发电机AMF25控制器的防雷改造和功能扩展

2022-06-09吴信衡

视听 2022年6期

吴信衡

在广播电视系统中，有柴油发电机的发射台大部分都是通过AMF25控制器来实现对柴油发电机的远程监控，可见AMF25控制器在广播电视系统中的应用是非常广泛的。AMF25控制器有很多功能，但在实际使用中却没有得到充分利用。比如，控制器遭雷击损坏和发电机油箱自动加油是维护中经常遇到的问题，但其实可通过改变控制器的工作模式达到很好的防雷效果，而通过控制器的功能扩展就可改变人工加油的现状，从而实现给发电机油箱自动加油的功能。在下文中，笔者将介绍AMF25控制器的防雷改造和通过AMF25控制器的功能扩展来实现柴油发电机自动加油功能的方法。

一、AMF25控制器的防雷改造

某转播台在某次雷电天气过后，出现发电机通信异常情况。维护人员赶到现场发现，发电机AMF25控制器的屏幕已黑屏，市电检测端口MAINS VOLTAGE出现发黑、烧焦的情况。由此可知控制器已经完全损坏，而损坏原因是遭受雷电电击。

AMF25控制器装有图形显示屏幕，可供操作人员进行直观操作。当所有设置的条件满足时，AMF25控制器自动启动发电机组，然后通过外部信号或者按下停止按键来使发电机组停止工作。AMF25控制器有7个数字输出和输入点，还有一个市电电压检测端口MAINS VOLTAGE。经过研究发现，该转播台发电机AMF25控制器处于AMF工作模式。这种模式需要将市电的三相电接入AMF25的MAINS VOLTAGE端口，通过采用这种接线方式来实现市电状态的采样。当市电出现异常时，控制器通过MAINS VOLTAGE端口获取外电异常状态，发出启动发电机的指令。然而，此工作模式存在着较大的缺陷。一是直击雷或感应雷可以通过市电采样线缆窜入发电机控制器，对发电机控制器造成破坏，导致控制器无法控制发电机。同时，因控制器损坏而无法与远程监控系统通信，导致远程监控平台不能监控发电机。二是AMF25控制器需要接入380V的电压，使得运维人员在维护AMF25控制器时容易发生触电的危险。三是需要从市电接入点拉一根三相四线的电缆到控制器，此举增加了机房布线的难度。

为了避免上述存在的缺陷，对发电机控制器的改进显得尤为重要。通过观察并且研究发电机的电路以及AMF25控制器，发现AMF25控制器有AMF和MRS两种工作模式。当控制器处于AMF工作模式时，需要将市电接入控制器的MAINS VOLTAGE端口，此时控制器通过MAINS VOLTAGE端口的采样状态来发出启动或停止发电机的指令。当控制器处于MRS工作模式时，只需要在控制器输入端口给一个开关量，就能让控制器发出启动或停止发电机的指令。很明显，控制器处于MRS工作模式时，不将市电接入控制器，就能避免直击雷或者感应雷通过市电采样线缆窜入控制器，也就能阻止其对控制器造成破坏。我们只要将处于AMF工作模式的控制器改造成MRS模式，就可以实现控制器自身的防雷，具体方法如下。

（一）AMF25控制器配置

要实现发电机控制器工作模式的更改，首先要用计算机通过LiteEdit PC软件对AMF25进行配置。计算机通过USB转RS232串口线与AMF25控制器进行通信。进入LiteEdit PC软件页面，为了便于配置，可通过上位机软件菜单Contorller→Language……将软件语言设置为中文。以下为配置步骤。

1.AMF25控制器工作模式的设定

在LiteEdit PC软件页面，点击Setpoints→AMF设定，在运作模式一行里，Actual setting的值由AMF更改为MRS，如图1所示。

图1 控制器工作模式的设定

2.AMF25控制器端口的设定

在LiteEdit PC软件页面，点击菜单Modify configuration，可以进入控制器AMF25的端口设定页面。显示图左边的7个端口，分别对应AMF25控制器BINARY INPUTS口的BI1～BI7端口。不同的厂家对每个端口设定了不同的定义。对已经定义好的端口，我们可以不用理会，只需选择一个未用的端口进行设定，本文选择第4端口。双击第4端口，会弹出一个对话框。Type填选“Control”，Name 选择“遥控启动 /停机”，Contact type填选“NO”，如图2所示。最后点击“OK”完成设定。

图2 控制器端口的设定

（二）AMF25控制器在MRS工作模式时的外围电路设计

AMF25控制器处于MRS工作模式时，需要给设定好的端口（本文设定为第4端口）提供一个高电平或者低电平，如此，发电机才会启动或停止。至于输送低电平还是高电平，可以用万用表来测量端口的初始电位。本文测量BINARY INPUTS第4端口的初始点位为高电平，即当第4端口为高电平时，控制器会发出停止发电机指令；当第4端口为低电平时，控制器发出启动发电机的指令。我们利用一个三相电的测量监控继电器的常闭点来实现对发电机的控制，电路原理如图3所示。当外电正常时，常闭点断开，BINARY INPUTS第4端口为高电平，发电机会处于停机状态。当市电异常时，常闭点闭合，BINARY INPUTS第4端为低电平，发电机就会启动。

图3 AMF25控制器在MRS模式时的接线电路原理图

从图3中可以看出，发电机AMF25控制器和市电是完全隔离的，完全阻断了雷电通过市电对发电机AMF25控制器造成毁灭性破坏的途径，从而让AMF25控制器达到很好的防雷效果。

发电机还需要接一相220V的交流电到发电机的开关电源，给电瓶充电。可以将220V交流电单独接到开关电源输入，不与其他设备相连。如果将220V交流电接到发电机里的接线排，则需要将控制器市电检测的MAINS VOLTAGE口拔出。如果不拔，当单相交流电窜到MAINS VOLTAGE端口促使发电机启动时，就会有市电异常的告警提示，那么此次改造就达不到目的了。为了确保AMF25控制器的可靠性和稳定性，要把控制器外电检测的MAINS VOLTAGE口拔出。

这次柴油发电机组AMF25控制器的防雷改造是对原有AMF25控制器功能的深入挖掘及扩展。此次改造只增加了一个三相电的测量监控继电器，就能使柴油发电机组AMF25控制器免遭雷电的破坏。减少了AMF25控制器的损坏，就能降低运维成本，避免因柴油发电机无法及时启动而造成的重大停播事故，从而提高台站安全播出保障能力。

二、利用AMF25控制器实现发电机的自动加油

发电机需要长时间运行供电，因此维护人员必须时刻关注发电机的燃油量。而当台站发生不能短时间恢复供电的外电故障时，即便是三更半夜，维护人员也要及时赶到台站给发电机加油。目前，很多台站的柴油发电机组是通过人工添加燃油的。少部分台站制作了自动加油系统，但是工艺非常复杂。复杂的制作工艺需要很高的制作成本。而对于没有自动加油功能的柴油发电机组，监控平台和运维人员都要时刻关注每个台站的柴油发电机组剩下的燃油量，如此一来，大大增加了运维人员的劳动强度。一旦运维人员由于疏忽没有及时给柴油发电机组加燃油，就有可能造成重大停播事故。

目前给柴油发电机组加油的模式存在较大缺陷。一是需要人工加油。人工加油存在延时性和不安全性的隐患，且运维人员的工作强度大。二是人工加油时，难免会造成燃油的泄漏，产生一定的浪费。三是人工加油速度过快时，可能会把柴油发电机油箱底部的杂物冲起来，从而导致发电机输油管阻塞。四是柴油发电机组有可能因为燃油不能及时供应而造成停播事故。五是复杂的自动加油工艺造价昂贵，安装复杂。为了避免这些缺陷，笔者通过观察并且研究发电机的AMF25控制器，发现AMF25控制器可以实现给发电机自动加油功能，实现方法如下。

（一）AMF25控制器配置

在LiteEdit PC软件页面，点击菜单Modify configuration，可以进入控制器AMF25的端口设定页面。此时，可选择一个未用的输出端口进行设定。本文选择第6端口，将BO6口设置成燃油供应阀，如图4所示。

图4 燃油供应阀的端口设定

接下来，在LiteEdit PC软件页面点击Setpoints→发动机参数。将供油泵开参数设置成40%，将供油泵关参数设置成70%，如图5所示。这个参数的设定加油量不能太高，主要是为了避免油位传感器延时导致加油过满。

图5 供油泵参数设定

（二）AMF25控制器实现自动加油的外围电路设计

经过测量，AMF25控制器BINARY OUTPUTS的第6端口在不启动加油时是高电平，启动加油时是低电平。利用这个特性，我们可以用一个12V的继电器来实现对燃油供应油泵的启动和关闭的控制。其电路原理如图6所示。

图6 AMF25控制器自动加油的电路原理图

当发电机的燃油量低于40%时，AMF25控制器BINARY OUTPUTS的第6端口就会变成低电平，燃油供应泵继电器的触点就会吸合，燃油供应泵就会启动。燃油供应泵可以通过油管将外部大油箱的油加到发电机油箱。当发电机油量达到70%时，AMF25控制器BINARY OUTPUTS的第6端口就会变成高电平，燃油供应泵继电器的触点就会断开，燃油供应泵就会停止工作。为了使自动加油更安全、更稳定，应使用小功率的燃油供应泵和小的输油管，以防止加油速度过大从而把发电机油箱底部的杂物冲起，引起发电机油管阻塞故障。

经过对原有的AMF25控制器功能进行深入挖掘及扩展，通过只增加一个12V继电器、一个小功率油泵和一条小的输油管，就让柴油发电机组有了自动加油的功能。由此，柴油发电机组的燃油得到了及时供应，后备电源的可靠性得到了提高，安全播出也得到了保障。