一、 發(fā)電機(jī)組簡(jiǎn)介

發(fā)電機(jī)組是指能將機(jī)械能或其它可再生能源轉(zhuǎn)變成電能的發(fā)電設(shè)備。一般我們常見的發(fā)電機(jī)組通常由汽輪機(jī)、水輪機(jī)或內(nèi)燃機(jī)（汽油機(jī)、柴油機(jī)等發(fā)動(dòng)機(jī)）驅(qū)動(dòng)，而近年來(lái)所說(shuō)的可再生新能源包括核能、風(fēng)能、太陽(yáng)能、生物質(zhì)能、海洋能等。由于柴油發(fā)電機(jī)組的容量較大，可并機(jī)運(yùn)行且持續(xù)供電時(shí)間長(zhǎng)，還可獨(dú)立運(yùn)行，不與地區(qū)電網(wǎng)并列運(yùn)行，不受電網(wǎng)故障的影響，可靠性較高。尤其對(duì)某些地區(qū)常用市電不是很可靠的情況下，把柴油發(fā)電機(jī)組作為備用電源，既能起到應(yīng)急電源的作用，又能通過(guò)低壓系統(tǒng)的合理優(yōu)化，將一些平時(shí)比較重要的負(fù)荷在停電時(shí)使用，因此在工程中得到廣泛的使用。

柴油發(fā)電機(jī)組

柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能，根據(jù)其用途的不同，可分為陸用柴油發(fā)電機(jī)組及船用柴油發(fā)電機(jī)組；如果按品牌的不同，可分為國(guó)產(chǎn)柴油發(fā)電機(jī)組和進(jìn)口柴油發(fā)電機(jī)組；按轉(zhuǎn)速不同，可分為低速發(fā)電機(jī)組和高速發(fā)電機(jī)組。

柴油發(fā)電機(jī)組基本原理

柴油機(jī)驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將柴油的能量轉(zhuǎn)化為電能。在柴油機(jī)汽缸內(nèi)，經(jīng)過(guò)空氣濾清器過(guò)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(dá)到柴油的燃點(diǎn)。柴油被點(diǎn)燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動(dòng)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(jīng)過(guò)連桿變成了推動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)的力量，從而帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)。將無(wú)刷同步交流發(fā)電機(jī)與柴油機(jī)曲軸同軸安裝，就可以利用柴油機(jī)的旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子，利用‘電磁感應(yīng)’原理，發(fā)電機(jī)就會(huì)輸出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，經(jīng)閉合的負(fù)載回路就能產(chǎn)生電流。這里只描述發(fā)電機(jī)組最基本的工作原理。要想得到可使用的、穩(wěn)定的電力輸出，還需要一系列的柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)控制、保護(hù)器件和回路。

柴油發(fā)電機(jī)組結(jié)構(gòu)分析

一臺(tái)普通型柴油發(fā)電機(jī)組主要由柴油機(jī)、發(fā)電機(jī)以及控制系統(tǒng)三部分組成，柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)有兩種連接方式，一為柔性連接，即用連軸器把兩部分對(duì)接起來(lái)，二為剛性連接，用高強(qiáng)度螺栓將發(fā)電機(jī)鋼性連接片和柴油機(jī)飛輪盤連接而成，目前市場(chǎng)上的柴油發(fā)電機(jī)組使用剛性連接的比較多一些，柴油機(jī)和發(fā)電機(jī)連接好之后安裝在公共底架上，然后配上各種起保護(hù)作用的傳感器，如水溫傳感器，通過(guò)這些傳感器，直觀地把柴油機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)顯示給操作員，而且有了這些傳感器，就可以設(shè)定一個(gè)上限，當(dāng)達(dá)到或超過(guò)這個(gè)限定值的時(shí)候控制系統(tǒng)會(huì)預(yù)先報(bào)警，這個(gè)時(shí)候如果操作員沒(méi)有采取措施，控制系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)將機(jī)組停掉，柴油發(fā)電機(jī)組就是采取這種方式起自我保護(hù)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(shù)據(jù)和執(zhí)行保護(hù)功能的是柴油發(fā)電機(jī)組的控制系統(tǒng)，控制屏一般安裝在發(fā)電機(jī)上，稱為背包式控制屏，也有部分是獨(dú)立一個(gè)屏放置在操作室內(nèi)，稱為分體式控制屏，控制屏通過(guò)電纜和發(fā)電機(jī)以及傳感器連接，分別顯示電參數(shù)和柴油機(jī)運(yùn)行參數(shù)。此外，發(fā)電機(jī)組還有底盤、聯(lián)軸器、散熱器、燃油箱，有的還裝設(shè)有消聲器和外罩。

二、 發(fā)電機(jī)組故障分析及遠(yuǎn)程診斷

發(fā)電機(jī)組在長(zhǎng)期運(yùn)行后，會(huì)出現(xiàn)各種故障。為了保證各個(gè)設(shè)備正常運(yùn)行，應(yīng)該對(duì)發(fā)電機(jī)組故障進(jìn)行及時(shí)處理，才能有效保證發(fā)電機(jī)組的正常運(yùn)行。如何排除發(fā)電機(jī)組故障呢？

熔絲燒斷

⑴發(fā)電機(jī)組故障原因：

① 定、轉(zhuǎn)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(cuò)或繞組內(nèi)部接反；

③ 電源回路接點(diǎn)松動(dòng)，接觸電阻大；

④ 發(fā)電機(jī)組負(fù)載過(guò)大或轉(zhuǎn)子卡??；

⑤ 電源電壓過(guò)低；

⑥ 小型發(fā)電機(jī)組裝配太緊或軸承內(nèi)油脂過(guò)硬；

⑦ 軸承卡住。

⑵發(fā)電機(jī)組故障分析：

① 查明斷點(diǎn)予以修復(fù)；

② 檢查繞組極性；判斷繞組末端是否正確；

③ 緊固松動(dòng)的接線螺絲，用萬(wàn)用表判斷各接頭是否假接，予以修復(fù)；是否由于電源導(dǎo)線過(guò)細(xì)使壓降過(guò)大，予以糾正；

④ 重新裝配使之靈活；更換合格油脂；

軸承過(guò)熱

⑴發(fā)電機(jī)組故障原因：

① 滑脂過(guò)多或過(guò)少；

② 軸承與軸頸或端蓋配合不當(dāng)（過(guò)松或過(guò)緊）；

③ 發(fā)電機(jī)組端蓋或軸承蓋未裝平；

④ 發(fā)電機(jī)組與負(fù)載間聯(lián)軸器未校正，或皮帶過(guò)緊；

⑵發(fā)電機(jī)組故障分析：

① 按規(guī)定加潤(rùn)滑脂（容積的1/3~2/3)；

② 更換清潔的潤(rùn)滑滑脂；

③ 過(guò)松可用粘結(jié)劑修復(fù)，過(guò)緊應(yīng)車，磨軸頸或端蓋內(nèi)孔，使之適合；

④ 重新校正，調(diào)整皮帶張力；

⑤ 校正電機(jī)軸或更換轉(zhuǎn)子。

運(yùn)行時(shí)響聲不正常

⑴發(fā)電機(jī)組故障原因：

① 轉(zhuǎn)子與定子絕緣紙或槽楔相擦；

② 軸承磨損或油內(nèi)有砂粒等異物；

③ 定轉(zhuǎn)子鐵芯松動(dòng)；

④ 定子繞組錯(cuò)接或短路。

⑵發(fā)電機(jī)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(zhuǎn)子鐵芯；

④ 消除擦痕，必要時(shí)車內(nèi)小轉(zhuǎn)子；

⑤ 消除定子繞組故障。

上述專業(yè)的故障診斷分析，源于發(fā)電機(jī)組廠家的經(jīng)驗(yàn)，但用戶大部分由于非專業(yè)維護(hù)，對(duì)于故障發(fā)生之后，通常很難排除所有故障，依賴于廠家的售后服務(wù)隊(duì)伍，而對(duì)于廠家來(lái)說(shuō)，售后服務(wù)的就近布局也是一個(gè)很大的問(wèn)題。

如何依賴于信息化的通路，將售后服務(wù)長(zhǎng)期以來(lái)的方式，派人去現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行改變呢？將維護(hù)的成本的節(jié)省呢？

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，ERP和MES也逐步在各行各業(yè)推廣應(yīng)用。為了工廠的協(xié)調(diào)運(yùn)營(yíng)需要DCS系統(tǒng)、ERP、MES相互間進(jìn)行通訊及信息交換。對(duì)于全集成自動(dòng)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(yè)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域。作為一個(gè)完整的全集成自動(dòng)化解決方案，包括如下的內(nèi)容：TCP/IP Ethernet提供廠級(jí)信息無(wú)縫交換的結(jié)構(gòu)；面向?qū)ο蟮能浖M織信息并使其更易于共享；嵌入式服務(wù)器創(chuàng)造基于WEB的工廠自動(dòng)化。實(shí)際上，這就是工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的一種行業(yè)應(yīng)用。

在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中，具有三層的不同分工：應(yīng)用層、網(wǎng)絡(luò)層、感知層。對(duì)于工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，是以工業(yè)系統(tǒng)為對(duì)象的網(wǎng)絡(luò)。具有要求的實(shí)時(shí)性高，穩(wěn)定性強(qiáng)。對(duì)于發(fā)電機(jī)組，通常是在分散化使用，這對(duì)于機(jī)組維護(hù)企業(yè)來(lái)說(shuō)，如何就近布局，及時(shí)維護(hù)就成了比較大的問(wèn)題。如何將每個(gè)發(fā)電機(jī)組的生產(chǎn)信息集中化，成為了機(jī)組生產(chǎn)和維護(hù)企業(yè)ERP和現(xiàn)場(chǎng)的機(jī)組控制器生產(chǎn)過(guò)程如何對(duì)接的關(guān)鍵問(wèn)題，這個(gè)就是MES軟件的功能。需要解決的是工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)總線和標(biāo)準(zhǔn)局域網(wǎng)的連接，以及通過(guò)廣域網(wǎng)如何實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)的問(wèn)題。

面對(duì)專業(yè)工控協(xié)議，要求解析準(zhǔn)確。

國(guó)際上部分發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)企業(yè)也跟緊信息化的腳步，在信息化建設(shè)方面于國(guó)內(nèi)企業(yè)。部分企業(yè)采集系統(tǒng)實(shí)時(shí)采集發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)、告警等信息并同步傳輸?shù)綄?duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控終端，實(shí)現(xiàn)本地監(jiān)控同時(shí)所有數(shù)據(jù)和信息通過(guò)GPRS、3G網(wǎng)絡(luò)傳回到遠(yuǎn)程服務(wù)管理中心，實(shí)現(xiàn)多級(jí)一體化監(jiān)控及設(shè)備管理。

通過(guò)對(duì)發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)和服務(wù)企業(yè)的信息化需求和對(duì)信息化發(fā)展模式的分析，我們能夠看到發(fā)電機(jī)組企業(yè)與其他流程制造業(yè)一樣，自動(dòng)化的生產(chǎn)線是企業(yè)的核心管理對(duì)象和取得效益的重要物質(zhì)資源。對(duì)于自動(dòng)化生產(chǎn)線的控制過(guò)程又是核心中的核心。對(duì)于大量的發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)和使用單位來(lái)說(shuō)，大量的生產(chǎn)過(guò)程控制數(shù)據(jù)只是局限于局域網(wǎng)絡(luò)中，對(duì)于企業(yè)的管理層、應(yīng)用層均無(wú)法打破時(shí)間與空間的限制，各種信息仍舊處在一種相對(duì)孤立的狀態(tài)下而不能有效集成。

通過(guò)建立管理和診斷維護(hù)一體化集成平臺(tái)，能夠?qū)⑵髽I(yè)的各種軟件系統(tǒng)集成，尤其是將現(xiàn)場(chǎng)控制器系統(tǒng)與管理系統(tǒng)集成，將現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備的運(yùn)行畫面還原到遠(yuǎn)程管理維護(hù)中心，并通過(guò)中心專業(yè)工程師的經(jīng)驗(yàn)，為使用企業(yè)的專業(yè)的設(shè)備工程師、工藝管理人員提供設(shè)備故障分析與生產(chǎn)優(yōu)化分析工具，從而提高發(fā)電機(jī)組產(chǎn)品的“安全、穩(wěn)定、便捷”的使用維護(hù)管理目標(biāo)。

完成上述的功能，必須結(jié)合融合工業(yè)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、上位計(jì)算機(jī)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)通訊技術(shù)。

賽遠(yuǎn)所提供的工業(yè)遠(yuǎn)程通訊產(chǎn)品，在上述發(fā)電機(jī)組的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)采集和視頻監(jiān)控中，用來(lái)實(shí)現(xiàn)每個(gè)發(fā)電機(jī)組的數(shù)據(jù)集中化管理，將現(xiàn)場(chǎng)的控制器的數(shù)據(jù)通過(guò)3G或者ADSL寬帶傳輸至遠(yuǎn)端集中監(jiān)控和運(yùn)行保障室，也可以將現(xiàn)場(chǎng)的視頻信號(hào)遠(yuǎn)傳至遠(yuǎn)端集中監(jiān)控和運(yùn)行保障室，實(shí)現(xiàn)分散的發(fā)電機(jī)組數(shù)據(jù)的集中遠(yuǎn)程監(jiān)控和管理。

發(fā)電機(jī)組設(shè)備管理是生產(chǎn)管理重點(diǎn)：發(fā)電機(jī)組一旦工作，必須是在連續(xù)下進(jìn)行的，對(duì)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)要求較高，意外停產(chǎn)損失大，因此除必要的設(shè)備定時(shí)檢修外，還要進(jìn)行設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控與運(yùn)行檢查，企業(yè)生產(chǎn)管理重點(diǎn)是保證設(shè)備正常運(yùn)行、穩(wěn)步提高產(chǎn)量和質(zhì)量。

三、 遠(yuǎn)程預(yù)警和診斷系統(tǒng)

發(fā)電機(jī)組系統(tǒng)采用專用控制器，具有MODBUS協(xié)議接口，通過(guò)賽遠(yuǎn)的SY-NC2協(xié)議轉(zhuǎn)換器，轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)，接入工業(yè)通訊模塊SY-RSCM302，再連接到3G(電信的CDMA-1X制式)的上網(wǎng)模塊SY-3G，上到Internet網(wǎng)絡(luò)。

在遠(yuǎn)程診斷和維護(hù)中心，本地的工控機(jī)裝有上位機(jī)的組態(tài)軟件，通過(guò)SY-RSCM302連接到Internet網(wǎng)絡(luò)。通過(guò)維護(hù)中心的SY-RSCM302和遠(yuǎn)端現(xiàn)場(chǎng)的SY-RSCM302的硬件設(shè)備的握手和通訊，通過(guò)公共的網(wǎng)絡(luò)建立了1536位私鑰加密的安全傳輸通道，完成遠(yuǎn)程的控制系統(tǒng)程序級(jí)的在線診斷、現(xiàn)場(chǎng)視頻查看、數(shù)據(jù)采集和控制等多種功能，為設(shè)備提供分鐘級(jí)別的維護(hù)和診斷響應(yīng)，并能夠依據(jù)客戶的要求提供運(yùn)行的預(yù)警保障。

在具備有線寬帶條件的現(xiàn)場(chǎng)，采用專用網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行連接。如果布置網(wǎng)絡(luò)線不太方便，可以通過(guò)3G網(wǎng)絡(luò)，快速搭建通訊通道。用戶可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同的3G網(wǎng)絡(luò)信號(hào)強(qiáng)度，選擇不同的運(yùn)營(yíng)商，現(xiàn)有的有三種可選：中國(guó)電信的CDMA-2000，中國(guó)聯(lián)通的WCDMA，中國(guó)移動(dòng)的TD-SCDMA。

整個(gè)運(yùn)行維護(hù)中心結(jié)構(gòu)圖如下：

該中心，可以連接到多個(gè)現(xiàn)場(chǎng)，并具有同時(shí)采集多站點(diǎn)的數(shù)據(jù)和視頻信息，并能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程的程序級(jí)的維護(hù)和診斷的功能，進(jìn)行路由診斷和參數(shù)、程序修改。

舉例，系統(tǒng)工程實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)每臺(tái)發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行數(shù)據(jù)信息，自動(dòng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和存儲(chǔ)，操作員通過(guò)本地人機(jī)交互界面監(jiān)視各個(gè)發(fā)電機(jī)組的狀態(tài)。

IO數(shù)據(jù)采集：通過(guò)專用控制器實(shí)時(shí)采集現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)機(jī)組的實(shí)時(shí)運(yùn)行狀態(tài)、機(jī)組的電壓電流等數(shù)據(jù)。

控制功能：通過(guò)觸摸屏，對(duì)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行控制。

數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：系統(tǒng)需要對(duì)采集到的發(fā)電機(jī)組的使用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，并保存至本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中，并可根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)的備份。

查詢統(tǒng)計(jì)：根據(jù)操作員設(shè)定的條件（時(shí)間、編號(hào)），從本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中檢索出符合查詢條件的結(jié)果集，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)瀏覽器呈現(xiàn)給用戶。

報(bào)警功能：對(duì)發(fā)電機(jī)組等關(guān)鍵信息進(jìn)行報(bào)警。

安全管理功能：通過(guò)對(duì)系統(tǒng)管理員、操作人員、維護(hù)人員的不同權(quán)限的設(shè)計(jì)，有效保證系統(tǒng)的安全。