完美结合：康明斯柴油发电机组的自动控制与通讯
2025/12/29 19:25:07
康明斯发电机
[news:visits]
柴油发电机组自动控制面板不仅要完成简单控制面板上实现的所有功能，还要至少满足MODBUS 通讯监控功能，CANBUS通讯功能，以及其它复杂的应用功能。还可以根据用户的要求，提供一个独立的控制柜，具有自动控制功能和自动负载切换功能，操作方便，适用于电气设备的集中控制。
1．功能描述控制器
具有市电监测和市电/发电自动切换控制功能的康明斯发电机组控制器（ATS），尤其适用于由一路市电一路发电机组成的单机自动化系统。
主要特点：
液晶显示LCD为480。×272，PPi(每英寸像素Pixels per ineh），背光、中文、英文及其它多种语言可选界面操作，并可现场选择，方便工厂调试人员试机。
2)利用MODBUS协议，具有RS485通信接口，可实现“三遥”功能；具有ETHERNET通信接口，可实现多种监控方式。
3)有Micro 可实现运行数据实时记录的SD接口。
4)具有SMS功能。当发电机组有报警时，可以自动向设定的五个电话号码发送报警信息，也可以通过短信控制发电机组，查看发电机组状态。
5)有CAN BUS接口，可与J1939电喷机连接，不仅可监测电喷机常用数据(如水温、油压、转速、燃油消耗等)，还可通过CANBUS接口控制开机、停机、升速、降速等。
6)适用于50/60Hz系统的三相四线、三相三线、单相二线、两相三线(120/240V)电源；采集并显示市电/发电三相电压、三相电流、频率、功率参数。
●市电
线电压 Uab、Ubc、Uca
相电压 Ua、Ub、Uc
相序
频率 Hz
●发电
线电压 Uab、Ubc、Uca
相电压 Ua、Ub、Uc
相序
频率 Hz
●负载
电流 IA、IB、IC
分相和总有功功率 kW
分相和总无功功率 kvar
分相和总视为功率 kVA
分相和平均功率因数 PF
累积电能发电 kwh、kvarh、kVA·h
7)市电具有过电压、欠电压、过频、欠频、缺相、逆相序检测功能；发电具有过电压、欠电压、过频、欠频、过电流、过功率、逆功率、缺相和逆相序检测功能。
三个固定模拟量传感器(温度、油压、液位)；可以将两个可编程的模拟量传感器设置为温度或压力或液位传感器。
各种精密发动机采集参数：
①温度WT：℃/℉同时显示；
②机油压力OP：kPa/Psi/同时显示/Bar；
③燃料位FL单位：％；
④速度SPD单位：r/min；
⑤电池电压VB单位：V；
⑥充电机电压VD单位：V；
⑦计时器（HC）累计时长：65535h；
⑧累计启动次数：最多65535次。
控制保护功能：实现柴油发电机组自动启动/停机、合分闸(ATS切换)和完善的故障显示保护等功能；
10)参数设置功能:允许用户更改设置参数，同时记忆在内部EEPROM存储器中，系统断电时不会丢失。大多数参数可以通过USB/RS485/ETHERNET接口调整，所有参数都可以通过USB/RS485/ETHERNET接口调整。
DC供电范围宽(8)～35）V，可以适应不同的启动电池电压环境。
11)具有历史记录、实时时钟、定时开关机功能(每月/每周/每天开机一次，可以设置是否带载)。
2．操作
(1)指示灯说明
如图1所示，康明斯面板。康明斯警告指示灯和报警指示灯说明见表1。
表1 警告指示灯和报警指示灯说明
操作指示灯：启动成功后，得电停机前常亮，其它时段熄灭。
正常发电指示灯：正常发电时常亮，异常发电时闪烁，无发电时熄灭。
市电正常指示灯：市电正常常亮，市电异常时闪烁，没有市电时熄灭。
(2)关键功能描述
图2显示了按键功能描述。
(3)自动开机，停机
1)自动启动顺序
①当市电异常(过电压、欠电压、过频、欠频、缺相、逆相)时，进入“市电异常延迟”，倒计时显示在LCD状态页面。市电异常延迟结束后，进入“启动延迟”；或在远程启动(带载)输入有效时，进入“启动延迟”。
②“开机延时”倒计时显示在LCD底部。
③启动延迟后，预热继电器输出(如配置)，LCD底部显示“启动预热延迟XX”。
④预热延迟后，燃油继电器输出1s，然后启动继电器输出；如果发电机组在“启动时间”内未能启动，燃油继电器和启动继电器将停止输出，进入“启动间隔时间”，等待下一次启动。
⑤在设定的启动次数内，如果发电机组启动不成功，控制器启动失败停止，LCD的报警页面显示启动失败报警。
⑥任何启动时，如果启动成功，将进入“安全运行延迟”。在此期间，油压低、水温高、速度不足、充电失败的报警量无效。安全运行延迟后，将进入“启动怠速延迟”(如果配置启动怠速延迟)。
⑦在启动怠速延迟过程中，欠速、欠频、欠电压报警无效，启动怠速延迟结束后，进入“高速加热时间延迟”(如果配置高速加热器延迟)。
⑧当高速加热器延时结束时，如果发电正常，发电状态指示灯会亮起。如果发电机的电压和频率符合载荷要求，发电合闸继电器将输出，发电机组将载荷，发电供电指示灯将亮起，发电机组将进入正常运行状态。如果发电机组的电压或频率异常，控制器将报警并关闭(发电报警信息将显示在LCD的报警页面上)。
注意：当远程启动(不带载)输入启动时，过程同上，只有在过程8时，发电合闸继电器不输出，发电机组不带载。
2)自动停机顺序
①在发电机组的正常运行中，如果市电恢复正常，将进入“市电电压正常延迟”。确认市电正常后，市电状态指示灯亮起，“停机延迟”开始；或者当远程启动输入失败时，开始“停机延迟”。
②停机延迟后，开始“高速散热延迟”，发电关闭继电器断开。“开关转换延迟”后，市电关闭继电器输出、市电带载、发电供电指示灯熄灭、市电供电指示灯点亮。
③怠速继电器进入“停机怠速延时”(如配置)时，加电输出。
④进入“得电停机延迟”，得电停机继电器加电输出，燃油继电器输出断开，自动判断是否停机。
⑤进入“发电机组停止时间”，自动判断是否停止。
⑥如果发电机组停止，则进入“发电机组停止时间”；否则，当控制器进入停机失败时，会发出停机失败的警告(停机失败报警后，如果发电机组停止，将进入“发电机组停止时间”，并自动消除停机失败的警告)。
⑦停止时间结束后，进入发电机组待机状态。
(4)发电机控制器开关控制过程
1)手动转换过程
当控制器处于手动模式时，开关控制过程执行手动转换。
ATS开关的负载转换由操作人员通过合分闸按钮控制。
①若分闸检测不能使用，按下发电合分闸键I/O，如果发电带负载，则分闸输出；如果负载断开，发电关闭；如果市电带负载，市电分闸，分闸延迟后，发电关闭。按下市电合分闸键I/O，如果市电带载，则分闸输出；如果负载断开，则市电合闸；如果发电带载，则发电分闸，当分闸延迟后，市电合闸。
②若分闸检测使能，由市电带载转为发电带载，需先按市电分闸按钮I/O经过分闸延迟后，再按发电合闸按钮I/O，电源合闸(直接按电源合闸按钮，无动作)。
从发电带载到市电带载，过程同上。
二是自动转换过程
当控制器处于自动模式时，开关控制过程执行自动转换过程。
如果输入口配置为合闸状态辅助输入，则按以下程序：
①如果分闸检测使能，从市电带载到发电带载，经过分闸延迟，转换间隔延迟，在分闸输出的同时，转换失败开始检测，检测时间到了，如果分闸失败，发电就不会合闸，否则发电就会合闸，发电就会合闸，同时转换失败就会开始检测，检测时间到了，如果合闸失败，就会等待发电合闸。如果转换失败警告使能，合闸失败会发出警告信号。
从发电带载到市电带载，过程同上。
②如果分闸检测不能使用，由市电带载到发电带载。分闸延迟后，转换间隔延迟后，发电关闭，发电关闭失败，开始检测。如果检测时间到了，如果关闭失败，将等待发电关闭。如果转换失败，警告使能，并发出警告信号。
③如果输入口未配置为合闸状态辅助输入，则由市电带载转为发电带载，经过分闸延迟，转换间隔延迟后，发电合闸。
从发电带载到市电带载，过程同上。
注意：
使用无中间位ATS时：分闸检测不能使用。
使用中间位置ATS时:分闸检测可以使用也可以不使用。如果分闸检测使用能量，请配置分闸输出。使用交流接触器时:建议分闸检测使用能量。
3．接线
1)如图3所示，康明斯发电机组控制器背板。
2)接线端子的功能描述见表2。
表2 接线端子功能康明斯控制器
1．功能描述控制器
具有市电监测和市电/发电自动切换控制功能的康明斯发电机组控制器（ATS），尤其适用于由一路市电一路发电机组成的单机自动化系统。
主要特点：
液晶显示LCD为480。×272，PPi(每英寸像素Pixels per ineh），背光、中文、英文及其它多种语言可选界面操作，并可现场选择，方便工厂调试人员试机。
2)利用MODBUS协议，具有RS485通信接口，可实现“三遥”功能；具有ETHERNET通信接口，可实现多种监控方式。
3)有Micro 可实现运行数据实时记录的SD接口。
4)具有SMS功能。当发电机组有报警时，可以自动向设定的五个电话号码发送报警信息，也可以通过短信控制发电机组，查看发电机组状态。
5)有CAN BUS接口，可与J1939电喷机连接，不仅可监测电喷机常用数据(如水温、油压、转速、燃油消耗等)，还可通过CANBUS接口控制开机、停机、升速、降速等。
6)适用于50/60Hz系统的三相四线、三相三线、单相二线、两相三线(120/240V)电源；采集并显示市电/发电三相电压、三相电流、频率、功率参数。
●市电
线电压 Uab、Ubc、Uca
相电压 Ua、Ub、Uc
相序
频率 Hz
●发电
线电压 Uab、Ubc、Uca
相电压 Ua、Ub、Uc
相序
频率 Hz
●负载
电流 IA、IB、IC
分相和总有功功率 kW
分相和总无功功率 kvar
分相和总视为功率 kVA
分相和平均功率因数 PF
累积电能发电 kwh、kvarh、kVA·h
7)市电具有过电压、欠电压、过频、欠频、缺相、逆相序检测功能；发电具有过电压、欠电压、过频、欠频、过电流、过功率、逆功率、缺相和逆相序检测功能。
三个固定模拟量传感器(温度、油压、液位)；可以将两个可编程的模拟量传感器设置为温度或压力或液位传感器。
各种精密发动机采集参数：
①温度WT：℃/℉同时显示；
②机油压力OP：kPa/Psi/同时显示/Bar；
③燃料位FL单位：％；
④速度SPD单位：r/min；
⑤电池电压VB单位：V；
⑥充电机电压VD单位：V；
⑦计时器（HC）累计时长：65535h；
⑧累计启动次数：最多65535次。
控制保护功能：实现柴油发电机组自动启动/停机、合分闸(ATS切换)和完善的故障显示保护等功能；
10)参数设置功能:允许用户更改设置参数，同时记忆在内部EEPROM存储器中，系统断电时不会丢失。大多数参数可以通过USB/RS485/ETHERNET接口调整，所有参数都可以通过USB/RS485/ETHERNET接口调整。
DC供电范围宽(8)～35）V，可以适应不同的启动电池电压环境。
11)具有历史记录、实时时钟、定时开关机功能(每月/每周/每天开机一次，可以设置是否带载)。
2．操作
(1)指示灯说明
如图1所示，康明斯面板。康明斯警告指示灯和报警指示灯说明见表1。
表1 警告指示灯和报警指示灯说明
|
报警类型
|
警告指示灯
|
报警指示灯
|
|
警告报警
|
慢速闪烁
|
慢速闪烁
|
|
跳闸不停机报警
|
慢速闪烁
|
慢速闪烁
|
|
停机报警
|
不亮
|
快速闪烁
|
|
跳闸停机报警
|
不亮
|
快速闪烁
|
操作指示灯：启动成功后，得电停机前常亮，其它时段熄灭。
正常发电指示灯：正常发电时常亮，异常发电时闪烁，无发电时熄灭。
市电正常指示灯：市电正常常亮，市电异常时闪烁，没有市电时熄灭。
(2)关键功能描述
图2显示了按键功能描述。
(3)自动开机，停机
1)自动启动顺序
①当市电异常(过电压、欠电压、过频、欠频、缺相、逆相)时，进入“市电异常延迟”，倒计时显示在LCD状态页面。市电异常延迟结束后，进入“启动延迟”；或在远程启动(带载)输入有效时，进入“启动延迟”。
②“开机延时”倒计时显示在LCD底部。
③启动延迟后，预热继电器输出(如配置)，LCD底部显示“启动预热延迟XX”。
④预热延迟后，燃油继电器输出1s，然后启动继电器输出；如果发电机组在“启动时间”内未能启动，燃油继电器和启动继电器将停止输出，进入“启动间隔时间”，等待下一次启动。
⑤在设定的启动次数内，如果发电机组启动不成功，控制器启动失败停止，LCD的报警页面显示启动失败报警。
⑥任何启动时，如果启动成功，将进入“安全运行延迟”。在此期间，油压低、水温高、速度不足、充电失败的报警量无效。安全运行延迟后，将进入“启动怠速延迟”(如果配置启动怠速延迟)。
⑦在启动怠速延迟过程中，欠速、欠频、欠电压报警无效，启动怠速延迟结束后，进入“高速加热时间延迟”(如果配置高速加热器延迟)。
⑧当高速加热器延时结束时，如果发电正常，发电状态指示灯会亮起。如果发电机的电压和频率符合载荷要求，发电合闸继电器将输出，发电机组将载荷，发电供电指示灯将亮起，发电机组将进入正常运行状态。如果发电机组的电压或频率异常，控制器将报警并关闭(发电报警信息将显示在LCD的报警页面上)。
注意：当远程启动(不带载)输入启动时，过程同上，只有在过程8时，发电合闸继电器不输出，发电机组不带载。
2)自动停机顺序
①在发电机组的正常运行中，如果市电恢复正常，将进入“市电电压正常延迟”。确认市电正常后，市电状态指示灯亮起，“停机延迟”开始；或者当远程启动输入失败时，开始“停机延迟”。
②停机延迟后，开始“高速散热延迟”，发电关闭继电器断开。“开关转换延迟”后，市电关闭继电器输出、市电带载、发电供电指示灯熄灭、市电供电指示灯点亮。
③怠速继电器进入“停机怠速延时”(如配置)时，加电输出。
④进入“得电停机延迟”，得电停机继电器加电输出，燃油继电器输出断开，自动判断是否停机。
⑤进入“发电机组停止时间”，自动判断是否停止。
⑥如果发电机组停止，则进入“发电机组停止时间”；否则，当控制器进入停机失败时，会发出停机失败的警告(停机失败报警后，如果发电机组停止，将进入“发电机组停止时间”，并自动消除停机失败的警告)。
⑦停止时间结束后，进入发电机组待机状态。
(4)发电机控制器开关控制过程
1)手动转换过程
当控制器处于手动模式时，开关控制过程执行手动转换。
ATS开关的负载转换由操作人员通过合分闸按钮控制。
①若分闸检测不能使用，按下发电合分闸键I/O，如果发电带负载，则分闸输出；如果负载断开，发电关闭；如果市电带负载，市电分闸，分闸延迟后，发电关闭。按下市电合分闸键I/O，如果市电带载，则分闸输出；如果负载断开，则市电合闸；如果发电带载，则发电分闸，当分闸延迟后，市电合闸。
②若分闸检测使能，由市电带载转为发电带载，需先按市电分闸按钮I/O经过分闸延迟后，再按发电合闸按钮I/O，电源合闸(直接按电源合闸按钮，无动作)。
从发电带载到市电带载，过程同上。
二是自动转换过程
当控制器处于自动模式时，开关控制过程执行自动转换过程。
如果输入口配置为合闸状态辅助输入，则按以下程序：
①如果分闸检测使能，从市电带载到发电带载，经过分闸延迟，转换间隔延迟，在分闸输出的同时，转换失败开始检测，检测时间到了，如果分闸失败，发电就不会合闸，否则发电就会合闸，发电就会合闸，同时转换失败就会开始检测，检测时间到了，如果合闸失败，就会等待发电合闸。如果转换失败警告使能，合闸失败会发出警告信号。
从发电带载到市电带载，过程同上。
②如果分闸检测不能使用，由市电带载到发电带载。分闸延迟后，转换间隔延迟后，发电关闭，发电关闭失败，开始检测。如果检测时间到了，如果关闭失败，将等待发电关闭。如果转换失败，警告使能，并发出警告信号。
③如果输入口未配置为合闸状态辅助输入，则由市电带载转为发电带载，经过分闸延迟，转换间隔延迟后，发电合闸。
从发电带载到市电带载，过程同上。
注意：
使用无中间位ATS时：分闸检测不能使用。
使用中间位置ATS时:分闸检测可以使用也可以不使用。如果分闸检测使用能量，请配置分闸输出。使用交流接触器时:建议分闸检测使用能量。
3．接线
1)如图3所示，康明斯发电机组控制器背板。
2)接线端子的功能描述见表2。
表2 接线端子功能康明斯控制器
|
序号
|
功 能
|
导线规格/m㎡
|
备 注
|
|
1
|
直流工作电源输入B-
|
2.5
|
接启动电池负极
|
|
2
|
直流工作电源输入B＋
|
2.5
|
接启动电池正极，若长度大于30m，用双根并
联。推荐4A熔丝
|
|
3
|
紧急停机输入
|
2.5
|
通过急停按钮接B＋
|
|
4
|
启动继电器输出
|
1.5
|
由3点供应B＋，额定16A，固化盘车继电器
|
|
5
|
燃油继电器输出
|
1.5
|
由3点供应B＋，额定16A，固化燃油阀
|
|
6
|
可编程继电器输出口1
|
1.5
|
由2点供应B＋，额定7A，默认GCB合闸
|
|
7
|
可编程继电器输出口2
|
1.5
|
由2点供应B＋，额定7A
|
|
8
|
可编程继电器输出口3
|
1.5
|
由2点供应B＋，额定7A
|
|
9
|
充电发电机D＋端输入
|
1.0
|
接充电发电机D＋（WL）端子，若充电机上没有此端子，则此端子悬空
|
|
10
|
可编程输入口1
|
1.0
|
接地有效（B-）
|
|
11
|
可编程输入口2
|
||
|
12
|
可编程输入口3
|
||
|
13
|
可编程输入口4
|
||
|
14
|
可编程输入口5
|
||
|
15
|
可编程输入口6
|
||
|
16
|
转速传感器屏蔽地
|
0.5
|
连接转速传感器，建议用屏蔽线。转速传感器
输入2控制器内部已接B-
|
|
17
|
转速传感器输入2
|
||
|
18
|
转速传感器输入1
|
||
|
19
|
可编程输入口7
|
1.0
|
接地有效（B-）
|
|
20
|
可编程继电器
输出口4
|
1.5
|
常闭输出，额定7A
|
|
21
|
继电器公共点
|
||
|
22
|
常开输出，额定7A
|
||
|
23
|
ECU CAN公共地
|
-
|
建议使用阻抗为120Ω的屏蔽线，屏蔽线单端
接地
|
|
24
|
ECU CAN H
|
0.5
|
|
|
25
|
ECU CAN L
|
0.5
|
|
|
26
|
RESERVE
|
-
|
此端子为保留端子，请勿接线
|
|
33
|
RS485公共地
|
-
|
建议使用阻抗为120Ω的屏蔽线，屏蔽线单端
接地
|
|
34
|
RS485+
|
0.5
|
|
|
35
|
RS485-
|
0.5
|
|
|
36
|
可编程继电器
输出口5
|
2.5
|
常闭输出，额定7A
|
|
37
|
2.5
|
常开输出，额定7A
|
|
|
38
|
2.5
|
继电器公共点
|
|
|
39
|
可编程继电器
输出口
|
2.5
|
常开输出，额定7A
|
|
40
|
2.5
|
继电器公共点
|
|
|
41
|
发电机组A相电压监视输入
|
1.0
|
连接至发电机组输出A相（推荐2A熔丝）
|
|
42
|
发电机组B相电压监视输入
|
1.0
|
连接至发电机组输出B相（推荐2A熔丝）
|
|
43
|
发电机组C相电压监视输入
|
1.0
|
连接至发电机组输出C相（推荐2A熔丝）
|
|
44
|
发电机组N线输入
|
1.0
|
连接至发电机组输出N线
|
|
45
|
市电A相电压监视输入
|
1.0
|
连接至市电A相（推荐2A熔丝）
|
|
46
|
市电B相电压监视输入
|
1.0
|
连接至市电B相（推荐2A熔丝）
|
|
47
|
市电C相电压监视输入
|
1.0
|
连接至市电C相（推荐2A熔丝）
|
|
48
|
市电N线输入
|
1.0
|
连接至市电N线
|
|
49
|
电流互感器A相监视输入
|
1.5
|
外接电流互感器二次线圈（额定5A）
|
|
50
|
电流互感器B相监视输入
|
1.5
|
外接电流互感器二次线圈（额定5A）
|
|
51
|
电流互感器C相监视输入
|
1.5
|
外接电流互感器二次线圈（额定5A）
|
|
52
|
电流互感器公共端
|
1.5
|
参见后面安装说明
|
|
53
|
零线电流输入
|
1.5
|
外接电流互感器二次线圈（额定5A）
|
|
54
|
1.5
|
||
|
55
|
RESERVE
|
-
|
此端子为保留端子，请勿接线
|
|
56
|
可编程传感器1
|
1.0
|
连接温度或压力或液位传感器
|
|
57
|
可编程传感器2
|
1.0
|
|
|
58
|
机油压力传感器输入
|
1.0
|
连接压力传感器
|
|
59
|
温度传感器输入
|
1.0
|
连接温度传感器
|
|
60
|
液位传感器输入
|
1.0
|
连接液位传感器
|
|
61
|
传感器公共端
|
-
|
传感器公共端，控制器内部已接电池负极
|
|
62
|
RS232公共地
|
0.5
|
接GSM模块
|
|
63
|
RS232 RX
|
0.5
|
|
|
64
|
RS232 TX
|
0.5
|