發(fā)電機AMF25控制器的防雷改造和功能擴展

吳信衡

在廣播電視系統(tǒng)中，有柴油發(fā)電機的發(fā)射臺大部分都是通過AMF25控制器來實現(xiàn)對柴油發(fā)電機的遠程監(jiān)控，可見AMF25控制器在廣播電視系統(tǒng)中的應(yīng)用是非常廣泛的。AMF25控制器有很多功能，但在實際使用中卻沒有得到充分利用。比如，控制器遭雷擊損壞和發(fā)電機油箱自動加油是維護中經(jīng)常遇到的問題，但其實可通過改變控制器的工作模式達到很好的防雷效果，而通過控制器的功能擴展就可改變?nèi)斯ぜ佑偷默F(xiàn)狀，從而實現(xiàn)給發(fā)電機油箱自動加油的功能。在下文中，筆者將介紹AMF25控制器的防雷改造和通過AMF25控制器的功能擴展來實現(xiàn)柴油發(fā)電機自動加油功能的方法。

一、AMF25控制器的防雷改造

某轉(zhuǎn)播臺在某次雷電天氣過后，出現(xiàn)發(fā)電機通信異常情況。維護人員趕到現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)，發(fā)電機AMF25控制器的屏幕已黑屏，市電檢測端口MAINS VOLTAGE出現(xiàn)發(fā)黑、燒焦的情況。由此可知控制器已經(jīng)完全損壞，而損壞原因是遭受雷電電擊。

AMF25控制器裝有圖形顯示屏幕，可供操作人員進行直觀操作。當所有設(shè)置的條件滿足時，AMF25控制器自動啟動發(fā)電機組，然后通過外部信號或者按下停止按鍵來使發(fā)電機組停止工作。AMF25控制器有7個數(shù)字輸出和輸入點，還有一個市電電壓檢測端口MAINS VOLTAGE。經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，該轉(zhuǎn)播臺發(fā)電機AMF25控制器處于AMF工作模式。這種模式需要將市電的三相電接入AMF25的MAINS VOLTAGE端口，通過采用這種接線方式來實現(xiàn)市電狀態(tài)的采樣。當市電出現(xiàn)異常時，控制器通過MAINS VOLTAGE端口獲取外電異常狀態(tài)，發(fā)出啟動發(fā)電機的指令。然而，此工作模式存在著較大的缺陷。一是直擊雷或感應(yīng)雷可以通過市電采樣線纜竄入發(fā)電機控制器，對發(fā)電機控制器造成破壞，導(dǎo)致控制器無法控制發(fā)電機。同時，因控制器損壞而無法與遠程監(jiān)控系統(tǒng)通信，導(dǎo)致遠程監(jiān)控平臺不能監(jiān)控發(fā)電機。二是AMF25控制器需要接入380V的電壓，使得運維人員在維護AMF25控制器時容易發(fā)生觸電的危險。三是需要從市電接入點拉一根三相四線的電纜到控制器，此舉增加了機房布線的難度。

為了避免上述存在的缺陷，對發(fā)電機控制器的改進顯得尤為重要。通過觀察并且研究發(fā)電機的電路以及AMF25控制器，發(fā)現(xiàn)AMF25控制器有AMF和MRS兩種工作模式。當控制器處于AMF工作模式時，需要將市電接入控制器的MAINS VOLTAGE端口，此時控制器通過MAINS VOLTAGE端口的采樣狀態(tài)來發(fā)出啟動或停止發(fā)電機的指令。當控制器處于MRS工作模式時，只需要在控制器輸入端口給一個開關(guān)量，就能讓控制器發(fā)出啟動或停止發(fā)電機的指令。很明顯，控制器處于MRS工作模式時，不將市電接入控制器，就能避免直擊雷或者感應(yīng)雷通過市電采樣線纜竄入控制器，也就能阻止其對控制器造成破壞。我們只要將處于AMF工作模式的控制器改造成MRS模式，就可以實現(xiàn)控制器自身的防雷，具體方法如下。

（一）AMF25控制器配置

要實現(xiàn)發(fā)電機控制器工作模式的更改，首先要用計算機通過LiteEdit PC軟件對AMF25進行配置。計算機通過USB轉(zhuǎn)RS232串口線與AMF25控制器進行通信。進入LiteEdit PC軟件頁面，為了便于配置，可通過上位機軟件菜單Contorller→Language……將軟件語言設(shè)置為中文。以下為配置步驟。

1.AMF25控制器工作模式的設(shè)定

在LiteEdit PC軟件頁面，點擊Setpoints→AMF設(shè)定，在運作模式一行里，Actual setting的值由AMF更改為MRS，如圖1所示。

圖1 控制器工作模式的設(shè)定

2.AMF25控制器端口的設(shè)定

在LiteEdit PC軟件頁面，點擊菜單Modify configuration，可以進入控制器AMF25的端口設(shè)定頁面。顯示圖左邊的7個端口，分別對應(yīng)AMF25控制器BINARY INPUTS口的BI1～BI7端口。不同的廠家對每個端口設(shè)定了不同的定義。對已經(jīng)定義好的端口，我們可以不用理會，只需選擇一個未用的端口進行設(shè)定，本文選擇第4端口。雙擊第4端口，會彈出一個對話框。Type填選“Control”，Name 選擇“遙控啟動 /停機”，Contact type填選“NO”，如圖2所示。最后點擊“OK”完成設(shè)定。

圖2 控制器端口的設(shè)定

（二）AMF25控制器在MRS工作模式時的外圍電路設(shè)計

AMF25控制器處于MRS工作模式時，需要給設(shè)定好的端口（本文設(shè)定為第4端口）提供一個高電平或者低電平，如此，發(fā)電機才會啟動或停止。至于輸送低電平還是高電平，可以用萬用表來測量端口的初始電位。本文測量BINARY INPUTS第4端口的初始點位為高電平，即當?shù)?端口為高電平時，控制器會發(fā)出停止發(fā)電機指令；當?shù)?端口為低電平時，控制器發(fā)出啟動發(fā)電機的指令。我們利用一個三相電的測量監(jiān)控繼電器的常閉點來實現(xiàn)對發(fā)電機的控制，電路原理如圖3所示。當外電正常時，常閉點斷開，BINARY INPUTS第4端口為高電平，發(fā)電機會處于停機狀態(tài)。當市電異常時，常閉點閉合，BINARY INPUTS第4端為低電平，發(fā)電機就會啟動。

圖3 AMF25控制器在MRS模式時的接線電路原理圖

從圖3中可以看出，發(fā)電機AMF25控制器和市電是完全隔離的，完全阻斷了雷電通過市電對發(fā)電機AMF25控制器造成毀滅性破壞的途徑，從而讓AMF25控制器達到很好的防雷效果。

發(fā)電機還需要接一相220V的交流電到發(fā)電機的開關(guān)電源，給電瓶充電。可以將220V交流電單獨接到開關(guān)電源輸入，不與其他設(shè)備相連。如果將220V交流電接到發(fā)電機里的接線排，則需要將控制器市電檢測的MAINS VOLTAGE口拔出。如果不拔，當單相交流電竄到MAINS VOLTAGE端口促使發(fā)電機啟動時，就會有市電異常的告警提示，那么此次改造就達不到目的了。為了確保AMF25控制器的可靠性和穩(wěn)定性，要把控制器外電檢測的MAINS VOLTAGE口拔出。

這次柴油發(fā)電機組AMF25控制器的防雷改造是對原有AMF25控制器功能的深入挖掘及擴展。此次改造只增加了一個三相電的測量監(jiān)控繼電器，就能使柴油發(fā)電機組AMF25控制器免遭雷電的破壞。減少了AMF25控制器的損壞，就能降低運維成本，避免因柴油發(fā)電機無法及時啟動而造成的重大停播事故，從而提高臺站安全播出保障能力。

二、利用AMF25控制器實現(xiàn)發(fā)電機的自動加油

發(fā)電機需要長時間運行供電，因此維護人員必須時刻關(guān)注發(fā)電機的燃油量。而當臺站發(fā)生不能短時間恢復(fù)供電的外電故障時，即便是三更半夜，維護人員也要及時趕到臺站給發(fā)電機加油。目前，很多臺站的柴油發(fā)電機組是通過人工添加燃油的。少部分臺站制作了自動加油系統(tǒng)，但是工藝非常復(fù)雜。復(fù)雜的制作工藝需要很高的制作成本。而對于沒有自動加油功能的柴油發(fā)電機組，監(jiān)控平臺和運維人員都要時刻關(guān)注每個臺站的柴油發(fā)電機組剩下的燃油量，如此一來，大大增加了運維人員的勞動強度。一旦運維人員由于疏忽沒有及時給柴油發(fā)電機組加燃油，就有可能造成重大停播事故。

目前給柴油發(fā)電機組加油的模式存在較大缺陷。一是需要人工加油。人工加油存在延時性和不安全性的隱患，且運維人員的工作強度大。二是人工加油時，難免會造成燃油的泄漏，產(chǎn)生一定的浪費。三是人工加油速度過快時，可能會把柴油發(fā)電機油箱底部的雜物沖起來，從而導(dǎo)致發(fā)電機輸油管阻塞。四是柴油發(fā)電機組有可能因為燃油不能及時供應(yīng)而造成停播事故。五是復(fù)雜的自動加油工藝造價昂貴，安裝復(fù)雜。為了避免這些缺陷，筆者通過觀察并且研究發(fā)電機的AMF25控制器，發(fā)現(xiàn)AMF25控制器可以實現(xiàn)給發(fā)電機自動加油功能，實現(xiàn)方法如下。

（一）AMF25控制器配置

在LiteEdit PC軟件頁面，點擊菜單Modify configuration，可以進入控制器AMF25的端口設(shè)定頁面。此時，可選擇一個未用的輸出端口進行設(shè)定。本文選擇第6端口，將BO6口設(shè)置成燃油供應(yīng)閥，如圖4所示。

圖4 燃油供應(yīng)閥的端口設(shè)定

接下來，在LiteEdit PC軟件頁面點擊Setpoints→發(fā)動機參數(shù)。將供油泵開參數(shù)設(shè)置成40%，將供油泵關(guān)參數(shù)設(shè)置成70%，如圖5所示。這個參數(shù)的設(shè)定加油量不能太高，主要是為了避免油位傳感器延時導(dǎo)致加油過滿。

圖5 供油泵參數(shù)設(shè)定

（二）AMF25控制器實現(xiàn)自動加油的外圍電路設(shè)計

經(jīng)過測量，AMF25控制器BINARY OUTPUTS的第6端口在不啟動加油時是高電平，啟動加油時是低電平。利用這個特性，我們可以用一個12V的繼電器來實現(xiàn)對燃油供應(yīng)油泵的啟動和關(guān)閉的控制。其電路原理如圖6所示。

圖6 AMF25控制器自動加油的電路原理圖

當發(fā)電機的燃油量低于40%時，AMF25控制器BINARY OUTPUTS的第6端口就會變成低電平，燃油供應(yīng)泵繼電器的觸點就會吸合，燃油供應(yīng)泵就會啟動。燃油供應(yīng)泵可以通過油管將外部大油箱的油加到發(fā)電機油箱。當發(fā)電機油量達到70%時，AMF25控制器BINARY OUTPUTS的第6端口就會變成高電平，燃油供應(yīng)泵繼電器的觸點就會斷開，燃油供應(yīng)泵就會停止工作。為了使自動加油更安全、更穩(wěn)定，應(yīng)使用小功率的燃油供應(yīng)泵和小的輸油管，以防止加油速度過大從而把發(fā)電機油箱底部的雜物沖起，引起發(fā)電機油管阻塞故障。

經(jīng)過對原有的AMF25控制器功能進行深入挖掘及擴展，通過只增加一個12V繼電器、一個小功率油泵和一條小的輸油管，就讓柴油發(fā)電機組有了自動加油的功能。由此，柴油發(fā)電機組的燃油得到了及時供應(yīng)，后備電源的可靠性得到了提高，安全播出也得到了保障。

三、結(jié)語

發(fā)電機AMF25控制器還有很多需要我們?nèi)W(xué)習(xí)的知識和利用的功能。為了讓發(fā)電機控制器更穩(wěn)定地運行，除了完成控制器發(fā)生故障時的搶修維護工作，還應(yīng)盡可能地想方設(shè)法讓控制器避免再次發(fā)生類似故障。只有這樣，才能切實有效地做好安全播出保障工作。