PCC3.3
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康明斯柴油发电机组PCC3.3控制器说明书 |
PCC3.3是康明斯电力系统发电机组上使用的以微处理器为基础的控制器，它提供燃油控制和发动机调速功能、主发电机输出电压调整和全套机组控制和监测。 它同时还提供隔离母排或市电(主用电源)并联电力 系统的自动和半自动同步，以及自动负载分配控制功能。
PCC3.3控制器结构图
一、系统概述
● 操作软件控制发电机组及其性能特征，并通过数字式 显示屏显示机组的运行状态，由前端面板上的按键进 行控制或功能设定。
● 系统接线图参阅电路图。PCC 经由磁电式转速传感器(MPU)和主定子的输入获取频率信号，控制盘送出一低功率脉冲宽度调制(PWM)信号到调速器输出模块，然后向发动机燃油控制器输出一个放大信号。
● 母排电压互感器模块将母排电压降低到大约 18 VAC， 并向控制盘提供一信号，作为发电机组与系统母排同步的参考信号。
● 由外部的电压/电流互感器(PT/CT) 模块将发电机电 压降至 18 VAC，并经由电流互感器(CT)输出 电流 产 生一个参考交流电压，通过电压调节向调压器输出模块输出一个低功率 PWM 信号，然后向励磁机定子 输出一个放大信号。
● 机油、冷却液和排烟温度由可变电阻传感器传送信 号，机油压力由电容式传感器传送信号。
二、电路板及模块
康明斯控制器电路板位置图
1、数字电路板(A32)
数字电路板包含控制盘用微处理器和操作软件，同时数字电路板还连接到控制盘内其它电路板。数字电路板也为PCC提供模拟信号与数字信号之间的转换。
（1）开关
S5将开关推向左侧为接电模式，此时控制盘电源/
操作软件一直通电，直到开关扳到备用模式。建议在所有应用中始终将S5开关设在接电模式位置，除非不能提供辅助蓄电池充电。
向右推动此开关将PCC切换到备用模式。在此模式，PCC操作软件将会因：(1)前端面板操作开关置于运行(Run)位置，(2)按自我侦测键，(3)遥控起动输入信号(前端面板开关位于自动位置)或接到外来开关的任一“唤醒”信号而被初始化。
（2）接插件
数字电路板上有5个接插件，说明如下：
○ J1串行界面RS232。
○ J2连接到用户界面电路板(A34)上的J4。J3连接到模拟电路板(A33)上的J2。
○ J4连接到发动机界面电路板(A31)上的J1。
○ J5连接到数字显示电路板总成(A35)上的J5。二极管(LED)
数字电路板共有7组二极管，分别显示下列状态：
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DS1
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备用(绿色)。
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DS2
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备用(绿色)。
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DS3
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直流+18伏特电源正常(绿色)。
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DS4
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直流+5伏特电源正常(绿色)。
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DS5
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运行(如果软件正在工作，将每秒闪烁一次)(绿色)。
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DS6
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直流+24伏特B+电源正常(绿色)。
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DS7
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直流+12伏特电源正常(绿色)。
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2、发动机界面电路板(A31)
发动机界面电路板可读出操作者的控制输入信号，监测发动机、发电机和系统的状态，并针对正常操作和故障状态(报警或报警停机)作出正确反应。
该电路板与发动机传感器、蓄电池、起动马达、调速器输出模块、调压器输出模块和磁电式转速传感器 (MPU)相连接。
发动机界面电路板也可连接选装的网络界面模块，进行网络通信。
（1）指示灯亮
在一个典型的起动程序中，LED指示灯亮的顺序如下：
○ 当接收到遥控起动信号且S12在自动(Auto)位置，或S12转到运行(Run)位置时，DS11灯亮。
○ 当感应出磁电式转速传感器的电压信号时(发动机正在转动)(当发动机转动时，磁电式转速传感器应输出至少1伏特的电压)，DS12灯亮。
○ .当发电机组正在运行时，DS11灯灭，DS9灯亮并且DS10灯微亮。
（2）接插件
发动机界面电路板有7组接插件和一组端子排，分别为：
○ J1连接到数字电路板(A32)上的J4。
○ J2连接到模拟电路板(A33)上的J1。
○ J3连接到显示电路板及前端面板开关和仪表。
○ J4连接到用户界面电路板和发动机线束(含磁电式转速传感器MPU)。
○ J5连接到发动机传感器。
○ J6连接到发电机组控制模块(GCM)。
○ J7连接到发电机组控制模块(GCM)。
（3）保险丝
发动机界面电路板含有二种可更换式保险丝：
F1位置-5安培控制盘电源B+。
F3位置-5安培辅助电源B+(盘面照明灯和运行/起动触点)。
（4）二极管(LED)
发动机界面电路板共有10组二极管，分别显示下列
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DS1
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低燃油位报警输入(红色)。
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DS2
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低冷却液位报警输入(红色)。
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DS3
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低发动机温度报警输入(红色)。
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DS4
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S12位于运行位置(绿色)，S12为运行/停机/自动开关。
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DS5
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S12在自动位置(绿色)。
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DS6
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紧急停机(红色)。
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DS7
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预留。
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DS8
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预留。
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DS9
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自动调压器调节开度(绿色)，很亮表示开度较大。
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DS10
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调速器调节开度(绿色)，很亮表示开度较大。
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DS11
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起动继电器输出(红色)。
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DS12
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运行继电器输出(红色)
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3、模拟电路板(A33)
模拟电路板是控制盘内唯一没有二极管(LED)的电路板。模拟电路板有并联用和非并联用二种类型。
（1）输送方式
模拟电路板接收所有模拟信号，然后将模拟信号转换成0-5伏特的直流电信号，送到数字电路板。
（2）接插件
○ 模拟电路板上共有4组接插件，这些接插件通过带状电缆焊在电路板上，它们分别是：
○ J1连接到发动机界面电路板(A31)上的J2。J2连接到数字电路板(A32)上的J3。
○ J3备用模拟信号输入。
○ J4连接到用户界面电路板(A34)上的J5。
4、数字显示电路板(A35)
数字显示电路板连接所有的仪表和二极管(LED)指示灯。
（1）接插件
数字显示电路板上有3个接插件，它们分别是：
○ J1连接到前端面板薄膜开关。
○ J5连接到数字电路板(A32)上的J2(当拆下J5时，显示电路板将失去显示功能，但PCC仍可正常操作)。
○ J6连接到各仪表、运行/停机/自动选择开关和发动机界面电路板(A31)上的J3。
（2）二极管(LED)
数字显示电路板共有18组二极管(LED)，用以指示发电机组的运行状况和控制盘模式/开关选择等。
○ DS9机组不在自动状态(Not In Auto)(红色)。
○ DS10上表盘(绿色)。
○ DS11左上箭号指示灯(绿色)。
○ DS12右上箭号指示灯(绿色)。
○ DS13报警(淡黄色)。
○ DS14下表盘(绿色)。
○ DS15故障停机(红色)。
○ DS20左下箭号指示灯(绿色)。
○ DS21右下箭号指示灯(绿色)。
○ DS22仅适用于自动主用电源故障(AMF)或并联机组：断路器闭合(红色)。
○ DS23 A相(绿色)。
○ DS24复位箭号指示灯(绿色)。
○ DS25主功能箭号指示灯(绿色)。
○ DS26仅AMF应用：断路器断开(绿色)。
○ DS27 B相(绿色)
○ DS29 C相(绿色)
○ DS36 AMF应用：断路器闭合(红色)或并联应用：断路器断开(绿色)。
○ DS37仅AMF应用：断路器断开(绿色)。
5、用户界面电路板(A34)
用户界面电路板连接到电压/电流互感器电路板上，以检测电压和电流信号，同时提供接点供用户输入或输出信号使用。该电路板有并联用和非并联用二种类型。
（1）接插件
用户界面电路板有5组接插件，分别说明如下：
○ J1用户连接点。
○ J2用户连接点。
○ J3 A36电压/电流互感器电路板和用户连接点。
○ J4连接到数字电路板(A32)上的J2。
○ J5连接到模拟电路板(A33)上的J4。
（2）二极管(LED)
用户界面电路板共有27组二极管，分别显示下列状态：
○ DS1最快达标侦测模块输入(绿色)-仅并联机组用。
○ DS2低机油压力预报警信号输出继电器K14(红色)。
○ DS3第4组用户自定义故障输入(红色)。
○ DS4第1组用户自定义故障输入(红色)。
○ DS5低机油压力信号输出继电器K15(红色)
○ DS6故障复位信号输入(红色)。
○ DS7发动机怠速(绿色)。
○ DS8并联断路器闭合信号输入(绿色)-该并联功能为加载需求。
○ DS9并联断路器断开信号输入(绿色)。
○ DS10并联断路器状态信号输入(绿色)。
○ DS11第2组用户自定义故障输入(红色)
○ DS12低冷却液位信号输出继电器K17(红色)
○ DS13低燃油位信号输入(红色)。
○ DS14遥控起动信号输入(绿色)。
○ DS15第3组用户自定义故障输入(红色)。
○ DS16从数字电路板发出信号使并联断路器控制输入继电器动作(绿色)，该输出信号用于使并联断路器闭合。
○ DS17综合报警输出继电器从数字电路板控制(绿色)。该输出信号仅在报警停机状态被激活。
○ DS18备用输出继电器由数字电路板控制被激活(绿色)。该输出信号仅在报警状态被激活。
○ DS19卸载输出继电器由数字电路板控制被激活(红色)。如过载或低频超过5秒，该输出信号被激活(在报警停机前)。
○ DS20准备带载输出继电器由数字电路板控制被激活(绿色)。当机组达到90%的额定电压和频率时，该输出信号被激活。
○ DS21发动机高温预报警信号输出继电器K8(红色)。
○ DS22机组不在自动位置输出继电器K6(红色)
○ DS23高发动机温度信号输出继电器K9(红色)
○ DS24超速信号输出继电器K10(红色)。
○ DS25起动失败信号输出继电器K11(红色)。
○ DS26低发动机温度信号输出电器K12(红色)。
○ DS27低燃油位信号输出继电器K13(红色)。
6、电压/电流互感器(PT/CT)电路板(A36)
电压/电流互感器电路板装于附件箱内，该电路板将发电机输出电压转换成18 VAC，供给模拟电路板，同时将电流互感器0.55安培的输出电流(满载时)转换成1.65 VAC(满载时)输出至模拟电路板。
本电路板共有三种类型，为了正确操作，必须选择与发电机组匹配的电压/电流互感器电路板。另外，每套机组均有特定的电流互感器，为了正确操作，必须保证电流互感器与发电机组的输出电流匹配。
（1）接插件
电压/电流互感器电路板共有2组接插件。分别是：J8连接到用户界面电路板(A34)上的J3。
J9连接到动力线上(发电机输出电压和电流互感器)。
（2）J9 接线：
○ 黄色 发电机 A 相输入
○ 橘色 发电机 B 相输入
○ 红色 发电机 C 相输入
○ 棕色 发电机中线输入
○ 白色 电流互感器 21（+）输入
○ 灰色 电流互感器 21 中线输入
○ 绿/黄色 电流互感器 22（+）输入
○ 黑色 电流互感器 22 中线输入
○ 紫色 电流互感器 23（+）输入
○ 蓝色 电流互感器 23 中线输入
7、母排电压互感器模块(A39)
母排电压互感器模块位于附件箱内，本模块将母排输出电压(来自并联断路器的负载侧)转换成18 VAC的信号，然后将该信号提供给模拟电路板。它同时向PCC智慧型数码式控制盘提供一个参考信号，用于控制发电机组和系统母排的同步。本模块有4种类型，提供初级相电压69、120、240、346 VAC四种选择。为了保证正确操作，必须在发电机组上安装正确的母排电压互感器模块。保证相序正确非常重要，因为系统使用母排电压互感器模块输出来进行发电机组保护和控制。
母排电压互感器模块有 2 组端子排，它们分别如下：
● TB1
○ 母排电压接线。
○ N 母排中线
○ A 母排 A 相（U）
○ B 母排 B 相（V）
○ C 母排 C 相（W）
● TB2
智慧型数码式控制盘用母排电压互感器输出。
8、发电机组通信模块(A39)
GCM(发电机组通信模块)安装在PCC箱体内侧。使用该模块将PCC接到智慧型控制网络。凭借网络，通过GCM可以完成对PCC的控制和监视。
（1）GCM含有一个连接回路，连接在网络数据总线的末端。
（2）GCM为PCC数据与网络上其它模块的数据提供一个界面。GCM通过发动机界面电路板与PCC进行通信，并监视各种PCC电路以确定控制系统的运行状态。例如，GCM保存PCC的数据，比如电压、电流、发动机转速和机油温度；然后，当其它的网络分支需求数据时，将它通过网络发送出去。
（3）为完成GCM在网络上的逻辑安装和连接，请参考智慧型网络安装和操作手册(900-0366)。
（4）在需要时，来自GCM的输出可以“唤醒”PCC，或者在接收到命令时实现紧急停机。GCM也提供一些直接的对PCC进行现场控制和监视。它监视非自动运行模式以及高和低蓄电池电压(当PCC处于睡眠状态时)。
（5）GCM由发电机组蓄电池提供电源。即使在PCC处于睡眠状态时，GCM仍然带电。
康明斯控制器通信模块
调压器输出模块为一功率放大器。该模块用以放大从PCC传来的脉冲宽度调制(PWM)信号，以驱动励磁机绕组。由永久励磁发电机(PMG)的输出通过本模块以放大脉冲宽度调制(PWM)信号。
● 接插件
调压器输出模块共有2组接插件，它们分别如下：
J7连接到发动机线束(控制器)
● J7接线：
○ 灰色调压器输入信号(+)
○ 白色调压器输入信号(-)
○ 蓝色B+输入(运行信号)
○ 紫色接地输入
○ 绿色/黄色起动输入
○ 黑色起动电磁线圈
J10连接到发动机线束(输出)
● J10接线：
○ 绿色永久励磁发电机(PMG)A相
○ 黄色永久励磁发电机(PMG)B相
○ 橘色永久励磁发电机(PMG)C相
○ 红色X(励磁＋)输出
○ 棕色XX(励磁-)输出
● 二极管(LED)
调压器输出模块共有3组二极管(LED)，分别显示下列状态：
○ DS1当调压器隔离电源正在工作时该指示灯亮(绿色)
○ DS2输出调节开度–负载增加时变亮–更大开度(淡黄色)。PWM信号的开度范围为0-60%。因为一般情况下均低于10%，因此开度指示二极管(LED)通常在微亮状态。
○ DS3起动成功指示灯亮(绿色)。在转速达到850 RPM，并且感应到PMG电压大于105 V RMS，起动马达脱开，起动成功。
10、调速器输出模块(A38)
调速器输出模块接收到由发动机界面电路板传来低功率脉冲宽度调制(PWM)信号，加以放大后驱动调速执行器。PCC经由磁电式转速传感器(MPU)和主定子输入监测频率。
● 接插件
调速器输出模块有一组接插件：
J6连接到调速执行器，调速器输入(发动机界面电路板)、B+-T26保险丝
调速器输出模块共有3组保险丝，提供过载和接地故障保护，它们分别如下：
F1 10安培网络电源B+。
F2 10安培开关电源B+—T26。
F3 10安培调速执行器。
● 二极管
调速器输出模块共有2组二极管，分别显示下列状态：
DS1输出调节开度：开度增加时变亮(淡黄色)。PWM信号的调节开度为0-90%。一般调节开度为30%。
DS2调速控制器运行信号(绿色)。
以上所有的数据均是基于柴油发电机组带燃油泵、水泵、机油泵、空滤器和消声器运转时获得的，但不带有充电机、空压机、风扇、选用设备和驱动件。
以上所有的数据都是基于ISO 3046标准参考的条件—海拔110m（361ft），大气压力100kPa（29.53inHg），进气温度25℃ (77°F)，相对湿度30%，使用标准No.2号柴油或符合ASTM D975的柴油。
