速围观—发电机控制屏外部通讯错误----DCDC 转换器又是何方妖孽？

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前言

在船上遇到弱电方面故障，大多数时间会让我们感到很没用头绪。因为弱电不像我们对机械方面，都经历过理论和多年实践的洗礼，一时间搞不定也能说出个一二三来。弱电不得不说是我们的一个弱项。需要更多的理论和实践的磨砺。昨天在船舶讲武堂交流群出现关于船舶电站的案例就很值得大家去慢慢寻味和研究。

案例：

求助者：

各位大神，请教一下发电机控制屏外部通迅错误，故障代码4091，复不了位怎么处理？多谢！

PPU正面

PPU背面

大神1：

操作面板按几下，sel-back-info-sel-back；

大神2：

看看PLC那个通讯模块ERR红灯亮没亮，比如下面这张图（跟本案例无关，只是举例）

PLC通讯故障（举例）

求助者：

多谢啦！故障找到了，DC隔离器故障不能给PLC供电了！

故障状态下的PLC

DCDC隔离电源

案例分享到这，作为船上的事情就算完成了。剩下的就是申请备件等待备件就可以。不过事情到这，对于这个案例，是不是感觉还有好多的疑问没有解决？

1.为什么PLC的DCDC converter（DC/DC隔离电源栅）没有供电会出现PPU的外部通讯故障报警？该故障有没有可行的替代方法？

2.PPU是干什么的？在该船舶电站中有什么作用？他出现故障会有那些影响？

3.DCDC隔离电源栅又是何方神圣？PLC供电为什么需要添加这么个装置？

为了解决以上三个问题，我们先来了解一些资料。

资料1

基于微处理器技术的发电机专用的保护和并车控制单元PPU（Protection and Paralleling Unit），主要用于控制船舶电力网络的电力分配，并以多种方式监视保护，控制和调节发电机及电网电能分配，可以实现发电机的逆功率，欠压保护和自动整步，自动投入，自动调频调载功能。PPU控制发电机同步运行及同步之后所有必要的控制和保护，可以交付给PLC控制系统来实现，PLC可根据负荷变化自动增加或减少发电机数量，根据发电机运行情况自动完成故障转机和故障报警，对船舶非重要辅助机械供电优先卸载，重要动力设备断电后采用顺序启动等功能。PPU可以进行循环自建并将错误信息通过文字方式显示出来，也可通过继电器触点给综合报警电路进行报警显示。

由于上述有点，基于可编程序控制器（PLC）配合发电机控制和保护器（PPU）的船舶自动化电站的研究在我国得到了迅猛的发展。

船舶电站的控制功能有手动，半自动和自动三种方式

（1）手动控制功能

在PLC控制器和PPU控制器不能正常使用的条件下，可以通过手动功能使用船舶电站，保证船舶正常航行，其功能主要包括：启动柴油发电机，发电机同步，连接发电机至汇流排，并联运行发电机分配，卸载，解列和停车，连接重载。

（2）半自动控制功能

在PLC控制器不能正常使用的条件下，可以通过半自动功能使用船舶电站，保证船舶航行。采用PPU作为整步和调频调载设备，可以实现发电机的自动整步，自动投入，自动调频调载。

当单台发电机供电时，PPU处于自动稳频工作方式，能够自动调节调速器，保证发电机输出电压频率稳定。

当发电机并联运行时，PPU处于自动调频调载工作方式，自动均匀分配每台发电机的负荷，保持频率稳定，负载分配均匀。

当需要解列发电机组时，能自动减少解列机组功率，直至负载接近为零时切除发电机，减少对电网的冲击。

（3）自动控制功能

当电站处于自动功能时，全船电站将由PLC，PPU自动控制，主开关手动合闸按钮失效。除具有手动功能的功能特点外，能够自动启动柴油机组，自动根据负荷变化增加或减少发电机数量，自动调频调载。

当柴油机出现故障报警时，能够及时启动备用发电机，待并车成功后能自动停止故障机组。

当全船失电时，能够自动启动备用机组，并立即投入。

当出现艏侧推请求时能自动启动并投入备用发电机组，并闭合艏侧推空气断路器，满足艏侧推用电要求，

小结：①通过以上资料，我们可以知道。基于可编程序控制器（PLC）配合发电机控制和保护器（PPU）的船舶自动化电站的研究在我国得到了迅猛的发展。也就是说案例中船舶电站的解决方案采用的也是PLC+PPU来实现的。当PLC的DCDC隔离电源栅出现故障时，这时的PLC由于失电状态，而PPU与PLC的外界通讯出现中断，所以就出现了开头的PPU外部通讯故障报警，且无法消除。

资料2

①DCDC隔离电源原理

根据输出直流电的电压和电流参数，输入直流电经过高频振荡后，输入到变压器的初级，然后变压器次级会输出直流电，再经过整流滤波后又会变成平滑的直流电了。

等于说是先把直流变交流，经过变压器后再变成所需的直流，毕竟平滑的直流电是不可能直接用变压器变换的。

初级电路一般由一个驱动IC，输出一个高频脉冲驱动开关管，开关管控制着变压器初级高速的导通与截止，根据输出参数的不同，这个模式可分为正激、反激、半桥、全桥、推挽等等。次级的直流电流与电压信号经过误差放大器与光电耦合器反馈会到初级端，就可以控制输出电压与电流的大小了。变压器与光电耦合器是通过磁连接与光电连接，并不构成电气连接，所以电路输入输出之间是完全隔离的。

② 行业应用中的作用：

· 采用隔离式设计，可以有效的隔离来自一次侧设备带来的共模干扰对系统的影响，使负载能够稳定的工作；