān)量輸出口再加一些外圍電路就可以了控制水套加熱器了，由于開關(guān)量輸出口BO4（Binary Output）沒有接線，所以將BO4口改為溫度控制口。

（二）控制電路改進

通過AMF25控制繼電器輸出，主電源采用220V 40A的單項交流接觸器JK4，形成兩條控制鏈路，AMF25控制JK3水套加熱器繼電器，JK3控制JK4交流接觸器線圈，而交流接觸器才控制水套加熱器電源。改造電路圖如圖2所示，改造經(jīng)過測試，將溫度設(shè)定在25℃-50℃之間，控制板與水套加熱器運行狀態(tài)良好，達到了改造目的。

五、總結(jié)

通過這次改造，利用控制器本身的功能，使得溫度控制更為精確，為提高設(shè)備穩(wěn)定率提供了保障。使得原有50℃-75℃溫變范圍降低到25℃-50℃溫變范圍，降低了能耗，節(jié)約電力成本，通過增加中間繼電器，接觸器的改造避免了頻繁更換溫度開關(guān)，降低了維護頻率，間接降低了運維成本。