一种柴油发机组应急控制盒的两极控制结构的制作方法

1.本技术涉及柴油发电机组控制领域，尤其涉及一种柴油发机组应急控制盒的两极控制结构。


背景技术：

2.伴随着军用电站的持续发展，智能化需求越来越高，电站控制系统越来越复杂，基本呈现出plc 发电机组控制器相结合的两级控制策略，但由于军用电站对系统的任务可靠性要求提高，致使控制系统需要对大部分器件进行冗余备份，受作战机动化的影响，系统的尺寸和重量受到了严重制约。此时，功能的多样化、可靠性提高的要求、机动化的要求三者呈现出相互矛盾的现象。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于，提供一种柴油发机组应急控制盒的两极控制结构，通过工作方式转换开关和微型断路器配合，实现应急控制盒分别替代控制器和plc的控制策略，解决智能化电站两级控制方式器件备份量较大的问题，提高柴油发电机组工作的可靠性。
4.本实用新型采取的技术方案是：一种柴油发机组应急控制盒的两极控制结构，包括plc、发电机组控制器、工作方式转换开关、微型断路器、应急控制盒、第一继电器、第二继电器、第三继电器、第四继电器和第五继电器；
5.所述plc通过rs485通讯线与发电机组控制器连接；
6.第一继电器的线圈的正极与工作方式转换开关连接，线圈负极接地；所述第一继电器的第一常开触点一端与微型断路器连接，另一端与第一继电器的线圈负极连接；所述微型断路器第一常闭触点一端与第一继电器的第一常开触点连接，另一端与发电机组控制器连接；
7.所述应急控制盒包括启动按钮、第一钮子开关、怠全速控制开关和合分闸控制开关，所述怠全速控制开关与第一钮子开关连接；所述第一钮子开关一端与工作方式转换开关连接，另一端和启动按钮连接；所述合分闸控制开关的第一常开触点与第三继电器第一组触点的常开端连接，所述合分闸控制开关的第二常开触点与第三继电器第二组触点的常开端连接；
8.所述第二继电器的线圈正极与工作方式转换开关连接，线圈负极与微型断路器第一常闭触点连接；所述第二继电器第一组触点的常闭端与发电机组控制器连接，常开端与启动按钮连接；所述第二继电器第二组触点的常闭端与发电机组控制器连接，常开端与第一钮子开关连接；所述第二继电器第三组触点的常闭端与发电机组控制器连接，常开端与怠全速控制开关连接；
9.所述第三继电器的线圈与第二继电器的线圈并联，第三继电器第一组触点的常闭端和第二组触点的常闭端分别与发电机组控制器不同的输入点连接；
10.所述第四继电器的线圈正极与启动按钮连接，线圈负极与微型断路器连接；所述
第四继电器的第一常开触点一端与第四继电器的线圈正极连接，另一端与第一钮子开关连接；所述第四继电器第二组触点的常开端与常闭端分别与发电机组控制器不同的输入点连接；
11.所述第五继电器的线圈正极与所述第二继电器的第三组触点连接，线圈负极接地；所述第五继电器的第一常闭触点一端与第二继电器线圈正极连接，另一端与柴油发电机组连接。
12.进一步地，所述怠全速控制开关为钮子开关或旋钮。
13.进一步地，所述合分闸控制开关为钮子开关或旋钮。
14.进一步地，还包括熔断器，所述熔断器一端与工作方式转换开关连接，另一端与第一钮子开关连接。
15.进一步地，所述熔断器的额定电流为4a。
16.进一步地，还包括第六继电器，第七继电器和第八继电器；所述第六继电器的线圈正极与所述第二继电器的第二组触点连接，线圈负极接地；所述第六继电器的第一常开触点一端与第二继电器线圈正极连接，另一端与柴油发电机组连接；
17.所述第七继电器的线圈正极与所述第三继电器第一组触点连接，线圈负极接地，所述第七继电器的第一常开触点与主断路器电动操作机构连接；
18.所述第八继电器的线圈正极与所述第三继电器第二组触点连接，线圈负极接地，所述第八继电器的第一常开触点与主断路器电动操作机构连接。
19.本实用新型的有益效果在于：通过工作方式转换开关和微型断路器配合，当控制系统中发生故障时，可以通过工作方式转换开关切换为手动工作方式，此时能够通过应急控制盒代替给发电机组控制器提供启动信号，并通过发电机组控制器实现发电机组的启动、停机、合分闸以及并联解列等功能；当控制系统中发电机组控制器发生故障时，能够在手动工作方式下通过微型断路器的合分实现应急控制盒替代发电机组控制器，实现发电机组的启动、停机、合分闸，此种方式适用于特殊环境下的发电机组启动方式。
附图说明
20.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
21.图1为本实用新型实施例的原理图。
22.附图标记解释：up01.plc、up02.发电机组控制器、sa01.工作方式转换开关、sa02.第一钮子开关、sa03.怠全速控制开关、sa04.合分闸控制开关、sb01.启动按钮、qf01.微型断路器、ka01.第一继电器、ka02. 第二继电器、ka03. 第三继电器、ka04. 第四继电器、ka05. 第五继电器、ka06. 第六继电器、ka07. 第七继电器、ka08.第八继电器。
具体实施方式
23.为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行进一步的详细描述。在下面的描述中阐述了很多具体细节以
便于充分理解本实用新型，但是，本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本实用新型并不限于下面公开的具体实施例的限制。
24.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本技术所述领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则该相对位置关系也相应地改变。
25.如图1所示，一种柴油发机组应急控制盒的两极控制结构，包括plc up01、发电机组控制器up02、工作方式转换开关sa01、微型断路器qf01、应急控制盒、第一继电器ka01、第二继电器ka02、第三继电器ka03、第四继电器ka04和第五继电器ka05；
26.所述plc up01通过rs485通讯线与发电机组控制器up02连接；
27.第一继电器ka01的线圈的正极与工作方式转换开关sa01连接，线圈负极接地；所述第一继电器ka01的第一常开触点ka01
‑
1o一端与微型断路器qf01连接，另一端与第一继电器ka01的线圈负极连接；所述微型断路器qf01的第一常闭触点qf01
‑
1c一端与第一继电器ka01的第一常开触点ka01
‑
1o连接，另一端与发电机组控制器up02连接；
28.所述应急控制盒包括启动按钮sb01、第一钮子开关sa02、怠全速控制开关sa03和合分闸控制开关sa04，所述怠全速控制开关sa03与第一钮子开关sa02连接；所述第一钮子开关sa02一端与工作方式转换开关sa01连接，另一端和启动按钮sb01连接；所述合分闸控制开关sa04的第一常开触点sa04
‑
1与第三继电器第一组触点ka03
‑
1的常开端连接，所述合分闸控制开关sa04的第二常开触点sa04
‑
2与第三继电器第二组触点ka03
‑
2的常开端连接；
29.所述第二继电器ka02的线圈正极与工作方式转换开关sa01连接，线圈负极与微型断路器qf01的第一常闭触点qf01
‑
1c连接；所述第二继电器第一组触点ka02
‑
1的常闭端与发电机组控制器up02连接，常开端与启动按钮sb01连接；所述第二继电器第二组触点ka02
‑
2的常闭端与发电机组控制器up02连接，常开端与第一钮子开关sa02连接；所述第二继电器第三组触点ka02
‑
3的常闭端与发电机组控制器up02连接，常开端与怠全速控制开关sa03连接；
30.所述第三继电器ka03的线圈与第二继电器ka02的线圈并联，第三继电器第一组触点ka03
‑
1的常闭端和第二组触点ka03
‑
2的常闭端分别与发电机组控制器up02不同的输入点连接；
31.所述第四继电器ka04的线圈正极与启动按钮sb01连接，线圈负极与微型断路器qf01连接；所述第四继电器ka04的第一常开触点ka04
‑
1o一端与第四继电器ka04的线圈正极连接，另一端与第一钮子开关sa02连接；所述第四继电器第二组触点ka04
‑
2的常开端与常闭端分别与发电机组控制器up02不同的输入点连接；
32.所述第五继电器ka05的线圈正极与所述第二继电器第三组触点ka02
‑
3连接，线圈负极接地；所述第五继电器ka05的第一常闭触点ka05
‑
1o一端与第二继电器ka02的线圈正极连接，另一端与柴油发电机组连接。当发电机组控制器up02或应急控制盒给出全速信号后，第五继电器ka05的线圈得电，第五继电器ka05的第一常闭触点ka05
‑
1o断开，柴油发电
机组提速至全速状态。
33.本实用新型实施例中的发电机组控制器up02采用的是hgm8151控制器，定义发电机组控制器up02的7号端子为合闸信号输出口、8号端子为分闸信号输出口、14号端子为应急启动输入口、15号端子为应急停机输入口。除此之外也可以使用其他的发电机组控制器，只需要重新定义控制器端口的功能既可。
34.本实用新型实施例的工作原理如下：
35.（1）操作工作方式转换开关sa01至“自动”位，第一继电器ka01的线圈不得电，第一继电器ka01的第一常开触点ka01
‑
1o断开，第二继电器ka02、第三继电器ka03和第四继电器ka04的线圈均不得电，第二继电器ka02、第三继电器ka03和第四继电器ka04的触点均不动作，保持图1中所示状态。此时由plc up01通过rs485的通讯方式给发电机组控制器up02启动信号，之后由发电机组控制器up02对柴油发电机组进行控制，可实现柴油发电机组的启动、怠全速、合分闸、停机，还可以实现与其他柴油发电机组的并车和解列等功能。
36.（2）当plc up01故障时，将工作方式转换开关sa01操作至手动位，第一继电器ka01的线圈得电，第一继电器ka01的第一常开触点ka01
‑
1o闭合，操作微型断路器qf01闭合，微型断路器的第一常闭触点qf01
‑
1c断开，此时发电机组控制器up02的12号端子无信号输入，发电机组控制器up02处于非仪表模式。第二继电器ka02和第三继电器ka03的线圈不得电，第二继电器ka02和第三继电器ka03的触点均不动作，保持图1中所示状态。
37.此时由应急控制盒代替plc up01给发电机组控制器up02启动信号，操作第一钮子开关sa01至“启动”位，同时按下启动按钮sb01，第四继电器ka04的线圈得电，第四继电器ka04的第一常开触点ka04
‑
1o闭合，构成第四继电器ka04的自锁电路；第四继电器第二组触点ka04
‑
2动作，常开端闭合、常闭端断开，发电机组控制器up02的14号端子有信号输入，发电机组控制器up02发出启动信号，柴油发电机启动。
38.操作第一钮子开关sa01至“停机”位，第四继电器ka04的线圈失电，第四继电器ka04的第一常开触点ka04
‑
1o断开，第四继电器第二组触点ka04
‑
2的常开端闭合、常闭端断开，发电机组控制器up02的15号端子有信号输入，发电机组控制器up02发出停机信号，柴油发电机停机。
39.在此工作状态下，仅由第一钮子开关sa01和启动按钮sb01代替plc up01为发电机组控制器up02提供启动和停机信号，之后由发电机组控制器up02对柴油发电机组进行控制，可实现柴油发电机组的启动、怠全速、合分闸、停机，还可以实现与其他柴油发电机组的并车和解列等功能。
40.（3）当发电机组控制器up02故障时，将工作方式转换开关sa01操作至手动位，第一继电器ka01的线圈得电，第一继电器ka01的第一常开触点ka01
‑
1o闭合，操作微型断路器qf01断开，微型断路器的第一常闭触点qf01
‑
1c断开，微型断路器的第一常闭触点qf01
‑
1c闭合，此时发电机组控制器up02的12号端子无信号输入。若在发电机组控制器up02无故障状态下进行上述操作，发电机组控制器up02进入仪表模式，只能实现检测数据的功能。
41.此时第二继电器ka02和第三继电器ka03的线圈得电，触点ka02
‑
1、ka02
‑
2、ka02
‑
3、ka03
‑
1和ka03
‑
2动作，常开端闭合、常闭端断开，由控制盒控制柴油发电机组的启动、怠全速、合分闸和停机。
42.操作第一钮子开关sa01至“启动”位，同时按下启动按钮sb01，柴油发电机组启动；
操作怠全速控制开关sa03至“全速”位，柴油发电机组全速运行；操作合分闸控制开关sa04至“合闸”位，合分闸控制开关sa04的常开触点sa04
‑
1闭合，机组合闸；操作合分闸控制开关sa04至“分闸”位，合分闸控制开关sa04的常开触点sa04
‑
2闭合，机组分闸；操作第一钮子开关sa01至“停机”位，柴油发电机组停机。
43.在此工作状态下，由应急控制盒对柴油发电机组进行控制，发电机组控制器up02进入仪表模式，只能实现检测数据的功能。此时柴油发电机组只能实现柴油发电机组的启动、怠全速、合分闸和停机，无法实现与其他柴油发电机组的并车和解列等功能。此种方式适用于特殊环境下的发电机组启动方式。
44.在本实用新型实施例中，所述怠全速控制开关sa03和所述合分闸控制开关sa04均为旋钮，除此之外还可以使用钮子开关。
45.本实用新型实施例还包括熔断器，所述熔断器一端与工作方式转换开关sa01连接，另一端与第一钮子开关sa02连接；所述熔断器的额定电流为4a，用于实现对应急控制盒的短路保护。
46.本实用新型实施例还包括第六继电器ka06，第七继电器ka07和第八继电器ka08；所述第六继电器ka06的线圈正极与所述第二继电器第二组触点ka02
‑
2连接，线圈负极接地；所述第六继电器ka06的第一常开触点ka06
‑
1o一端与第二继电器ka02的线圈正极连接，另一端与柴油发电机组连接。当发电机组控制器up02或应急控制盒给出启动信号后，第六继电器ka06的线圈得电，第六继电器ka06的第一常开触点ka06
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1o闭合，发电机组油阀开始工作。
47.所述第七继电器ka07的线圈正极与所述第三继电器第一组触点ka03
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1连接，线圈负极接地，所述第七继电器ka07的第一常开触点ka07
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1o与主断路器电动操作机构连接。当发电机组控制器up02或应急控制盒给出合闸信号后，第七继电器ka07的线圈得电，第七继电器ka07的第一常开触点ka07
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1o闭合，主断路器电动操作机构输入合闸信号，主断路器合闸。
48.所述第八继电器ka08的线圈正极与所述第三继电器第二组触点ka03
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2连接，线圈负极接地，所述第八继电器ka08的第一常开触点ka08
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1o与主断路器电动操作机构连接。当发电机组控制器up02或应急控制盒给出分闸信号后，第八继电器ka08的线圈得电，第八继电器ka08的第一常开触点ka08
‑
1o闭合，主断路器电动操作机构输入分闸信号，主断路器分闸。
49.本实用新型实施例通过工作方式转换开关sa01和微型断路器qf01配合，当控制系统中plc up01发生故障时，可以通过工作方式转换开关sa01切换为手动工作方式，此时能够通过应急控制盒代替plc up01给发电机组控制器up02提供启动信号，并通过发电机组控制器up02实现发电机组的启动、停机、合分闸、并车以及解列等功能；当控制系统中发电机组控制器up02发生故障时，能够在手动工作方式下通过微型断路器qf01的合分实现应急控制盒替代发电机组控制器up02，实现发电机组的启动、停机、合分闸，此种方式适用于特殊环境下的发电机组启动方式。通过对应急控制盒的灵活应用，解决智能化电站两级控制方式器件备份量较大的问题，提高柴油发电机组工作的可靠性。
50.以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则
之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。