摘要：在应急柴油发电机上安装电子监控系统可以深入了解设备的健康状况，例如针对有关柴油发电机运行的问题（例如燃料不足、主电源故障等）进行报告或警报。机旁控制器的核心作用可以概括为确保发电机组在需要时能够安全、可靠地启动并稳定供电，同时在运行前后和过程中实现全面的自动化管理、保护和优化。

 

一、电子监控系统的功能

 

1、电子监控任务

（1）控制模拟量的显示。

（2）柴油发电机转速。

（3）润滑油压力。

（4）润滑油温度。

（5）冷却水温。

（6）可以传送所有的测量参数，并可以通过CAN总线在监控系统中实现预告和报警。

（7）在超过设定限值的情况下自动执行停车。

2、安全系统的功能

  安全系统为监控系统的一个重要组成部分。如图1所示为控制单元与监控系统，实际上它是电子监控系统中的一个子系统。

（1）保护柴油发电机不偏移设定的运行状态。

（2）警示操作人员。

（3）严格柴油发电机在允许的状态下运行。

3、MDEC电子管理系统的调节功能

  柴油发电机电控单元的信号，表1为MDEC管理系统中ECU的信号获取标识。

（1）调节具有反馈作用的调速器（视运行状态而定）。

（2）调节喷油量。

（3）通过BE4进行两种减速调节，以实现单机运行和并机运行两种减速调节功能。

（4）通过MDEC中的ECU获取设备的信号进行转速设置，如表1所示。

表1 柴油发电机MDEC中ECU的信号获取标识

 

① 通过CAN总线进行模拟信号和二进制数的速度设置。

② 0～10V模拟转速设置/4～20mA/0～5V。

③ 通过上/下信号、频率和CAN总线，由二进制数进行转速设置。

④ 频率设置。

（5）获取负荷脉冲信号（模拟量或二进制数）以准备负荷的改变。

（6）高压燃油的控制。

4、转速/喷油量的调整

  柴油发电机电控单元根据负荷/转速的调节可以实现下列功能。

（1）在负荷发生变化的情况下自动维持一定的转速。

（2）设定柴油发电机启动时喷油量。

（3）实现柴油发电机安全停车。

（4）对柴油发电机的运行、废气排放和燃油消耗等进行优化。

（5）预防柴油发电机超负荷运行。

 

图1 柴油发电机组电子监控系统原理图

 

二、不同控制系统的介绍

 

1、MTU控制系统

（1）MTU2000系列

  图2为MTU2000系列所配柴油发电机的循环控制示意。其特点如下。

① 电子喷油系统，采用单体喷油泵，较短的高压油路、闭式油路循环和电控喷油嘴，使得柴油发电机运转平稳，转速稳定性好。

② 排放低，在所有功率范围内油耗低，具备优越的加速性能和负荷特性。

③ 通过对柴油发电机运行参数的信号采集，根据不同运行工况的燃油消耗和废气排放，具备了全过程电控、自诊断和安全性能的优化。

④ 便于与外界控制系统通信，采用免维护设计。

⑤ 采用了故障代码显示器，可实时监控柴油发电机的运行情况，并提供有效的自诊断功能。

图2 MTU2000系列电子控制系统原理图

（2）MTU4000系列

  图3为MTU4000系列柴油发电机，高压共轨的循环控制示意。与2000系列相比其优势在于以下几点。

（1）由于采用共轨喷射技术实现了燃油喷射进一步优化、更低的颗粒排放、噪声低、优秀的加速性能和极高的经济性。

（2）采用高压泵、高压油轨和电控喷油器组成了共轨系统，燃油喷射量和顺序由电子管理系统控制，通过调速器对柴油发电机的实际运行速度与设定值进行比较，调节其输出信号来调节喷油量的大小，进而弥补所发生的偏差。

（3）采用了PID以保证其进行快速和精确地调整，动态油量的极限取决于柴油发电机的运行工况以免柴油发电机发生过载。油量极限后的额定油量代表了喷油启/止调节特性图的输入信号，执行元件根据设置的参数控制着单个缸体的喷油阀，同时ECU也控制着共轨系统的喷油压力。

图3 MTU4000系列电子控制系统原理图

3、康明斯控制系统

  康明斯发电机组PC3.3控制器（全称PowerCommand®3.3）是一款高度集成的核心控制系统，专为中大型发电机组设计，尤其擅长处理复杂的并联和负载分配任务。电路如图4所示。

（1）远程监控：支持通过PCCNet、Modbus等接口连接远程监控系统（如PowerCommand Cloud™）。

（2）服务工具：可使用基于PC的InPower工具进行诊断和设置。

（3）强大的并联与负载分配能力：这是PC3.3最核心的优势。它能自动管理多台发电机组，让它们像“团队”一样协同工作，精确分配有功和无功功率，确保整个电力系统稳定、高效。这使得它非常适合数据中心、大型工厂等需要高可靠性供电的场合。

（4）多层级的智能保护（AmpSentry™）：除了基础的欠压、过压、过频、欠频、过流保护外，还具备更先进的保护功能，如逆功率保护、发电机热损坏保护等。这些保护功能都通过了严格的UL认证，确保了极高的安全性。

（5）面向未来的系统集成：控制器提供PCCNet和标准Modbus通信接口，可以轻松集成到楼宇管理系统或云监控平台（如康明斯PowerCommand Cloud™）中，实现远程状态查看、故障报警和数据分析。

 

图4  康明斯PCC3.3控制器电路图

 

总结：

综上所述，通过自动化控制和多重保护，确保关键时刻电力供应不中断，保护设备安全，并减少对专职值守人员的依赖；通过预防性维护提示，避免小问题演变成大故障，延长设备寿命。总而言之，电子监控系统是柴油发电机组的“大脑”和“神经系统”，它将一个独立的机械设备转变为可智能感知、自动决策、远程管理的关键电源系统。

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维修与技术支持：
康明斯（Cummins）作为全球知名品牌，其柴油发电机组故障诊断技术结合了机械、电子和智能系统的综合分析方法，能够快速定位问题并减少停机时间。