康明斯發(fā)電機(jī)組控制器的功能和保護(hù)設(shè)置
1、柴油發(fā)電機(jī)組控制器的作用
控制器是康明斯發(fā)電機(jī)組的核心，相當(dāng)于人的大腦。標(biāo)準(zhǔn)定義為：按照預(yù)定順序改變主電路或控制電路的接線(xiàn)和改變電路中電阻值來(lái)控制發(fā)電機(jī)的啟動(dòng)、調(diào)速、制動(dòng)和反向的主令裝置。由程序計(jì)數(shù)器、指令寄存器、指令譯碼器、時(shí)序產(chǎn)生器和操作控制器組成，它是發(fā)布命令的“決策機(jī)構(gòu)”，即完成協(xié)調(diào)和指揮整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的操作，控制著發(fā)電機(jī)組的整體運(yùn)行。
2、控制器的發(fā)展史
發(fā)電機(jī)組自動(dòng)化控制，經(jīng)歷了繼電器控制、PLC(可編程邏輯控制器)控制和智能控制器控制三個(gè)階段，從上世紀(jì)末期逐步開(kāi)始由微電腦和電子元件構(gòu)成的智能控制器控制，將很復(fù)雜的外圍電路集成到一個(gè)模塊中，大大簡(jiǎn)化了控制線(xiàn)路，可靠性也隨之得到提升，現(xiàn)在的控制器從設(shè)計(jì)上趨近于更智能、更人性化的地步，也有一些發(fā)電機(jī)廠(chǎng)家生產(chǎn)小汽油機(jī)的一體機(jī)，實(shí)用且方便。
3、技術(shù)原理
在康明斯發(fā)電機(jī)組汽缸內(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(chēng)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)。
一臺(tái)發(fā)電機(jī)上可以劃分為兩大部分---控制部件和執(zhí)行部件。發(fā)電機(jī)控制器就是控制部件，而運(yùn)算器、存儲(chǔ)器、外圍設(shè)備相對(duì)控制器來(lái)說(shuō)就是執(zhí)行部件?？刂撇考c執(zhí)行部件的一種聯(lián)系就是通過(guò)控制線(xiàn)?？刂撇考ㄟ^(guò)控制線(xiàn)向執(zhí)行部件發(fā)出各種控制命令，通常這種控制命令叫做微命令，而執(zhí)行部件接受微命令后所執(zhí)行的操作就叫做微操作?？刂撇考c執(zhí)行部件之間的另一種聯(lián)系就是反饋信息。執(zhí)行部件通過(guò)反饋線(xiàn)向控制部件反映操作情況，以便使得控制部件根據(jù)執(zhí)行部件的狀態(tài)來(lái)下達(dá)新的微命令，這也叫做“狀態(tài)測(cè)試”。微操作在執(zhí)行部件中是組基本的操作。由于數(shù)據(jù)通路的結(jié)構(gòu)關(guān)系，微操作可分為相容性和相斥性?xún)煞N。
在機(jī)器的一個(gè)CPU周期中，一組實(shí)現(xiàn)一定操作功能的微命令的組合，構(gòu)成一條微指令。一般的微指令格式由操作控制和順序控制兩部分構(gòu)成。操作控制部分用來(lái)發(fā)出管理和指揮全機(jī)工作的控制信號(hào)。其順序控制部分用來(lái)決定產(chǎn)生下一個(gè)微指令的地址。事實(shí)上一條機(jī)器指令的功能是由許多條微指令組成的序列來(lái)實(shí)現(xiàn)的。這個(gè)微指令序列通常叫做微程序。既然微程序是有微指令組成的，那么當(dāng)執(zhí)行當(dāng)前的一條微指令的時(shí)候。必須指出后繼微指令的地址，以便當(dāng)前一條微指令執(zhí)行完畢以后，取下一條微指令執(zhí)行。
4、功能介紹
（1）接收和識(shí)別命令：CPU可以向控制器發(fā)送多種不同的命令，設(shè)備控制器應(yīng)能接收并識(shí)別這些命令。為此，在控制器中應(yīng)具有相應(yīng)的控制寄存器，用來(lái)存放接收的命令和參數(shù)，并對(duì)所接收的命令進(jìn)行譯碼。例如，磁盤(pán)控制器可以接收CPU發(fā)來(lái)的Read、Write、Format等15條不同的命令，而且有些命令還帶有參數(shù)；相應(yīng)地，在磁盤(pán)控制器中有多個(gè)寄存器和命令譯碼器等。
（2）地址識(shí)別：就像內(nèi)存中的每一個(gè)單元都有一個(gè)地址一樣，系統(tǒng)中的每一個(gè)設(shè)備也都有一個(gè)地址，而設(shè)備控制器又必須能夠識(shí)別它所控制的每個(gè)設(shè)備的地址。此外，為使CPU能向(或從)寄存器中寫(xiě)入(或讀出)數(shù)據(jù)，這些寄存器都應(yīng)具有唯一的地址。
有兩種由于設(shè)計(jì)方法不同因而結(jié)構(gòu)也不同的控制器。微操作是指不可再分解的操作，進(jìn)行微操作總是需要相應(yīng)的控制信號(hào)（稱(chēng)為微操作控制信號(hào)或微操作命令）。
數(shù)據(jù)緩沖：由于I/O設(shè)備的速率較低而CPU和內(nèi)存的速率卻很高，故在控制器中必須設(shè)置一緩沖器。在輸出時(shí)，用此緩沖器暫存由主機(jī)高速傳來(lái)的數(shù)據(jù)，然后才以I/O設(shè)備所具有的速率將緩沖器中的數(shù)據(jù)傳送給I/O設(shè)備；在輸入時(shí)，緩沖器則用于暫存從I/O設(shè)備送來(lái)的數(shù)據(jù)，待接收到一批數(shù)據(jù)后，再將緩沖器中的數(shù)據(jù)高速地傳送給主機(jī)。
（3）差錯(cuò)控制：設(shè)備控制器還兼管對(duì)由I/O設(shè)備傳送來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。若發(fā)現(xiàn)傳送中出現(xiàn)了錯(cuò)誤，通常是將差錯(cuò)檢測(cè)碼置位，并向CPU報(bào)告，于是CPU將該次傳送來(lái)的數(shù)據(jù)作廢，并重新進(jìn)行一次傳送。這樣便可保證數(shù)據(jù)輸入的正確性。
（4）狀態(tài)說(shuō)明：標(biāo)識(shí)和報(bào)告設(shè)備的狀態(tài)控制器應(yīng)記下設(shè)備的狀態(tài)供CPU了解。例如，僅當(dāng)該設(shè)備處于發(fā)送就緒狀態(tài)時(shí)，CPU才能啟動(dòng)控制器從設(shè)備中讀出數(shù)據(jù)。為此，在控制器中應(yīng)設(shè)置一狀態(tài)寄存器，用其中的每一位來(lái)反映設(shè)備的某一種狀態(tài)。當(dāng)CPU將該寄存器的內(nèi)容讀入后，便可了解該設(shè)備的狀態(tài)。
（5）數(shù)據(jù)交換：這是指實(shí)現(xiàn)CPU與控制器之間、控制器與設(shè)備之間的數(shù)據(jù)交換。對(duì)于前者，是通過(guò)數(shù)據(jù)總線(xiàn)，由CPU并行地把數(shù)據(jù)寫(xiě)入控制器，或從控制器中并行地讀出數(shù)據(jù)；對(duì)于后者，是設(shè)備將數(shù)據(jù)輸入到控制器，或從控制器傳送給設(shè)備。為此，在控制器中須設(shè)置數(shù)據(jù)寄存器。
5、保護(hù)設(shè)置
（1）品種齊全：差動(dòng)保護(hù)裝置，品種特別齊全，可以滿(mǎn)足各種類(lèi)型變配電站的各種設(shè)備的各種保護(hù)要求，這就給變配電站設(shè)計(jì)及計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)提供了很大方便。
（2）硬件采用最新的芯片提高了技術(shù)上的先進(jìn)性，CPU采用80C196KB，測(cè)量為14位A/D轉(zhuǎn)換，模擬量輸入回路多達(dá)24路，采到的數(shù)據(jù)用DSP信號(hào)處理芯片進(jìn)行處理，利用高速傅氏變換，得到基波到8次的諧波，特殊的軟件自動(dòng)校正，確保了測(cè)量的高精度。利用雙口RAM與CPU變換數(shù)據(jù)，就構(gòu)成一個(gè)多CPU系統(tǒng)，通信采用CAN總線(xiàn)。具有通信速率高（可達(dá)100MHZ，一般運(yùn)行在80或60MHZ）抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。通過(guò)鍵盤(pán)與液晶顯示單元可以方便的進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)觀察與各種保護(hù)方式與保護(hù)參數(shù)的設(shè)定。
（3）硬件設(shè)計(jì)在供電電源，模擬量輸入，開(kāi)關(guān)量輸入與輸出，通信接口等采用了特殊的隔離與抗干擾措施，抗干擾能力強(qiáng)，除集中組屏外，可以直接安裝于開(kāi)關(guān)柜上。
（4）軟件功能豐富，除完成各種測(cè)量與保護(hù)功能外，通過(guò)與上位處理計(jì)算機(jī)配合，可以完成故障錄波（1秒高速故障記錄與9秒故障動(dòng)態(tài)記錄），諧波分析與小電流接地選線(xiàn)等功能。
（5）可選用RS232和CAN通信方式，支持多種遠(yuǎn)動(dòng)傳輸規(guī)約，方便與各種計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。
（6）采用寬溫帶背景240×128大屏幕LCD液晶顯示器，操作方便、顯示美觀。
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