自动化柴油发电机组的主要任务是安全、可靠、经济地发电，保证供电的连续稳定性；根据市电和负载的情况，迅速启/停机组，随时改变运行工作状况，保持频率和电压等参数的稳定，准确而及时地处理各种机电故障。自动化机组采用各种自动控制方式，不仅能确保发供电任务的完成，而且能提高供电的可靠性和经济性，改善运行维护人员的工作条件。本章将介绍自动化柴油发电机组的监测参数、控制方式、控制系统及其与监控中心的通信联系等。
1.动化发电机组的主要优点
（1）保持供电的连续性和提高其可靠性
控制机组的自动装置能准确而迅速地将设备运行参数的变化，按照预定程序进行相应的控制或调节，以代替运行人员直接参与各种操作，可以防止人为误操作。当设备出现不正常状况时，自动装置能正确判断和及时处理，发出相应信号或紧急停机，使设备免遭损坏，同时还能自动使用备用机组，预防事故的激化或扩大，最大限度地缩短电网断电时间，保证供电的连续性。
（2）提高电能质量指标和运行经济性，并使各用电设备处于良好的工作状态
现代用电设备对电能的频率和电压都有较高要求，允许的偏差范围都是很小的。电压虽有各种自动调压器使其保持恒定，但是频率通常是靠操纵调速器来调节的，对柴油机来说，以此维持频率恒定是较为困难的，自动化柴油电站依靠频率、有用功率的自动调节来完成。
（3）加快控制、操作过程，提高系统的连续性和稳定性
实现柴油电站自动化后，能及时改变运行工作状况以适应系统要求，机组操作过程按预定的次序不间断地进行，并可不断监视其完成情况，加快控制和操作过程。以应急启动机组为例，如果采用人工操作，最快也要5～7min，采取自动控制的话，通常不到10s就能启动成功，恢复供电。
（4）减少运行人员，改善劳动条件
机房运行时的环境条件相当恶劣，对运行人员的健康和安全都有很大威胁。自动装置为无人值班创造条件，使他们能有更多时间和精力提高维护、管理设备的水平，使他们在完成供电任务中发挥其应有的作用。
2.动化发电机组的控制系统
控制系统由程序控制、模拟控制、运行管理控制三部分组成。
（1）程序控制
它是按事先设计好的操作顺序实现的控制。控制信号只起离散作用，参数是开关量。控制信号的形成，通常取自于几个操作逻辑运算的结果。如机组的启动和停机等，即属这类控制。
（2）模拟控制
通过测量设备运行参数的实际值，与设定值相比较，根据其偏差，调节设备相应的物理量来实现控制和调节。这种控制信号是连续起作用的，参数通常是模拟量，它也可以通过定时采样方式转换成时间的离散量，但不管其偏差有多大，都应紧跟设定值连续调节。如频率、电压等的调节，则属这类控制。
（3）运行管理控制
根据人工设定的各种运行工作状况要求，以及负荷实际需要，依次调用各种自动装置或相应程序，按序操作机组，以达到控制和安全、经济运行的目的。
自动化柴油电站有4种控制方式
①第1种方式——继电器与半导体逻辑控制，工作简单且有实效。它的缺点是：零部件多、电路复杂、体积大，可靠性较差。若需增加功能时，需要修改设计、制作，难以改变电路。
②第2种方式——用程序控制器替换第1种方式中的半导体逻辑电路，使硬件标准化，使用专用语言使编程容易；用软件简化了硬件，更改电路，有相当大的自由度。由于采用大规模集成电路使元器件数减少和软件具有自检功能等原因，提高了可靠性。
③第3种方式——用微型计算机取代人工的运行管理，形成了程序控制器、标准化的模拟控制器和微机的组合。把启停、并车、解列和负载分配等作为独立单元与微机相连接，用软件实施全过程的自动控制，就更为简单了。在这种控制方式下，必须审慎地考虑后续措施，以免在微机发生故障时引起失控。
④第4种方式——用微机或可编程序控制器PLC来实现电站控制。它的自由度最高，硬件也变得简单，同第3种方式一样，必须考虑可靠的后续措施。这种方式充分利用计算机技术，使普通机组改变为自动化机组。它既能实时控制，也能进行数据处理和科学计算，而其运算速度和精度完全满足控制要求。其突出优点是把3种控制程序存储在存储器内，接线只限于与检测元件、执行元件相连接，使硬件和接线简化，因而可靠性高、适应性广，便于调试和修理，所以它是发展的必然趋势。
我国自动化机组开发和生产始于20世纪60年代，机组采用前两种控制方式，配套生产的品种繁多，主要应用领域是通信和船舶工业。随着计算机技术的发展，尤其是以微处理器为基础的PLC的应用与发展，使第四代自动化机组应运而生。PLC是综合计算机、控制、通信和CRT显示等技术而发展起来的，可按需组合以适应不同层次和规模需要的自动控制装置。特别是它比微机更能适应工业生产的恶劣环境，因而被广泛地用于各种自动控制领域。
3.自动化机组的性能与分级
根据GB12786-91《自动化柴油发电机组通用技术条件》标准规定，通用条件主要包括以下8个方面：（1）自动维持准备运行状态；（2）自动启动和加载；（3）自动停机；（4）自动并联与解列；（5）自动补给；（6）无人值守时间；（7）自动保护；（8）其他。
自动化机组的设计人员或用户，应从实际情况出发，根据具体要求确定机组必须具有的自动控制功能。我国对额定功率不大于3200kW的陆用自动化柴油发电机组制定了GB4712-84《自动化柴油发电机组分级要求》标准，把机组按其自动化程度分成三级
（1）一级是单机自动化机组，用于应急供电。对这种机组要求：蓄电池自动充电，储气瓶自动充气，自动维持准备运行状态；根据需要自动启/停，运行期间自动保持电压和频率恒定，应能持续运行4h；应设置超速、冷却水温高、机油压力低、过载、短路等五种基本保护，其他可按需设置；并应有表明正常运行和非正常运行的声光信号。
（2）二级自动化机组在一级的基础上增加了燃油、机油和冷却水的自动补充，要求在无人值守的情况下能连续运行240h。
（3）三级自动化机组：三台可以组成一个自动化电站。按GB4712-84标准规定，其中两台作常用的供电机组，一台作备用，据此应增设与并联运行有关的功能。控制系统应根据负载和运行情况，三台机组自动执行起停、并联、解列和进行负载分配，相应增设逆功率保护。故障则分成两级处理：一级为轻故障，应实现不间断供电，即把备用机组投入并联运行后，再停故障机组；二级为重故障，紧急停故障机组的同时，立即投入备用机组，对次要负载允许中断供电。
4.1.1 柴油发电机组的控制屏
柴油发电机组的控制屏分为普通机组控制屏和自动化机组控制屏。普通控制屏适用于普通的柴油发电机组的控制，机组的起/停、供/断电、状态调整等均由手动操作；自动化机组控制屏适用于自动化柴油发电机组的控制，机组的起/停、供/断电、状态调整等可由手动或自动两种操作方式来完成。
按照安装方式，柴油发电机组的控制屏可以分为一体式和分体式。分体式控制屏指机组与控制屏分开放置，控制系统及主开关均安装于控制屏内。一体式控制屏由自控屏和开关屏两部分组成，自控屏（安装控制系统）通过减振垫固定于发电机组的上方，开关屏（安装主开关）安装于发电机的侧面。
1.普通机组控制屏
普通机组控制屏由断路器、电流表、电压表、频率表、水温表、油压表、油温表、转速表、计时器和电流互感器等组成，可以完成对机组起/停、供/断电控制等功能，并对机组的运行状态进行测量、显示和超限报警与保护。
2.自动化机组控制屏
自动化机组控制屏由自动控制器、自动加热器、自动充电器、自动切换装置、断路器、电流表、电压表、充电电流表、直流电压表、电压频率表、水温表、油压表、油温表、柴油机转速表、计时器、报警蜂鸣器、控制继电器、保护开关和电流互感器等组成。自动化机组控制屏可以自动完成对机组起/停、供/断电控制等功能，并对机组的运行状态进行测量、显示和超限报警与保护。
4.1.2 自动化柴油发电机组的状态信号及其监测
自动化柴油发电机组的状态信号按其作用可以分为以下几类
1.起动/停机信号
自动化机组的起/停信号主要有：主电源异常（包括失电、缺相、电压值超差），以及用户按照机组的特定用途而设置的其他需要机组起动信号。这些信号以某种逻辑组合方式送入控制器。当其逻辑值为“1”时，机组自起动，并按规定的控制流程动作；当其值为“0”时，机组延时自动停机。电源异常信号的检测，通常采用断相保护器、电压比较器等，对于某些自带电量检测装置的控制器，电源信号的检测在控制器内部进行，不需要外接检测装置。
2.柴油机工况信号
除工况位置（如自动工况、手动工况）外，需要检测的柴油机工况包括：起动是否成功？柴油机转速是否正常？润滑油的压力和柴油机的温度有无异常？
为对柴油机进行保护，当起动失败、柴油机超速、润滑油压力过低或柴油机温度过高时，机组将自动停机并报警，同时系统自动锁定。未经人工干预处理（解锁），以后即使收到起动信号，机组也不会自动起动。
此类信号的检测，通常通过专用的传感器，如转速传感器、压力传感器和温度传感器等。
3.发电机状态信号
为了向负载安全供电，需要检测发电机电压、电流、频率和ATS状态。当上述电量超额时，要有相应的保护，以免损坏发电机，造成事故或降低供电质量。
4.其他信号
除了上述信号外，作为一个自动控制系统，还要检测蓄电池电压、充电电压、燃油液位等，以保证机组始终处于正常备机状态，满足随时起动的要求。此外，用于通信的自动化机组监控系统一般都有机房环境（温度、湿度、门警和火警等）信号的检测。
