專(zhuān)利名稱(chēng)：柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種發(fā)電機(jī)組的監(jiān)控裝置，確切地說(shuō)涉及一種柴油機(jī)發(fā)電 機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組監(jiān)控裝置，通常包含指針儀表和數(shù)字顯示儀表。 監(jiān)控裝置儀表上顯示裝置測(cè)量出柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組轉(zhuǎn)速、水溫、油溫、油壓等情 況，并據(jù)此對(duì)柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組進(jìn)行控制操作和對(duì)柴油機(jī)實(shí)施安全保護(hù)。因此有 許多報(bào)警、保護(hù)參數(shù)需要測(cè)量報(bào)警以及故障報(bào)警，以提供更為安全完整的監(jiān)控
系統(tǒng)，例如傳感器故障報(bào)警、CPU故障報(bào)警等等。
但由于柴油機(jī)振動(dòng)、高溫、油污、水污、干擾等個(gè)各種惡劣多變環(huán)境影響， 容易引起主機(jī)儀表的損壞和故障；且柴油機(jī)房的環(huán)境對(duì)操作人員也是比較惡劣。
常常使對(duì)柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組測(cè)量控制效果不佳，不能對(duì)柴油機(jī)實(shí)施更為有效的安
全保護(hù)。

實(shí)用新型內(nèi)容
要解決的技術(shù)問(wèn)題為了解決如上所述的現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用 新型的目的在于提供一種多功能、全自動(dòng)、高可靠性、耐振動(dòng)、潮濕、鹽霧和 高低溫，抗干擾性強(qiáng)的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)。
技術(shù)方案為了達(dá)到上述實(shí)用新型目的，本實(shí)用新型所釆用的技術(shù)方案為
本實(shí)用新型的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)，是由微型計(jì)算機(jī)控制的 全自動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)電子測(cè)控系統(tǒng)，系統(tǒng)包括報(bào)警系統(tǒng)(機(jī)組工況監(jiān)測(cè)和顯示系 統(tǒng))、安全系統(tǒng)(機(jī)組工況監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng))以及控制系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)分別 由電源單元、數(shù)據(jù)釆集輸入單元、微電腦數(shù)據(jù)處理單元、信號(hào)輸出單元和顯示 單元組成，各單元之間通過(guò)電路電性連接。
上述的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的電源單元 由報(bào)警控制系統(tǒng)電源與安全系統(tǒng)電源兩個(gè)相互獨(dú)立的電源組成；
上述的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的數(shù)據(jù)采集輸入單元是由傳感器組模擬量和部分開(kāi)關(guān)量組成，傳感器組包括轉(zhuǎn)速傳感器、 溫度傳感器、壓力變送器、熱電偶、電壓變送器，上述的傳感器組通過(guò)雙層屏 蔽的鎧裝電纜送至監(jiān)控儀表數(shù)據(jù)處理單元；上述的開(kāi)關(guān)量經(jīng)過(guò)光耦隔離濾波處 理單元和隔離驅(qū)動(dòng)單元輸出至數(shù)據(jù)處理單元；
上述的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的微電腦數(shù) 據(jù)處理單元由單片機(jī)處理器和包括看門(mén)狗復(fù)位電路單元、光電隔離單元、隔離 驅(qū)動(dòng)單元、輸入電源穩(wěn)壓濾波電路單元的外圍電路構(gòu)成；
上述的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的信號(hào)輸出 單元包括執(zhí)行器、報(bào)警器、RS485通訊接口和遠(yuǎn)程顯示控制輸出設(shè)備。
上述的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于所述的顯示單元 釆用共陽(yáng)LED數(shù)碼管或者LCD液晶顯示。
有益效果如上所述，本實(shí)用新型釆用柴油機(jī)工況全數(shù)字顯示，集測(cè)量、 控制和機(jī)組工況監(jiān)控于一體；壓力、溫度等熱工量為模擬量測(cè)量，提供多級(jí)保 護(hù)功能；微電腦多參數(shù)綜合反饋直接數(shù)字控制(MFDDC),硬件"看門(mén)狗"，工作 可靠；自啟動(dòng)功能；耐振動(dòng)、潮濕、鹽霧和高低溫；抗干擾性強(qiáng)；RS485串行 通訊口；安裝使用方便；性能價(jià)格比高。

圖1為本實(shí)用新型的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)的框圖。
具體實(shí)施方式

如圖l所示，本實(shí)用新型的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)是由微型計(jì) 算機(jī)控制的全自動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)電子測(cè)控系統(tǒng)。整個(gè)系統(tǒng)包括三個(gè)系統(tǒng)機(jī)組工 況監(jiān)測(cè)和顯示系統(tǒng)(報(bào)警系統(tǒng))，機(jī)組工況監(jiān)測(cè)保護(hù)系統(tǒng)(安全系統(tǒng))以及控制 系統(tǒng)。
各系統(tǒng)由電源單元(各系統(tǒng)相互獨(dú)立，濾波)，數(shù)據(jù)釆集輸入單元(高精度、 自動(dòng)檢測(cè)智能判斷、軟件自動(dòng)校零、斷線報(bào)警、線路故障報(bào)警)，微電腦數(shù)據(jù)處 理單元(口令保護(hù)，可現(xiàn)場(chǎng)設(shè)置參數(shù)，實(shí)時(shí)可靠多參數(shù)測(cè)量保護(hù))，信號(hào)輸出單 元(包括RS485輸出、遠(yuǎn)程顯示控制輸出等)，顯示單元(多級(jí)保護(hù)功能)組成， 各單元之間通過(guò)電路電性連接。
系統(tǒng)的電路電源，分為報(bào)警控制系統(tǒng)電源與安全系統(tǒng)電源兩個(gè)獨(dú)立電源?？梢员ＷC各系統(tǒng)的獨(dú)立工作。即使一系統(tǒng)出現(xiàn)故障，不影響另一系統(tǒng)的工作， 提高整個(gè)監(jiān)控系統(tǒng)的安全性。電源選擇電源輸入電壓DC24V.::4 ，保證電源電壓 有一定波動(dòng)時(shí)正常工作。選擇濾波器對(duì)輸入電壓濾波處理，隔離干擾源。
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集輸入單元是由傳感器組模擬量和部分開(kāi)關(guān)量組成。傳感器 組包括轉(zhuǎn)速傳感器(磁阻脈沖式轉(zhuǎn)速傳感器)、溫度傳感器(銅\鉬電阻 CuS(APtlOO傳感器)、壓力變送器(二線制壓力變送器4-20mA)、熱電偶(K分 度熱電偶)、電壓變送器等。傳感器輸出信號(hào)可以是頻率信號(hào)、電阻信號(hào)、電壓 信號(hào)、電流信號(hào)，并將這些信號(hào)通過(guò)雙層屏蔽的鎧裝電纜送至監(jiān)控儀表數(shù)據(jù)處 理單元。開(kāi)關(guān)量經(jīng)過(guò)光耦隔離濾波處理單元和隔離加驅(qū)動(dòng)(數(shù)據(jù)緩沖)單元輸 出至數(shù)據(jù)處理單元。傳感器組單元具有自動(dòng)檢測(cè)智能判斷、軟件自動(dòng)校零、斷 線報(bào)警、線路故障報(bào)警等功能。
系統(tǒng)的數(shù)據(jù)處理單元中的轉(zhuǎn)速信號(hào)經(jīng)轉(zhuǎn)速傳感器提取信號(hào)經(jīng)放大及脈沖整 形后輸入單片機(jī)處理器；其余模擬參數(shù)由相應(yīng)的傳感器取得物理信號(hào)轉(zhuǎn)換成模 擬信號(hào)，再經(jīng)放大單元后進(jìn)入A/D轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換成單片機(jī)微控制系統(tǒng)可以處理 的數(shù)字信號(hào)；開(kāi)關(guān)信號(hào)直接經(jīng)光電隔離單元和隔離加驅(qū)動(dòng)(數(shù)據(jù)緩沖)單元后 輸入單片機(jī)處理系統(tǒng)。輸入信號(hào)經(jīng)單片機(jī)微處理系統(tǒng)后將編輯處理后將信號(hào)送 至信號(hào)輸出單元和顯示單元。單片機(jī)外圍電路設(shè)計(jì)，包括硬件看門(mén)狗復(fù)位電路 單元，隔離加驅(qū)動(dòng)(數(shù)據(jù)緩沖)單元，輸入電源穩(wěn)壓濾波電路單元等。操作人 員要憑口令進(jìn)入數(shù)據(jù)處理單元后，才可以現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)微處理單元可發(fā) 出三次自啟動(dòng)信號(hào)。
系統(tǒng)的信號(hào)輸出單元由微處理器引腳直接輸出和繼電器組輸出組成，接執(zhí) 行器、報(bào)警器等執(zhí)行裝置。部分?jǐn)?shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸出；部分?jǐn)?shù)字信 號(hào)經(jīng)D/A轉(zhuǎn)換單元后轉(zhuǎn)為4-20mA的模擬量輸出至二次儀表。數(shù)據(jù)可通過(guò)RS485
通訊接口提供給公共電腦和遠(yuǎn)程顯示控制儀表，供集控室和駕控臺(tái)遠(yuǎn)程觀察控 制柴油機(jī)的運(yùn)行。
系統(tǒng)的顯示單元將需顯示的參數(shù)經(jīng)單片機(jī)引腳串行傳輸或RS485通訊方式 輸出至顯示單元。顯示單元釆用共陽(yáng)LED數(shù)碼管或者LCD液晶顯示。串行傳輸 方式顯示時(shí)，驅(qū)動(dòng)串入/并出高速轉(zhuǎn)換器，該移位寄存器具有使用簡(jiǎn)單、功耗 低、驅(qū)動(dòng)能力強(qiáng)和控制靈活等優(yōu)點(diǎn)，保證遠(yuǎn)程顯示器可以50m處正常工作；為防止脈沖歧變，在輸入口增加整形電路。RS485方式傳輸中，可增加RS485光隔 離中間繼電器，通過(guò)釆用中繼器，連接模塊數(shù)量增多，網(wǎng)絡(luò)跨度增大，可斷開(kāi) 干擾源、抑制對(duì)整個(gè)485網(wǎng)絡(luò)的干擾，保證通訊的可靠性。該儀表可對(duì)柴油機(jī) 的各參數(shù)報(bào)警點(diǎn)、故障報(bào)警點(diǎn)、停車(chē)項(xiàng)，電源指示，控制指示等狀態(tài)直觀顯示, 方便工作人員的觀察判斷和控制。
系統(tǒng)的測(cè)量報(bào)警系統(tǒng)檢測(cè)并顯示柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速、壓力、溫度、電瓶電壓和 排氣溫度，累計(jì)并顯示工作時(shí)間等參數(shù)。并根據(jù)用戶設(shè)定，對(duì)以上所測(cè)參數(shù)實(shí) 行適時(shí)監(jiān)測(cè)，參數(shù)越限時(shí)，發(fā)出聲光報(bào)警及遠(yuǎn)傳報(bào)警等信號(hào)，具有二次聲光報(bào) 警功能。外部無(wú)源報(bào)警信號(hào)、傳感器斷線報(bào)警、安全系統(tǒng)故障無(wú)源報(bào)警信號(hào)以 及控制系統(tǒng)故障報(bào)警信號(hào)由報(bào)警系統(tǒng)處理發(fā)出相應(yīng)報(bào)警指示。并配置水加熱功 能(運(yùn)行時(shí)切斷加熱)和三次起動(dòng)失敗報(bào)警功能。
系統(tǒng)的安全保護(hù)系統(tǒng)適時(shí)監(jiān)測(cè)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速，當(dāng)參數(shù)超過(guò)停機(jī)值，則發(fā)出停 機(jī)信號(hào)。安全系統(tǒng)保護(hù)緊急停機(jī)時(shí)，緊急停機(jī)、 一般停機(jī)同時(shí)動(dòng)作。
系統(tǒng)的控制單元由控制發(fā)電機(jī)組的起動(dòng)，停機(jī)，緊急停機(jī)以及自動(dòng)起動(dòng)等各 操作平臺(tái)組成。
當(dāng)自起動(dòng)控制箱"機(jī)旁/遙控"開(kāi)關(guān)位于"機(jī)旁"位置時(shí)，可以手動(dòng)起動(dòng)發(fā) 電機(jī)組，也可以手動(dòng)停止發(fā)電機(jī)組.
當(dāng)機(jī)旁/遙控選擇開(kāi)關(guān)位于"遙控"位置時(shí)，應(yīng)急發(fā)電機(jī)組上控制箱處于待 機(jī)狀態(tài)，當(dāng)控制箱有自起動(dòng)信號(hào)輸入時(shí)，控制箱發(fā)出柴油機(jī)"起動(dòng)"信號(hào)，控制 箱控制機(jī)組自動(dòng)起動(dòng)。若柴油機(jī)8秒內(nèi)起動(dòng)失敗，則10秒后再次起動(dòng)，若三次 起動(dòng)均失敗，控制箱"起動(dòng)失敗"指示燈亮，并發(fā)出報(bào)警信號(hào)；如果柴油機(jī)起 動(dòng)成功，則發(fā)出"運(yùn)轉(zhuǎn)指示"的信號(hào)，并自動(dòng)切斷柴油機(jī)的起動(dòng)線路。
柴油機(jī)起動(dòng)成功后，柴油機(jī)將自動(dòng)升速到額定轉(zhuǎn)速，控制箱不斷監(jiān)測(cè)柴油 機(jī)的各項(xiàng)運(yùn)行參數(shù)，包括轉(zhuǎn)速、滑油溫度、滑油壓力、冷卻水溫度、冷卻水壓、 排氣溫度，當(dāng)機(jī)組進(jìn)入正常狀態(tài)時(shí)，控制箱根據(jù)轉(zhuǎn)速反饋發(fā)出升速和降速信號(hào)， 使機(jī)組保持額定轉(zhuǎn)速。
當(dāng)接受到遙控停機(jī)信號(hào)時(shí)，柴油機(jī)轉(zhuǎn)速自動(dòng)降到怠速，怠速運(yùn)行4分鐘， 柴油機(jī)停機(jī)，退回到待機(jī)狀態(tài)。
在機(jī)組運(yùn)行期間，如果某個(gè)參數(shù)，如轉(zhuǎn)速、滑油溫度、滑油壓力、冷卻水溫度、報(bào)警系統(tǒng)電源電壓、排氣溫度越限，則控制箱將發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)， 同時(shí)該越限參數(shù)所對(duì)應(yīng)的數(shù)字顯示窗口閃爍，指示是該參數(shù)越限。按"消音" 按鈕后，聲報(bào)警消失，光報(bào)警信號(hào)轉(zhuǎn)為平光指示，(該參數(shù)人工排除故障后)一 直保持到達(dá)到正常為止。對(duì)于一些具有停車(chē)保護(hù)功能的參數(shù)，轉(zhuǎn)速、滑油壓力、 冷卻水溫度，當(dāng)轉(zhuǎn)速、滑油壓力等某一個(gè)參數(shù)達(dá)到停車(chē)整定值時(shí)，控制屏自動(dòng) 發(fā)出信號(hào)控制柴油機(jī)的緊急停車(chē)，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。這時(shí)聲報(bào)警信號(hào)可 按"消音"按鈕消除。但光報(bào)警信號(hào)具有記憶作用，它要一直保持到值班人員 排除故障，按"復(fù)位"按鈕后才消失。
本實(shí)用新型的產(chǎn)品工作可靠，測(cè)量精度高，操作方便，可用于船舶、賓館、 企業(yè)單位備用發(fā)電機(jī)組的自動(dòng)控制。
權(quán)利要求1、一種柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)，是由微型計(jì)算機(jī)控制的全自動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)電子測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)由電源單元、數(shù)據(jù)采集輸入單元、微電腦數(shù)據(jù)處理單元、信號(hào)輸出單元和顯示單元組成，各單元之間通過(guò)電路電性連接。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)，其特征在 于所述的電源單元由報(bào)警控制系統(tǒng)電源與安全系統(tǒng)電源兩個(gè)相互獨(dú)立的電源 組成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)，其特征在 于所述的數(shù)據(jù)采集輸入單元是由傳感器組模擬量和部分開(kāi)關(guān)量組成，傳感器 組包括轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、壓力變送器、熱電偶、電壓變送器，上述 的傳感器組通過(guò)雙層屏蔽的鎧裝電纜送至監(jiān)控儀表數(shù)據(jù)處理單元；上述的開(kāi)關(guān) 量經(jīng)過(guò)光耦隔離濾波處理單元和隔離驅(qū)動(dòng)單元輸出至數(shù)據(jù)處理單元。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)，其特征在 于所述的微電腦數(shù)據(jù)處理單元由單片機(jī)處理器和包括看門(mén)狗復(fù)位電路單元、 光電隔離單元、隔離驅(qū)動(dòng)單元、輸入電源穩(wěn)壓濾波電路單元的外圍電路構(gòu)成。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)，其特征在 于所述的信號(hào)輸出單元包括執(zhí)行器、報(bào)警器、RS485通訊接口和遠(yuǎn)程顯示控制 輸出設(shè)備。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)，其特征在 于所述的顯示單元釆用共陽(yáng)LED數(shù)碼管或者LCD液晶顯示。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組控制測(cè)量保護(hù)系統(tǒng)，是由微型計(jì)算機(jī)控制的全自動(dòng)柴油發(fā)電機(jī)電子測(cè)控系統(tǒng)，其特征在于系統(tǒng)由電源單元、數(shù)據(jù)采集輸入單元、微電腦數(shù)據(jù)處理單元、信號(hào)輸出單元和顯示單元組成，各單元之間電性連接。電源單元由報(bào)警控制系統(tǒng)電源與安全系統(tǒng)電源兩個(gè)相互獨(dú)立的電源組成。本實(shí)用新型采用柴油機(jī)工況全數(shù)字顯示，集測(cè)量、控制和機(jī)組工況監(jiān)控于一體；壓力、溫度等熱工量為模擬量測(cè)量，提供多級(jí)保護(hù)功能；微電腦多參數(shù)綜合反饋直接數(shù)字控制，工作可靠；自啟動(dòng)功能；耐振動(dòng)、潮濕、鹽霧和高低溫；抗干擾性強(qiáng)。
文檔編號(hào)F02B77/08GK201258784SQ20082016053
公開(kāi)日2009年6月17日 申請(qǐng)日期2008年10月10日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月10日
發(fā)明者包如斌, 偉 姜, 胡國(guó)祥, 鮑仁明 申請(qǐng)人:江蘇恩達(dá)通用設(shè)備有限公司