PCC3.3
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康明斯柴油發電機組PCC3.3控制器說明書 |
PCC3.3是康明斯電力系統發電機組上使用的以微處理器為基礎的控制器，它提供燃油控制和發動機調速功能、主發電機輸出電壓調整和全套機組控制和監測。 它同時還提供隔離母排或市電(主用電源)并聯電力 系統的自動和半自動同步，以及自動負載分配控制功能。
PCC3.3控制器結構圖
一、系統概述
● 操作軟件控制發電機組及其性能特征，并通過數字式 顯示屏顯示機組的運行狀態，由前端面板上的按鍵進 行控制或功能設定。
● 系統接線圖參閱電路圖。PCC 經由磁電式轉速傳感器(MPU)和主定子的輸入獲取頻率信號，控制盤送出一低功率脈沖寬度調制(PWM)信號到調速器輸出模塊，然后向發動機燃油控制器輸出一個放大信號。
● 母排電壓互感器模塊將母排電壓降低到大約 18 VAC， 并向控制盤提供一信號，作為發電機組與系統母排同步的參考信號。
● 由外部的電壓/電流互感器(PT/CT) 模塊將發電機電 壓降至 18 VAC，并經由電流互感器(CT)輸出 電流 產 生一個參考交流電壓，通過電壓調節向調壓器輸出模塊輸出一個低功率 PWM 信號，然后向勵磁機定子 輸出一個放大信號。
● 機油、冷卻液和排煙溫度由可變電阻傳感器傳送信 號，機油壓力由電容式傳感器傳送信號。
二、電路板及模塊
康明斯控制器電路板位置圖
1、數字電路板(A32)
數字電路板包含控制盤用微處理器和操作軟件，同時數字電路板還連接到控制盤內其它電路板。數字電路板也為PCC提供模擬信號與數字信號之間的轉換。
（1）開關
S5將開關推向左側為接電模式，此時控制盤電源/
操作軟件一直通電，直到開關扳到備用模式。建議在所有應用中始終將S5開關設在接電模式位置，除非不能提供輔助蓄電池充電。
向右推動此開關將PCC切換到備用模式。在此模式，PCC操作軟件將會因：(1)前端面板操作開關置于運行(Run)位置，(2)按自我偵測鍵，(3)遙控起動輸入信號(前端面板開關位于自動位置)或接到外來開關的任一“喚醒”信號而被初始化。
（2）接插件
數字電路板上有5個接插件，說明如下：
○ J1串行界面RS232。
○ J2連接到用戶界面電路板(A34)上的J4。J3連接到模擬電路板(A33)上的J2。
○ J4連接到發動機界面電路板(A31)上的J1。
○ J5連接到數字顯示電路板總成(A35)上的J5。二極管(LED)
數字電路板共有7組二極管，分別顯示下列狀態：
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DS1
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備用(綠色)。
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DS2
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備用(綠色)。
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DS3
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直流+18伏特電源正常(綠色)。
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DS4
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直流+5伏特電源正常(綠色)。
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DS5
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運行(如果軟件正在工作，將每秒閃爍一次)(綠色)。
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DS6
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直流+24伏特B+電源正常(綠色)。
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DS7
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直流+12伏特電源正常(綠色)。
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2、發動機界面電路板(A31)
發動機界面電路板可讀出操作者的控制輸入信號，監測發動機、發電機和系統的狀態，并針對正常操作和故障狀態(報警或報警停機)作出正確反應。
該電路板與發動機傳感器、蓄電池、起動馬達、調速器輸出模塊、調壓器輸出模塊和磁電式轉速傳感器 (MPU)相連接。
發動機界面電路板也可連接選裝的網絡界面模塊，進行網絡通信。
（1）指示燈亮
在一個典型的起動程序中，LED指示燈亮的順序如下：
○ 當接收到遙控起動信號且S12在自動(Auto)位置，或S12轉到運行(Run)位置時，DS11燈亮。
○ 當感應出磁電式轉速傳感器的電壓信號時(發動機正在轉動)(當發動機轉動時，磁電式轉速傳感器應輸出至少1伏特的電壓)，DS12燈亮。
○ .當發電機組正在運行時，DS11燈滅，DS9燈亮并且DS10燈微亮。
（2）接插件
發動機界面電路板有7組接插件和一組端子排，分別為：
○ J1連接到數字電路板(A32)上的J4。
○ J2連接到模擬電路板(A33)上的J1。
○ J3連接到顯示電路板及前端面板開關和儀表。
○ J4連接到用戶界面電路板和發動機線束(含磁電式轉速傳感器MPU)。
○ J5連接到發動機傳感器。
○ J6連接到發電機組控制模塊(GCM)。
○ J7連接到發電機組控制模塊(GCM)。
（3）保險絲
發動機界面電路板含有二種可更換式保險絲：
F1位置-5安培控制盤電源B+。
F3位置-5安培輔助電源B+(盤面照明燈和運行/起動觸點)。
（4）二極管(LED)
發動機界面電路板共有10組二極管，分別顯示下列
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DS1
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低燃油位報警輸入(紅色)。
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DS2
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低冷卻液位報警輸入(紅色)。
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DS3
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低發動機溫度報警輸入(紅色)。
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DS4
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S12位于運行位置(綠色)，S12為運行/停機/自動開關。
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DS5
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S12在自動位置(綠色)。
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DS6
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緊急停機(紅色)。
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DS7
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預留。
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DS8
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預留。
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DS9
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自動調壓器調節開度(綠色)，很亮表示開度較大。
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DS10
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調速器調節開度(綠色)，很亮表示開度較大。
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DS11
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起動繼電器輸出(紅色)。
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DS12
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運行繼電器輸出(紅色)
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3、模擬電路板(A33)
模擬電路板是控制盤內唯一沒有二極管(LED)的電路板。模擬電路板有并聯用和非并聯用二種類型。
（1）輸送方式
模擬電路板接收所有模擬信號，然后將模擬信號轉換成0-5伏特的直流電信號，送到數字電路板。
（2）接插件
○ 模擬電路板上共有4組接插件，這些接插件通過帶狀電纜焊在電路板上，它們分別是：
○ J1連接到發動機界面電路板(A31)上的J2。J2連接到數字電路板(A32)上的J3。
○ J3備用模擬信號輸入。
○ J4連接到用戶界面電路板(A34)上的J5。
4、數字顯示電路板(A35)
數字顯示電路板連接所有的儀表和二極管(LED)指示燈。
（1）接插件
數字顯示電路板上有3個接插件，它們分別是：
○ J1連接到前端面板薄膜開關。
○ J5連接到數字電路板(A32)上的J2(當拆下J5時，顯示電路板將失去顯示功能，但PCC仍可正常操作)。
○ J6連接到各儀表、運行/停機/自動選擇開關和發動機界面電路板(A31)上的J3。
（2）二極管(LED)
數字顯示電路板共有18組二極管(LED)，用以指示發電機組的運行狀況和控制盤模式/開關選擇等。
○ DS9機組不在自動狀態(Not In Auto)(紅色)。
○ DS10上表盤(綠色)。
○ DS11左上箭號指示燈(綠色)。
○ DS12右上箭號指示燈(綠色)。
○ DS13報警(淡黃色)。
○ DS14下表盤(綠色)。
○ DS15故障停機(紅色)。
○ DS20左下箭號指示燈(綠色)。
○ DS21右下箭號指示燈(綠色)。
○ DS22僅適用于自動主用電源故障(AMF)或并聯機組：斷路器閉合(紅色)。
○ DS23 A相(綠色)。
○ DS24復位箭號指示燈(綠色)。
○ DS25主功能箭號指示燈(綠色)。
○ DS26僅AMF應用：斷路器斷開(綠色)。
○ DS27 B相(綠色)
○ DS29 C相(綠色)
○ DS36 AMF應用：斷路器閉合(紅色)或并聯應用：斷路器斷開(綠色)。
○ DS37僅AMF應用：斷路器斷開(綠色)。
5、用戶界面電路板(A34)
用戶界面電路板連接到電壓/電流互感器電路板上，以檢測電壓和電流信號，同時提供接點供用戶輸入或輸出信號使用。該電路板有并聯用和非并聯用二種類型。
（1）接插件
用戶界面電路板有5組接插件，分別說明如下：
○ J1用戶連接點。
○ J2用戶連接點。
○ J3 A36電壓/電流互感器電路板和用戶連接點。
○ J4連接到數字電路板(A32)上的J2。
○ J5連接到模擬電路板(A33)上的J4。
（2）二極管(LED)
用戶界面電路板共有27組二極管，分別顯示下列狀態：
○ DS1最快達標偵測模塊輸入(綠色)-僅并聯機組用。
○ DS2低機油壓力預報警信號輸出繼電器K14(紅色)。
○ DS3第4組用戶自定義故障輸入(紅色)。
○ DS4第1組用戶自定義故障輸入(紅色)。
○ DS5低機油壓力信號輸出繼電器K15(紅色)
○ DS6故障復位信號輸入(紅色)。
○ DS7發動機怠速(綠色)。
○ DS8并聯斷路器閉合信號輸入(綠色)-該并聯功能為加載需求。
○ DS9并聯斷路器斷開信號輸入(綠色)。
○ DS10并聯斷路器狀態信號輸入(綠色)。
○ DS11第2組用戶自定義故障輸入(紅色)
○ DS12低冷卻液位信號輸出繼電器K17(紅色)
○ DS13低燃油位信號輸入(紅色)。
○ DS14遙控起動信號輸入(綠色)。
○ DS15第3組用戶自定義故障輸入(紅色)。
○ DS16從數字電路板發出信號使并聯斷路器控制輸入繼電器動作(綠色)，該輸出信號用于使并聯斷路器閉合。
○ DS17綜合報警輸出繼電器從數字電路板控制(綠色)。該輸出信號僅在報警停機狀態被激活。
○ DS18備用輸出繼電器由數字電路板控制被激活(綠色)。該輸出信號僅在報警狀態被激活。
○ DS19卸載輸出繼電器由數字電路板控制被激活(紅色)。如過載或低頻超過5秒，該輸出信號被激活(在報警停機前)。
○ DS20準備帶載輸出繼電器由數字電路板控制被激活(綠色)。當機組達到90%的額定電壓和頻率時，該輸出信號被激活。
○ DS21發動機高溫預報警信號輸出繼電器K8(紅色)。
○ DS22機組不在自動位置輸出繼電器K6(紅色)
○ DS23高發動機溫度信號輸出繼電器K9(紅色)
○ DS24超速信號輸出繼電器K10(紅色)。
○ DS25起動失敗信號輸出繼電器K11(紅色)。
○ DS26低發動機溫度信號輸出電器K12(紅色)。
○ DS27低燃油位信號輸出繼電器K13(紅色)。
6、電壓/電流互感器(PT/CT)電路板(A36)
電壓/電流互感器電路板裝于附件箱內，該電路板將發電機輸出電壓轉換成18 VAC，供給模擬電路板，同時將電流互感器0.55安培的輸出電流(滿載時)轉換成1.65 VAC(滿載時)輸出至模擬電路板。
本電路板共有三種類型，為了正確操作，必須選擇與發電機組匹配的電壓/電流互感器電路板。另外，每套機組均有特定的電流互感器，為了正確操作，必須保證電流互感器與發電機組的輸出電流匹配。
（1）接插件
電壓/電流互感器電路板共有2組接插件。分別是：J8連接到用戶界面電路板(A34)上的J3。
J9連接到動力線上(發電機輸出電壓和電流互感器)。
（2）J9 接線：
○ 黃色 發電機 A 相輸入
○ 橘色 發電機 B 相輸入
○ 紅色 發電機 C 相輸入
○ 棕色 發電機中線輸入
○ 白色 電流互感器 21（+）輸入
○ 灰色 電流互感器 21 中線輸入
○ 綠/黃色 電流互感器 22（+）輸入
○ 黑色 電流互感器 22 中線輸入
○ 紫色 電流互感器 23（+）輸入
○ 藍色 電流互感器 23 中線輸入
7、母排電壓互感器模塊(A39)
母排電壓互感器模塊位于附件箱內，本模塊將母排輸出電壓(來自并聯斷路器的負載側)轉換成18 VAC的信號，然后將該信號提供給模擬電路板。它同時向PCC智慧型數碼式控制盤提供一個參考信號，用于控制發電機組和系統母排的同步。本模塊有4種類型，提供初級相電壓69、120、240、346 VAC四種選擇。為了保證正確操作，必須在發電機組上安裝正確的母排電壓互感器模塊。保證相序正確非常重要，因為系統使用母排電壓互感器模塊輸出來進行發電機組保護和控制。
母排電壓互感器模塊有 2 組端子排，它們分別如下：
● TB1
○ 母排電壓接線。
○ N 母排中線
○ A 母排 A 相（U）
○ B 母排 B 相（V）
○ C 母排 C 相（W）
● TB2
智慧型數碼式控制盤用母排電壓互感器輸出。
8、發電機組通信模塊(A39)
GCM(發電機組通信模塊)安裝在PCC箱體內側。使用該模塊將PCC接到智慧型控制網絡。憑借網絡，通過GCM可以完成對PCC的控制和監視。
（1）GCM含有一個連接回路，連接在網絡數據總線的末端。
（2）GCM為PCC數據與網絡上其它模塊的數據提供一個界面。GCM通過發動機界面電路板與PCC進行通信，并監視各種PCC電路以確定控制系統的運行狀態。例如，GCM保存PCC的數據，比如電壓、電流、發動機轉速和機油溫度；然后，當其它的網絡分支需求數據時，將它通過網絡發送出去。
（3）為完成GCM在網絡上的邏輯安裝和連接，請參考智慧型網絡安裝和操作手冊(900-0366)。
（4）在需要時，來自GCM的輸出可以“喚醒”PCC，或者在接收到命令時實現緊急停機。GCM也提供一些直接的對PCC進行現場控制和監視。它監視非自動運行模式以及高和低蓄電池電壓(當PCC處于睡眠狀態時)。
（5）GCM由發電機組蓄電池提供電源。即使在PCC處于睡眠狀態時，GCM仍然帶電。
康明斯控制器通信模塊
調壓器輸出模塊為一功率放大器。該模塊用以放大從PCC傳來的脈沖寬度調制(PWM)信號，以驅動勵磁機繞組。由永久勵磁發電機(PMG)的輸出通過本模塊以放大脈沖寬度調制(PWM)信號。
● 接插件
調壓器輸出模塊共有2組接插件，它們分別如下：
J7連接到發動機線束(控制器)
● J7接線：
○ 灰色調壓器輸入信號(+)
○ 白色調壓器輸入信號(-)
○ 藍色B+輸入(運行信號)
○ 紫色接地輸入
○ 綠色/黃色起動輸入
○ 黑色起動電磁線圈
J10連接到發動機線束(輸出)
● J10接線：
○ 綠色永久勵磁發電機(PMG)A相
○ 黃色永久勵磁發電機(PMG)B相
○ 橘色永久勵磁發電機(PMG)C相
○ 紅色X(勵磁＋)輸出
○ 棕色XX(勵磁-)輸出
● 二極管(LED)
調壓器輸出模塊共有3組二極管(LED)，分別顯示下列狀態：
○ DS1當調壓器隔離電源正在工作時該指示燈亮(綠色)
○ DS2輸出調節開度–負載增加時變亮–更大開度(淡黃色)。PWM信號的開度范圍為0-60%。因為一般情況下均低于10%，因此開度指示二極管(LED)通常在微亮狀態。
○ DS3起動成功指示燈亮(綠色)。在轉速達到850 RPM，并且感應到PMG電壓大于105 V RMS，起動馬達脫開，起動成功。
10、調速器輸出模塊(A38)
調速器輸出模塊接收到由發動機界面電路板傳來低功率脈沖寬度調制(PWM)信號，加以放大后驅動調速執行器。PCC經由磁電式轉速傳感器(MPU)和主定子輸入監測頻率。
● 接插件
調速器輸出模塊有一組接插件：
J6連接到調速執行器，調速器輸入(發動機界面電路板)、B+-T26保險絲
調速器輸出模塊共有3組保險絲，提供過載和接地故障保護，它們分別如下：
F1 10安培網絡電源B+。
F2 10安培開關電源B+—T26。
F3 10安培調速執行器。
● 二極管
調速器輸出模塊共有2組二極管，分別顯示下列狀態：
DS1輸出調節開度：開度增加時變亮(淡黃色)。PWM信號的調節開度為0-90%。一般調節開度為30%。
DS2調速控制器運行信號(綠色)。
以上所有的數據均是基于柴油發電機組帶燃油泵、水泵、機油泵、空濾器和消聲器運轉時獲得的，但不帶有充電機、空壓機、風扇、選用設備和驅動件。
以上所有的數據都是基于ISO 3046標準參考的條件—海拔110m（361ft），大氣壓力100kPa（29.53inHg），進氣溫度25℃ (77°F)，相對濕度30%，使用標準No.2號柴油或符合ASTM D975的柴油。
