發電機組的賽遠遠程在線監控系統

一、 發電機組簡介

發電機組是指能將機械能或其它可再生能源轉變成電能的發電設備。一般我們常見的發電機組通常由汽輪機、水輪機或內燃機（汽油機、柴油機等發動機）驅動，而近年來所說的可再生新能源包括核能、風能、太陽能、生物質能、海洋能等。由于柴油發電機組的容量較大，可并機運行且持續供電時間長，還可獨立運行，不與地區電網并列運行，不受電網故障的影響，可靠性較高。尤其對某些地區常用市電不是很可靠的情況下，把柴油發電機組作為備用電源，既能起到應急電源的作用，又能通過低壓系統的合理優化，將一些平時比較重要的負荷在停電時使用，因此在工程中得到廣泛的使用。

柴油發電機組

柴油機驅動發電機運轉，將柴油的能量轉化為電能，根據其用途的不同，可分為陸用柴油發電機組及船用柴油發電機組；如果按品牌的不同，可分為國產柴油發電機組和進口柴油發電機組；按轉速不同，可分為低速發電機組和高速發電機組。

柴油發電機組基本原理

柴油機驅動發電機運轉，將柴油的能量轉化為電能。在柴油機汽缸內，經過空氣濾清器過濾后的潔凈空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合，在活塞上行的擠壓下，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，稱為‘作功’。各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量，從而帶動曲軸旋轉。將無刷同步交流發電機與柴油機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機的旋轉帶動發電機的轉子，利用‘電磁感應’原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載回路就能產生電流。這里只描述發電機組最基本的工作原理。要想得到可使用的、穩定的電力輸出，還需要一系列的柴油機和發電機控制、保護器件和回路。

柴油發電機組結構分析

一臺普通型柴油發電機組主要由柴油機、發電機以及控制系統三部分組成，柴油機和發電機有兩種連接方式，一為柔性連接，即用連軸器把兩部分對接起來，二為剛性連接，用高強度螺栓將發電機鋼性連接片和柴油機飛輪盤連接而成，目前市場上的柴油發電機組使用剛性連接的比較多一些，柴油機和發電機連接好之后安裝在公共底架上，然后配上各種起保護作用的傳感器，如水溫傳感器，通過這些傳感器，直觀地把柴油機的運行狀態顯示給操作員，而且有了這些傳感器，就可以設定一個上限，當達到或超過這個限定值的時候控制系統會預先報警，這個時候如果操作員沒有采取措施，控制系統會自動將機組停掉，柴油發電機組就是采取這種方式起自我保護作用的。傳感器起接收和反饋各種信息的作用，真正顯示這些數據和執行保護功能的是柴油發電機組的控制系統，控制屏一般安裝在發電機上，稱為背包式控制屏，也有部分是獨立一個屏放置在操作室內，稱為分體式控制屏，控制屏通過電纜和發電機以及傳感器連接，分別顯示電參數和柴油機運行參數。此外，發電機組還有底盤、聯軸器、散熱器、燃油箱，有的還裝設有消聲器和外罩。

二、 發電機組故障分析及遠程診斷

發電機組在長期運行后，會出現各種故障。為了保證各個設備正常運行，應該對發電機組故障進行及時處理，才能有效保證發電機組的正常運行。如何排除發電機組故障呢？

熔絲燒斷

⑴發電機組故障原因：

① 定、轉子繞組有斷路（一相斷線）或電源一相失電；

② 繞組引出線始末端接錯或繞組內部接反；

③ 電源回路接點松動，接觸電阻大；

④ 發電機組負載過大或轉子卡?。?/span>

⑤ 電源電壓過低；

⑥ 小型發電機組裝配太緊或軸承內油脂過硬；

⑦ 軸承卡住。

⑵發電機組故障分析：

① 查明斷點予以修復；

② 檢查繞組極性；判斷繞組末端是否正確；

③ 緊固松動的接線螺絲，用萬用表判斷各接頭是否假接，予以修復；是否由于電源導線過細使壓降過大，予以糾正；

④ 重新裝配使之靈活；更換合格油脂；

軸承過熱

⑴發電機組故障原因：

① 滑脂過多或過少；

② 軸承與軸頸或端蓋配合不當（過松或過緊）；

③ 發電機組端蓋或軸承蓋未裝平；

④ 發電機組與負載間聯軸器未校正，或皮帶過緊；

⑵發電機組故障分析：

① 按規定加潤滑脂（容積的1/3~2/3)；

② 更換清潔的潤滑滑脂；

③ 過松可用粘結劑修復，過緊應車，磨軸頸或端蓋內孔，使之適合；

④ 重新校正，調整皮帶張力；

⑤ 校正電機軸或更換轉子。

運行時響聲不正常

⑴發電機組故障原因：

① 轉子與定子絕緣紙或槽楔相擦；

② 軸承磨損或油內有砂粒等異物；

③ 定轉子鐵芯松動；

④ 定子繞組錯接或短路。

⑵發電機組故障分析：

① 修剪絕緣，削低槽楔；

② 更換軸承或清洗軸承；

③ 檢修定、轉子鐵芯；

④ 消除擦痕，必要時車內小轉子；

⑤ 消除定子繞組故障。

上述專業的故障診斷分析，源于發電機組廠家的經驗，但用戶大部分由于非專業維護，對于故障發生之后，通常很難排除所有故障，依賴于廠家的售后服務隊伍，而對于廠家來說，售后服務的就近布局也是一個很大的問題。

如何依賴于信息化的通路，將售后服務長期以來的方式，派人去現場進行改變呢？將維護的成本的節省呢？

隨著計算機網絡技術的廣泛應用，ERP和MES也逐步在各行各業推廣應用。為了工廠的協調運營需要DCS系統、ERP、MES相互間進行通訊及信息交換。對于全集成自動化解決方案，西門子，施耐德，羅克韋爾等工控廠商都提出了各自的解決方案，目的在于將工業網絡協議和互聯網技術應用于工業自動化領域。作為一個完整的全集成自動化解決方案，包括如下的內容：TCP/IP Ethernet提供廠級信息無縫交換的結構；面向對象的軟件組織信息并使其更易于共享；嵌入式服務器創造基于WEB的工廠自動化。實際上，這就是工業物聯網的一種行業應用。

在工業物聯網中，具有三層的不同分工：應用層、網絡層、感知層。對于工業物聯網，是以工業系統為對象的網絡。具有要求的實時性高，穩定性強。對于發電機組，通常是在分散化使用，這對于機組維護企業來說，如何就近布局，及時維護就成了比較大的問題。如何將每個發電機組的生產信息集中化，成為了機組生產和維護企業ERP和現場的機組控制器生產過程如何對接的關鍵問題，這個就是MES軟件的功能。需要解決的是工業現場總線和標準局域網的連接，以及通過廣域網如何實現遠程數據的問題。

面對專業工控協議，要求解析準確。

國際上部分發電機組生產企業也跟緊信息化的腳步，在信息化建設方面于國內企業。部分企業采集系統實時采集發電機組的運行數據、告警等信息并同步傳輸到對應的現場監控終端，實現本地監控同時所有數據和信息通過GPRS、3G網絡傳回到遠程服務管理中心，實現多級一體化監控及設備管理。

通過對發電機組生產和服務企業的信息化需求和對信息化發展模式的分析，我們能夠看到發電機組企業與其他流程制造業一樣，自動化的生產線是企業的核心管理對象和取得效益的重要物質資源。對于自動化生產線的控制過程又是核心中的核心。對于大量的發電機組生產和使用單位來說，大量的生產過程控制數據只是局限于局域網絡中，對于企業的管理層、應用層均無法打破時間與空間的限制，各種信息仍舊處在一種相對孤立的狀態下而不能有效集成。

通過建立管理和診斷維護一體化集成平臺，能夠將企業的各種軟件系統集成，尤其是將現場控制器系統與管理系統集成，將現場設備的運行畫面還原到遠程管理維護中心，并通過中心專業工程師的經驗，為使用企業的專業的設備工程師、工藝管理人員提供設備故障分析與生產優化分析工具，從而提高發電機組產品的“安全、穩定、便捷”的使用維護管理目標。

完成上述的功能，必須結合融合工業網絡通訊技術、上位計算機技術、互聯網通訊技術。

賽遠所提供的工業遠程通訊產品，在上述發電機組的遠程數據采集和視頻監控中，用來實現每個發電機組的數據集中化管理，將現場的控制器的數據通過3G或者ADSL寬帶傳輸至遠端集中監控和運行保障室，也可以將現場的視頻信號遠傳至遠端集中監控和運行保障室，實現分散的發電機組數據的集中遠程監控和管理。

發電機組設備管理是生產管理重點：發電機組一旦工作，必須是在連續下進行的，對設備運行維護要求較高，意外停產損失大，因此除必要的設備定時檢修外，還要進行設備運行監控與運行檢查，企業生產管理重點是保證設備正常運行、穩步提高產量和質量。

三、 遠程預警和診斷系統

發電機組系統采用專用控制器，具有MODBUS協議接口，通過賽遠的SY-NC2協議轉換器，轉換為以太網，接入工業通訊模塊SY-RSCM302，再連接到3G(電信的CDMA-1X制式)的上網模塊SY-3G，上到Internet網絡。

在遠程診斷和維護中心，本地的工控機裝有上位機的組態軟件，通過SY-RSCM302連接到Internet網絡。通過維護中心的SY-RSCM302和遠端現場的SY-RSCM302的硬件設備的握手和通訊，通過公共的網絡建立了1536位私鑰加密的安全傳輸通道，完成遠程的控制系統程序級的在線診斷、現場視頻查看、數據采集和控制等多種功能，為設備提供分鐘級別的維護和診斷響應，并能夠依據客戶的要求提供運行的預警保障。

在具備有線寬帶條件的現場，采用專用網絡進行連接。如果布置網絡線不太方便，可以通過3G網絡，快速搭建通訊通道。用戶可以根據現場不同的3G網絡信號強度，選擇不同的運營商，現有的有三種可選：中國電信的CDMA-2000，中國聯通的WCDMA，中國移動的TD-SCDMA。

整個運行維護中心結構圖如下：

該中心，可以連接到多個現場，并具有同時采集多站點的數據和視頻信息，并能實現遠程的程序級的維護和診斷的功能，進行路由診斷和參數、程序修改。

舉例，系統工程實時采集現場每臺發電機組的運行數據信息，自動進行數據分析和存儲，操作員通過本地人機交互界面監視各個發電機組的狀態。

IO數據采集：通過專用控制器實時采集現場各個機組的實時運行狀態、機組的電壓電流等數據。

控制功能：通過觸摸屏，對發電機組進行控制。

數據存儲：系統需要對采集到的發電機組的使用數據進行分析，并保存至本地數據庫中，并可根據需要進行數據的備份。

查詢統計：根據操作員設定的條件（時間、編號），從本地數據庫中檢索出符合查詢條件的結果集，通過數據庫訪問瀏覽器呈現給用戶。

報警功能：對發電機組等關鍵信息進行報警。

安全管理功能：通過對系統管理員、操作人員、維護人員的不同權限的設計，有效保證系統的安全。