Omówić sygnały wejściowe i wyjściowe (do urządzeń
wykonawczych) układu GCU  8800 firmy NORCONTROL (układ
sterowania zespołem prądotwórczym).
System sterowania generatorów.
Każda z jednostek sterowania generatorów (GCU) steruje i nadzoruje
w całości pojedynczy zespół silnik  generator. Dodatkowo w przypadku
sterowania grupy dwóch do dziesięciu zespołów każda z jednostek posiada
możliwość wzajemnej łączności, niezbędnego do automatycznego sterowania
rozkładem mocy. Każde z GCU posiada frontowy panel wskaz
nikowo 
operacyjny, który wskazuje stany GCU jak i sterowanego zespołu, jednocześnie
umożliwiając użytkownikowi wybór operacji i zdalnego sterowania. Możliwość
ta obejmuje wybór podstawowych rodzajów pracy zespołu (głównego
w pogotowiu oraz automatycznego rozkładu mocy) oraz sterowanie
podstawowymi operacjami zespołu (start, stop, załączyć, wyłączyć). GCU mają
również możliwość przekazywania informacji o rozkładzie mocy, stanach
alarmowych do jednostki centralnej jaką w przypadku NORCONTROL jest
DATA CHIEF  7 (DC  7), poprzez którą użytkownik może dokonać tych
samych operacji jak bezpośrednio z GCU. Jeżeli jednostka centralna nie jest
przewidziana w to miejsce można zastosować prosty panel sygnalizacyjny
głównych stanów alarmowych. System z jednoczesnym podaniem sygnału
akustycznego i wskazaniem zaistniałego stanu.
Program automatycznej kontroli mocy obejmuje:
1. Uruchomienie i zatrzymanie zespołu w zależności od zapotrzebowania mocy,
co obejmuje:
- wstępne przesmarowanie silnika i przełączenie paliwa
- synchronizacja
- załączenie i wyłączenie generatora
- kontrolę załączenia odbiorów dużej mocy
2. Symetryczny rozkład mocy
3. Asymetryczny rozkład mocy
4. Automatyczny start zespołu w pogotowiu w przypadku zaniku napięcia
5. Uruchomienie i przełączenie obciążenia na zespół w pogotowiu
w przypadku stanu alarmowego zespołu pracującego
Panel wskaz
nikowo - operacyjny GCU wyposażony jest i umożliwia:
1. Wskazania stanów awaryjnych generatora:
- napięcia
- częstotliwości
- uszkodzenia fazy
2. Wskazania stanu pracy zespołu:
- blokada startu
- gotowość do startu
- rozruchu
- biegu jałowego
- synchronizacji
- podłączenia
- zatrzymania
3. Wskazania stanu linii sterowania (kontroli zespołu)
4. Wyboru rodzaju pracy
5. Wskazania alarmów i ich potwierdzenie
6. Sprawdzenie lub zmianę parametrów pracy i granic alarmowych
7. Przełączenie na sterowanie ręczne
- uruchomienia
- zatrzymania
- załączenia
- wyłączenia
- przełączenie paliwa
Opis działania
1. Start / Stop generator w pogotowiu w zależności od poboru mocy.
2. Symetryczny rozkład mocy.
3. Niesymetryczny rozkład mocy.
4. Kontrola załączenia odbiorów dużej mocy.
5. Wstępne przesmarowanie silnika.
6. Wybór paliwa.
7. Zdalne sterowanie i kontrola.
Start / Stop generatora w pogotowiu w zależności od poboru mocy.
Jeden z zespołów określa się jako  główny pozostałe jako generatory  w
pogotowiu .
Generator główny pracuje samodzielnie tak długo na ile może zapewnić
pełne pokrycie mocy. W tym stanie GCU utrzymuje stałą częstotliwość sieci
poprzez regulację obrotów silnika (regulator Woodwarta).
GCU nadzorujący generatory w pogotowiu, posiadają określony priorytet
określający kolejność uruchomienia (zatrzymania) w zależności od
zapotrzebowania mocy. Wszystkie GCU są w ciągłej łączności, tak, że
każdy z nich posiada informacje o stanie każdego z generatorów,
odbiorów dużej mocy, ogólnej mocy zainstalowanych generatorów,
rezerwie mocy, jak również określonych priorytetów poszczególnych
generatorów.
GCU uruchomi automatycznie przynależny mu generator, zsynchronizuje
i załączy na szyny w poniższych przypadkach:
1. Otrzymania sygnału o intencji załączenia odbioru dużej mocy o ile
moc pracującego generatora jest niewystarczająca.
2. Przy wzroście poboru mocy powyżej uprzednio określonej.
3. Na sygnał od innego GCU o ile nie może on utrzymać założonych
parametrów.
4. Po otrzymaniu sygnału od któregokolwiek z GCU o zaniku napięcia na
szynach.
Inny generator zostanie uruchomiony po przekroczeniu pewnej
dopuszczalnej mocy z krótką zwłoką czasową. Zwłoka ta zapobiega
załączeniu generatora przy chwilowych przeciążeniach.
Jeżeli nie wprowadzono BLOKADY STOPU, a obciążenie spadło poniżej
wartości, która może być zapewniona przez każdy z generatorów, generator
w pogotowiu nie zostanie zatrzymany natychmiast, lecz pracuje w okresie
uprzednio nastawionego czasu T2, co zapobiega jego ciągłym
uruchomieniom i zatrzymaniom w przypadku wahań obciążenia.
UWAGA:
Wprowadzenie BLOKADY STOPU powoduje ciągłą pracę
generatora w pogotowiu po jego jednorazowym załączeniu.
Możliwość taka staje się przydatna, gdy bardzo duże odbiory
(np. ster strumieniowy) powinny być uruchomione
bezzwłocznie w nieregularnych odstępach czasu.
Typowe nastawy:
P1 = 80% obciążenia
P2 = 70% obciążenia
T1 = 20 sekund
T2 = 30 minut
Symetryczny rozkład mocy (z histerezą)
Jeżeli pracują dwa lub więcej generatorów wszystkie generatory zostaną
jednakowo obciążone. Celem uniknięcia reakcji systemu na niewielki zmiany
obciążenia wprowadza się odpowiedni współczynnik nieczułości (histerezy).
Typową wartością tego współczynnika jest 5%. Obciążenie graniczne wynosi
zwykle 80%.
Niesymetryczny rozkład mocy
Niesymetryczny rozkład mocy przewidziano celem zmniejszenia efektów
nawęglania silników pracujących w długim okresie czasu z obciążeniem poniżej
50%.
Zjawisko nawęglania może wystąpić przy symetrycznej pracy dwóch
generatorów z obciążeniem poniżej 50%. O ile obciążenie wzrośnie powyżej
stanu wymagającego pracy trzech generatorów program obciążenia
symetrycznego zapewni ich symetryczne obciążenie powyżej 50%.
Program niesymetrycznego obciążenia może być ustawiony dla
dowolnego generatora. Zacznie on jednak działać w czasie równoległej pracy
dwóch generatorów. Ten rodzaj pracy powoduje obciążenie jednego
z generatorów niższą uprzednio określoną mocą w określonym czasie.
Tak więc generator o niewielkim obciążeniu będzie pracował na paliwie lekkim.
Po pewnym okresie role generatorów zmieniają się tak, że generator
pracujący dotychczas na niskim obciążeniu przejmuje większość obciążenia,
mogąc w ten sposób wypalić nagromadzony węgiel. Sekwencja ta jest
powtarzana.
Typowe nastawy:
P1 = 75%
P2 = 20%
T1 = 120 minut
W czasie T1 generator A przejmuje większość obciążenia, gdy generator B
minimalne, uprzednio określone (P2 normalnie 20%) gdy obciążenie wzrośnie
powyżej sumy P1 i P2, generator B przejmuje nadmiar. Przy spadkach
obciążenia spada najpierw obciążenie generatora B do granicy P2 a poniżej
generatora A. O ile obciążenie wzrasta na tyle, że konieczne jest uruchomienie
następnego generatora, generator B przejmuje obciążenie do granicy 80% dając
w ten sposób sygnał do uruchomienia następnego generatora (generator A nie
przekracza uprzednio nastawionej granicy 75%).
Przy końcu okresu T1 proporcje obciążenia generatorów zmieniają się.
Rodzaj paliwa zależy od obciążenia i jest automatycznie przełączany.
Kontrola załączania dużych odbiorów
Każde GCU może nadzorować załączanie dwóch grup odbiorów dużej
mocy, zapobiegając przeciążeniom i wyłączeniu generatorów. Jeśli istnieje
wystarczający zapas mocy generatorów, odbiory taki mogą być załączane
natychmiast, natomiast w przypadku uruchomienia innych generatorów celem
pokrycia spodziewanego obciążenia, najpierw zostanie uruchomiony dodatkowy
generator poczym przekazywany jest sygnał na uruchomienie odbioru.
Wstępne przesmarowanie silnika
Przesmarowanie silnika będącego w pogotowiu może być sterowane
z przynależnego mu GCU. Przesmarowanie może być określone ciągłe lub
przerywane w regularnych odstępach czasu. Wszystkie parametry
przesmarowania okresowego mogą być ustawione niezależnie. Parametrami
tymi są:
Czas przesmarowania T1.
Okres przesmarowania T2.
Wstępne przesmarowanie silnika tuż przed jego uruchomieniem.
Typowe nastawy:
T1 = 5 minut
T2 = 30 minut
T3 = 5 sekund
Przełączanie paliwa
Każde z GCU steruje rodzajem podawanego paliwa zasilającego
sterowany przez niego silnik w zależności od stanu pracy jak również stanu
obciążenia silnika.
Typowe nastawy:
P1 = 75%
P2 = 20%
T1 = 120 minut
Przewidziano również współczynnik histerezy zapobiegający ciągłym
przełączeniom paliwa przy niewielkich zmianach obciążeniach.
Użytkownik może również wybrać ciągłą pracę na paliwie lekkim lub
ciężkim wciskając przeznaczony do tego celu przycisk.
Zdalna kontrola i sterowanie
System kontroli mocy zawierający kilka GCU może być podłączony do
systemu centralnego np. NORCONTROL DATA CHIEF  7.
Informacje dotyczące stanów pracy zarówno GCU jak i generatorów
mogą być przekazywane do systemu centralnego poprzez wspólny kanał
łączności. Ten sam kanał może być użyty do zdalnego sterowania generatorów.
Przebiegi sygnałów i przekazywanie danych
Sygnały podłączone do GCU i przenoszone przez nie dane służą do:
1. do / z zespołu prądotwórczego:
a) sterują:
- start / stop
- obrotami
- rodzajem paliwa
- przesmarowaniem
b) kontrolują:
- ciśnienie oleju
- przepływ wody chłodzącej
- nadobroty
- stan pracy
Pierwsze fazy powodują natychmiastowe zatrzymanie silnika.
c) kontrolują:
- pięć dodatkowych parametrów określonych przez użytkownika.
Zwykle są to parametry analogowe powodujące przełączanie obciążenia na
generator  w pogotowiu w przypadku przekroczenia określonych granic.
2. do / z obwodów mocy:
- odbierają informacje i decydują o załączeniu odbiorów dużej mocy
- dokonują pomiarów napięcia i częstotliwości generatorów (poprzez
transformatory)
- dokonują pomiarów napięcia i częstotliwości szyn głównych (poprzez
transformatory)
- dokonują pomiarów mocy generatorów (poprzez przetworniki mocy)
- odbierają informacje o położeniu wyłączników generatora
- odbierają informacje o zaniku napięcia na szynach głównych (poprzez
szeregowe połączenie styków wyłącznika)
3. do / z innych GCU:
- sygnały stanu / sterowania generatorów
- stan odbiorów dużej mocy
- stan rezerwy mocy generatorów
- stan obciążenia zespołów
4. do zdalnego panelu alarmowego:
- sygnał sygnalizacji akustycznej
- informacje o blokadzie generatorów
- informacje o przełączeniu się generatorów
5. do / z systemu centralnego:
- te same jak w (4)
- zdalne wskazanie stanu panelu wskaz
nikowo  operacyjnego
- zdalne sterowanie GCU / generatorów
- zdalne wskazanie stanu obciążenia zespołów
- zdalne wskazanie rezerwy mocy
Sygnały kontroli i sterowania obiektu
Sterowanie przez GCU kod kanału GCU
- start / stop silnika 18 / 19
- zwiększyć / zmniejszyć obroty silnika 22 / 23
- załączyć / wyłączyć wyłącznik główny 20 / 21
- przełączenie paliwa 28
- start / stop pompy przesmarowania 25
- umożliwienie załączenie dużych odbiorów 1 26
- umożliwienie załączenia dużych odbiorów 2 27
- blokada załączenia (pozostałych generatorów) 17
Kontrolowane przez GCU
- niskie ciśnienie oleju smarnego 4
- nadobroty 3
- wysoka temperatura wody chłodzącej 5
- praca generatora 29
- załączenie generatora 12
- napięcie i częstotliwość generatora 31
- napięcie i częstotliwość szyn głównych 32
- blokada załączenia (od innych GCU) 14
- blokada startu (wyłącznikiem zewnętrznym) 10
- zanik napięcia na szynach (wszystkie generatory wyłączone) 13
- zadanie załączenia dużych odbiorów 1 15
- zadanie załączenia dużych odbiorów 2 16
- alarm do dyspozycji użytkownika 6,7,8,9,11