發(fā)電機(jī)AMF25控制器的防雷改造和功能擴(kuò)展

吳信衡

在廣播電視系統(tǒng)中，有柴油發(fā)電機(jī)的發(fā)射臺(tái)大部分都是通過AMF25控制器來實(shí)現(xiàn)對(duì)柴油發(fā)電機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，可見AMF25控制器在廣播電視系統(tǒng)中的應(yīng)用是非常廣泛的。AMF25控制器有很多功能，但在實(shí)際使用中卻沒有得到充分利用。比如，控制器遭雷擊損壞和發(fā)電機(jī)油箱自動(dòng)加油是維護(hù)中經(jīng)常遇到的問題，但其實(shí)可通過改變控制器的工作模式達(dá)到很好的防雷效果，而通過控制器的功能擴(kuò)展就可改變?nèi)斯ぜ佑偷默F(xiàn)狀，從而實(shí)現(xiàn)給發(fā)電機(jī)油箱自動(dòng)加油的功能。在下文中，筆者將介紹AMF25控制器的防雷改造和通過AMF25控制器的功能擴(kuò)展來實(shí)現(xiàn)柴油發(fā)電機(jī)自動(dòng)加油功能的方法。

一、AMF25控制器的防雷改造

某轉(zhuǎn)播臺(tái)在某次雷電天氣過后，出現(xiàn)發(fā)電機(jī)通信異常情況。維護(hù)人員趕到現(xiàn)場(chǎng)發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機(jī)AMF25控制器的屏幕已黑屏，市電檢測(cè)端口MAINS VOLTAGE出現(xiàn)發(fā)黑、燒焦的情況。由此可知控制器已經(jīng)完全損壞，而損壞原因是遭受雷電電擊。

AMF25控制器裝有圖形顯示屏幕，可供操作人員進(jìn)行直觀操作。當(dāng)所有設(shè)置的條件滿足時(shí)，AMF25控制器自動(dòng)啟動(dòng)發(fā)電機(jī)組，然后通過外部信號(hào)或者按下停止按鍵來使發(fā)電機(jī)組停止工作。AMF25控制器有7個(gè)數(shù)字輸出和輸入點(diǎn)，還有一個(gè)市電電壓檢測(cè)端口MAINS VOLTAGE。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，該轉(zhuǎn)播臺(tái)發(fā)電機(jī)AMF25控制器處于AMF工作模式。這種模式需要將市電的三相電接入AMF25的MAINS VOLTAGE端口，通過采用這種接線方式來實(shí)現(xiàn)市電狀態(tài)的采樣。當(dāng)市電出現(xiàn)異常時(shí)，控制器通過MAINS VOLTAGE端口獲取外電異常狀態(tài)，發(fā)出啟動(dòng)發(fā)電機(jī)的指令。然而，此工作模式存在著較大的缺陷。一是直擊雷或感應(yīng)雷可以通過市電采樣線纜竄入發(fā)電機(jī)控制器，對(duì)發(fā)電機(jī)控制器造成破壞，導(dǎo)致控制器無法控制發(fā)電機(jī)。同時(shí)，因控制器損壞而無法與遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)通信，導(dǎo)致遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺(tái)不能監(jiān)控發(fā)電機(jī)。二是AMF25控制器需要接入380V的電壓，使得運(yùn)維人員在維護(hù)AMF25控制器時(shí)容易發(fā)生觸電的危險(xiǎn)。三是需要從市電接入點(diǎn)拉一根三相四線的電纜到控制器，此舉增加了機(jī)房布線的難度。

為了避免上述存在的缺陷，對(duì)發(fā)電機(jī)控制器的改進(jìn)顯得尤為重要。通過觀察并且研究發(fā)電機(jī)的電路以及AMF25控制器，發(fā)現(xiàn)AMF25控制器有AMF和MRS兩種工作模式。當(dāng)控制器處于AMF工作模式時(shí)，需要將市電接入控制器的MAINS VOLTAGE端口，此時(shí)控制器通過MAINS VOLTAGE端口的采樣狀態(tài)來發(fā)出啟動(dòng)或停止發(fā)電機(jī)的指令。當(dāng)控制器處于MRS工作模式時(shí)，只需要在控制器輸入端口給一個(gè)開關(guān)量，就能讓控制器發(fā)出啟動(dòng)或停止發(fā)電機(jī)的指令。很明顯，控制器處于MRS工作模式時(shí)，不將市電接入控制器，就能避免直擊雷或者感應(yīng)雷通過市電采樣線纜竄入控制器，也就能阻止其對(duì)控制器造成破壞。我們只要將處于AMF工作模式的控制器改造成MRS模式，就可以實(shí)現(xiàn)控制器自身的防雷，具體方法如下。

（一）AMF25控制器配置

要實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)控制器工作模式的更改，首先要用計(jì)算機(jī)通過LiteEdit PC軟件對(duì)AMF25進(jìn)行配置。計(jì)算機(jī)通過USB轉(zhuǎn)RS232串口線與AMF25控制器進(jìn)行通信。進(jìn)入LiteEdit PC軟件頁面，為了便于配置，可通過上位機(jī)軟件菜單Contorller→Language……將軟件語言設(shè)置為中文。以下為配置步驟。

1.AMF25控制器工作模式的設(shè)定

在LiteEdit PC軟件頁面，點(diǎn)擊Setpoints→AMF設(shè)定，在運(yùn)作模式一行里，Actual setting的值由AMF更改為MRS，如圖1所示。

圖1 控制器工作模式的設(shè)定

2.AMF25控制器端口的設(shè)定

在LiteEdit PC軟件頁面，點(diǎn)擊菜單Modify configuration，可以進(jìn)入控制器AMF25的端口設(shè)定頁面。顯示圖左邊的7個(gè)端口，分別對(duì)應(yīng)AMF25控制器BINARY INPUTS口的BI1～BI7端口。不同的廠家對(duì)每個(gè)端口設(shè)定了不同的定義。對(duì)已經(jīng)定義好的端口，我們可以不用理會(huì)，只需選擇一個(gè)未用的端口進(jìn)行設(shè)定，本文選擇第4端口。雙擊第4端口，會(huì)彈出一個(gè)對(duì)話框。Type填選“Control”，Name 選擇“遙控啟動(dòng) /停機(jī)”，Contact type填選“NO”，如圖2所示。最后點(diǎn)擊“OK”完成設(shè)定。

圖2 控制器端口的設(shè)定

（二）AMF25控制器在MRS工作模式時(shí)的外圍電路設(shè)計(jì)

AMF25控制器處于MRS工作模式時(shí)，需要給設(shè)定好的端口（本文設(shè)定為第4端口）提供一個(gè)高電平或者低電平，如此，發(fā)電機(jī)才會(huì)啟動(dòng)或停止。至于輸送低電平還是高電平，可以用萬用表來測(cè)量端口的初始電位。本文測(cè)量BINARY INPUTS第4端口的初始點(diǎn)位為高電平，即當(dāng)?shù)?端口為高電平時(shí)，控制器會(huì)發(fā)出停止發(fā)電機(jī)指令；當(dāng)?shù)?端口為低電平時(shí)，控制器發(fā)出啟動(dòng)發(fā)電機(jī)的指令。我們利用一個(gè)三相電的測(cè)量監(jiān)控繼電器的常閉點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)電機(jī)的控制，電路原理如圖3所示。當(dāng)外電正常時(shí)，常閉點(diǎn)斷開，BINARY INPUTS第4端口為高電平，發(fā)電機(jī)會(huì)處于停機(jī)狀態(tài)。當(dāng)市電異常時(shí)，常閉點(diǎn)閉合，BINARY INPUTS第4端為低電平，發(fā)電機(jī)就會(huì)啟動(dòng)。

圖3 AMF25控制器在MRS模式時(shí)的接線電路原理圖

從圖3中可以看出，發(fā)電機(jī)AMF25控制器和市電是完全隔離的，完全阻斷了雷電通過市電對(duì)發(fā)電機(jī)AMF25控制器造成毀滅性破壞的途徑，從而讓AMF25控制器達(dá)到很好的防雷效果。

發(fā)電機(jī)還需要接一相220V的交流電到發(fā)電機(jī)的開關(guān)電源，給電瓶充電。可以將220V交流電單獨(dú)接到開關(guān)電源輸入，不與其他設(shè)備相連。如果將220V交流電接到發(fā)電機(jī)里的接線排，則需要將控制器市電檢測(cè)的MAINS VOLTAGE口拔出。如果不拔，當(dāng)單相交流電竄到MAINS VOLTAGE端口促使發(fā)電機(jī)啟動(dòng)時(shí)，就會(huì)有市電異常的告警提示，那么此次改造就達(dá)不到目的了。為了確保AMF25控制器的可靠性和穩(wěn)定性，要把控制器外電檢測(cè)的MAINS VOLTAGE口拔出。

這次柴油發(fā)電機(jī)組AMF25控制器的防雷改造是對(duì)原有AMF25控制器功能的深入挖掘及擴(kuò)展。此次改造只增加了一個(gè)三相電的測(cè)量監(jiān)控繼電器，就能使柴油發(fā)電機(jī)組AMF25控制器免遭雷電的破壞。減少了AMF25控制器的損壞，就能降低運(yùn)維成本，避免因柴油發(fā)電機(jī)無法及時(shí)啟動(dòng)而造成的重大停播事故，從而提高臺(tái)站安全播出保障能力。

二、利用AMF25控制器實(shí)現(xiàn)發(fā)電機(jī)的自動(dòng)加油

發(fā)電機(jī)需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行供電，因此維護(hù)人員必須時(shí)刻關(guān)注發(fā)電機(jī)的燃油量。而當(dāng)臺(tái)站發(fā)生不能短時(shí)間恢復(fù)供電的外電故障時(shí)，即便是三更半夜，維護(hù)人員也要及時(shí)趕到臺(tái)站給發(fā)電機(jī)加油。目前，很多臺(tái)站的柴油發(fā)電機(jī)組是通過人工添加燃油的。少部分臺(tái)站制作了自動(dòng)加油系統(tǒng)，但是工藝非常復(fù)雜。復(fù)雜的制作工藝需要很高的制作成本。而對(duì)于沒有自動(dòng)加油功能的柴油發(fā)電機(jī)組，監(jiān)控平臺(tái)和運(yùn)維人員都要時(shí)刻關(guān)注每個(gè)臺(tái)站的柴油發(fā)電機(jī)組剩下的燃油量，如此一來，大大增加了運(yùn)維人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。一旦運(yùn)維人員由于疏忽沒有及時(shí)給柴油發(fā)電機(jī)組加燃油，就有可能造成重大停播事故。

目前給柴油發(fā)電機(jī)組加油的模式存在較大缺陷。一是需要人工加油。人工加油存在延時(shí)性和不安全性的隱患，且運(yùn)維人員的工作強(qiáng)度大。二是人工加油時(shí)，難免會(huì)造成燃油的泄漏，產(chǎn)生一定的浪費(fèi)。三是人工加油速度過快時(shí)，可能會(huì)把柴油發(fā)電機(jī)油箱底部的雜物沖起來，從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)輸油管阻塞。四是柴油發(fā)電機(jī)組有可能因?yàn)槿加筒荒芗皶r(shí)供應(yīng)而造成停播事故。五是復(fù)雜的自動(dòng)加油工藝造價(jià)昂貴，安裝復(fù)雜。為了避免這些缺陷，筆者通過觀察并且研究發(fā)電機(jī)的AMF25控制器，發(fā)現(xiàn)AMF25控制器可以實(shí)現(xiàn)給發(fā)電機(jī)自動(dòng)加油功能，實(shí)現(xiàn)方法如下。

（一）AMF25控制器配置

在LiteEdit PC軟件頁面，點(diǎn)擊菜單Modify configuration，可以進(jìn)入控制器AMF25的端口設(shè)定頁面。此時(shí)，可選擇一個(gè)未用的輸出端口進(jìn)行設(shè)定。本文選擇第6端口，將BO6口設(shè)置成燃油供應(yīng)閥，如圖4所示。

圖4 燃油供應(yīng)閥的端口設(shè)定

接下來，在LiteEdit PC軟件頁面點(diǎn)擊Setpoints→發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)。將供油泵開參數(shù)設(shè)置成40%，將供油泵關(guān)參數(shù)設(shè)置成70%，如圖5所示。這個(gè)參數(shù)的設(shè)定加油量不能太高，主要是為了避免油位傳感器延時(shí)導(dǎo)致加油過滿。

圖5 供油泵參數(shù)設(shè)定

（二）AMF25控制器實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加油的外圍電路設(shè)計(jì)

經(jīng)過測(cè)量，AMF25控制器BINARY OUTPUTS的第6端口在不啟動(dòng)加油時(shí)是高電平，啟動(dòng)加油時(shí)是低電平。利用這個(gè)特性，我們可以用一個(gè)12V的繼電器來實(shí)現(xiàn)對(duì)燃油供應(yīng)油泵的啟動(dòng)和關(guān)閉的控制。其電路原理如圖6所示。

圖6 AMF25控制器自動(dòng)加油的電路原理圖

當(dāng)發(fā)電機(jī)的燃油量低于40%時(shí)，AMF25控制器BINARY OUTPUTS的第6端口就會(huì)變成低電平，燃油供應(yīng)泵繼電器的觸點(diǎn)就會(huì)吸合，燃油供應(yīng)泵就會(huì)啟動(dòng)。燃油供應(yīng)泵可以通過油管將外部大油箱的油加到發(fā)電機(jī)油箱。當(dāng)發(fā)電機(jī)油量達(dá)到70%時(shí)，AMF25控制器BINARY OUTPUTS的第6端口就會(huì)變成高電平，燃油供應(yīng)泵繼電器的觸點(diǎn)就會(huì)斷開，燃油供應(yīng)泵就會(huì)停止工作。為了使自動(dòng)加油更安全、更穩(wěn)定，應(yīng)使用小功率的燃油供應(yīng)泵和小的輸油管，以防止加油速度過大從而把發(fā)電機(jī)油箱底部的雜物沖起，引起發(fā)電機(jī)油管阻塞故障。

經(jīng)過對(duì)原有的AMF25控制器功能進(jìn)行深入挖掘及擴(kuò)展，通過只增加一個(gè)12V繼電器、一個(gè)小功率油泵和一條小的輸油管，就讓柴油發(fā)電機(jī)組有了自動(dòng)加油的功能。由此，柴油發(fā)電機(jī)組的燃油得到了及時(shí)供應(yīng)，后備電源的可靠性得到了提高，安全播出也得到了保障。

三、結(jié)語

發(fā)電機(jī)AMF25控制器還有很多需要我們?nèi)W(xué)習(xí)的知識(shí)和利用的功能。為了讓發(fā)電機(jī)控制器更穩(wěn)定地運(yùn)行，除了完成控制器發(fā)生故障時(shí)的搶修維護(hù)工作，還應(yīng)盡可能地想方設(shè)法讓控制器避免再次發(fā)生類似故障。只有這樣，才能切實(shí)有效地做好安全播出保障工作。