專利名稱：基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及電源技術領域，特別是基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)。
背景技術：
近年隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，導致對電能的大量需求，在用電高峰期，用電供需矛盾突 出，電能不足的情況日見緊張，經(jīng)常出現(xiàn)事故性的斷電情況。為保證正常得通信需要，只有 用發(fā)電機為通信基站供電。發(fā)電人員多報燃油費用問題也日益突出。目前有種方法做了簡單 得記錄通過測量發(fā)電機發(fā)電電壓有沒有來判斷發(fā)電機是否在工作，得到發(fā)電機累計運行時 間。并沒有給出具體得燃油消耗值。
現(xiàn)有的油耗記錄系統(tǒng)存在以下缺陷
現(xiàn)有方案一現(xiàn)有記錄儀器通過測量發(fā)電機輸出220V電壓來判斷發(fā)電機機是否在正常工 作。當現(xiàn)有記錄儀器檢測到發(fā)電機是正常工作則按照發(fā)電機額定功率開始記錄油量消耗，此 時現(xiàn)有記錄儀器認為發(fā)電機油量消耗為額定功率下的油量消耗值。
不能很有效的控制人為的多報油量
如果發(fā)電人員將其它220V電壓接入到檢測點，記錄也會有效產(chǎn)生，而此時發(fā)電機是沒有 工作的。這就不能有效地控制發(fā)電人員多報燃油的問題。同時具體油耗信息也沒有真實的記 錄到。
現(xiàn)有方案二采用液體流量儀表+記錄儀器，得到真實的燃油消耗。
液體流量記錄儀是現(xiàn)有市面上非常成熟的儀表，但是其價格非常昂貴，往往上萬人民幣 一只，這還只是流量儀表的價格還沒有算記錄儀器的價格。而普通柴油機組才8千左右一臺， 從成本角度考慮此方案也不能使用。
實用新型內容
本實用新型為解決上述問題提供了基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)，可以準確判斷燃油 的正常油耗，降低使用成本。
基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)，其特征在于包括主控制器、油機油量傳感器、油機
轉速傳感器、油機電壓輸入接口和FLASH,所述主控制器由中央處理器、油量檢測電路、轉
速檢測電路、電壓檢測電路和油耗記錄模塊組成；所述油機油量傳感器與油量檢測電路連接， 發(fā)電機所用油量被油機油量傳感器輸入油量檢測電路檢測；所述油機轉速傳感器與轉速檢測電路連接，發(fā)電機的轉速被油機轉速傳感器輸入轉速檢測電路檢測；所述油機電壓輸入接口
與電壓檢測電路連接，發(fā)電機所用電壓通過油機電壓輸入接口被電壓檢測電路檢測；所述 FLASH與油耗記錄模塊連接，發(fā)電機所有油量數(shù)據(jù)經(jīng)過中央處理器處理后通過油耗記錄模塊 保存到FLASH中。
所述油機油量傳感器采用汽車用油量傳感器，其檢測原理是油箱內燃油液面的變化導 致傳感器的電阻值變化，從而得到相應得油位信息。
所述油機轉速傳感器通過發(fā)電機飛輪繞組是繞在發(fā)電機飛輪上組成，從發(fā)電機飛輪繞組 上得到轉速信息。
所述油機轉速檢測電路由兩路緩沖電路、比較器和施密特觸發(fā)器依次連接組成，發(fā)電機 飛輪輸出的正弦波轉速信號輸入緩沖電路緩沖，然后緩沖后的轉速信號被發(fā)送到比較器比較 得到脈沖信號，最后經(jīng)施密特觸發(fā)器將轉速信號整形得到輸出脈沖發(fā)送到中央處理器檢測判 斷。
對于當前通信基站使用的油機大部分都是10KW左右的柴油油機，那么它的發(fā)電頻率是 50Hz，轉速是3000RPM，飛輪繞組輸出的正弦波頻率為300Hz。 那么可以得到轉速油機轉速=飛輪繞組頻率X 10。
所述油機電壓檢測電路采用差分-積分電路，由緩沖電路、差分放大器、微分分電路、差 分放大器、積分電路依次連接組成，發(fā)電機電壓信號輸入到兩路緩沖電路，兩路緩沖電路同 時連接第一個差分放大器將發(fā)電機電流轉成脈動直流信號，第一差分放大器輸出的一端連接 第二差分放大器，第一差分放大器輸出的另一端經(jīng)過微分分電路與第二差分放大器連接，通 過微分、差分放大器，將脈動直流信號整形成限幅脈動直流信號，最后第二差分放大器的輸 出連接積分電路將限幅脈動直流信號進行積分得到直流信號，直流信號被輸入到中央處理器 處理判斷。油機電壓檢測電路用于檢測發(fā)電機輸出電壓，此電路測量準確可靠，具有很強得 抗沖擊電壓能力。
所述油耗記錄模塊采用大容量FLASH芯片，記錄近一百次的發(fā)電機油耗信息，可隨時供 管理人員査看。大容量FLASH芯片可連續(xù)刷寫10萬次，數(shù)據(jù)掉電可保存10年。
所述主控制器還包括通信電路，通信電路連接有通信接口，通信接口為RS232/RS485， 數(shù)據(jù)協(xié)議為MODBUS協(xié)議，可接入基站動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，便于將油耗信息及時傳給管理人員。
所述主控制器連接的系統(tǒng)工作電源包括9V蓄電池和發(fā)電機啟動蓄電池。當發(fā)電機運行 時，系統(tǒng)工作電源選擇發(fā)電機啟動蓄電池供電工作，同時給系統(tǒng)本身9V蓄電池充電；當發(fā)電 機停機時系統(tǒng)本身9V蓄電池供電將本次油耗計算、保存完畢后，系統(tǒng)進入休眠狀態(tài)，耗電幾 乎可以忽略。本實用新型的工作原理如下
當發(fā)電機沒有運行時，基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)處于休眠待機狀態(tài)，系統(tǒng)處于低 功耗狀態(tài)。
當檢測到有轉速脈沖時，系統(tǒng)激活，根據(jù)發(fā)電機輸出電壓和轉速信號確定發(fā)電機是否是 在正常得運行，從而根據(jù)累計運行時間計算出發(fā)電機用了多少燃油，并保存到Flash內。
首先通過檢測發(fā)電機轉速脈沖有、發(fā)電機輸出220V電壓有，判斷發(fā)電機是在正常的工作， 此時記錄發(fā)電機開始工作的時間點和當前油箱內得油量百分比(此只是油量傳感器檢測到的 相對于郵箱容量得百分比信息，不是真實得多少升油量)。當發(fā)電機停止運行后記錄當前時間 點和當前油箱內得油量百分比，此時可得到運行時間長度和消耗油量百分比。通過運行時間 長度和發(fā)電機額定功率下沒小時耗油量可得到油耗信息，再與油量傳感器記錄的油箱油量百 分比信息比較可得到真實得燃油消耗信息。
本實用新型的有益效果如下-
本系統(tǒng)彌補了現(xiàn)有方案只能單純的記錄發(fā)電機運行時間，發(fā)電機運行信息記錄不足，不 能為管理人員很好的提供管理信息，可以準確判斷燃油的正常油耗，能直接將燃油消耗量可 靠的計算出來并保存到Flash內，同時可通過動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)上傳給管理人員；很好地解決了 日益出現(xiàn)的多報燃油費用的問題；還降低了使用成本。
圖1為本實用新型的系統(tǒng)結構示意圖
圖2為本實用新型的油機轉速檢測電路的結構示意圖
圖3為本實用新型的發(fā)電機電壓檢測電路的結構示意圖
圖4為本實用新型的工作流程示意圖
具體實施方式
如圖1所示，基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)，包括主控制器、油機油量傳感器、油機 轉速傳感器、油機電壓輸入接口和FLASH，所述主控制器由中央處理器、油量檢測電路、轉 速檢測電路、電壓檢測電路和油耗記錄模塊組成；所述油機油量傳感器與油量檢測電路連接，
發(fā)電機所用油量被油機油量傳感器輸入油量檢測電路檢測；所述油機轉速傳感器與轉速檢測 電路連接，發(fā)電機的轉速被油機轉速傳感器輸入轉速檢測電路檢測；所述油機電壓輸入接口 與電壓檢測電路連接，發(fā)電機所用電壓通過油機電壓輸入接口被電壓檢測電路檢測；所述
FLASH與油耗記錄模塊連接，發(fā)電機所有油量數(shù)據(jù)經(jīng)過中央處理器處理后通過油耗記錄模塊 保存到FLASH中。
所述油機油量傳感器采用汽車用油量傳感器，其檢測原理是油箱內燃油液面的變化導致傳感器的電阻值變化，從而得到相應得油位信息。
所述油機轉速傳感器通過發(fā)電機飛輪繞組是繞在發(fā)電機飛輪上組成，從發(fā)電機飛輪繞組 上得到轉速信息。
所述油機轉速檢測電路由兩路緩沖電路、比較器和施密特觸發(fā)器依次連接組成，發(fā)電機 飛輪輸出的正弦波轉速信號輸入緩沖電路緩沖，然后緩沖后的轉速信號被發(fā)送到比較器比較 得到脈沖信號，最后經(jīng)施密特觸發(fā)器將轉速信號整形得到輸出脈沖發(fā)送到中央處理器檢測判 斷。如圖2所示，油機飛輪輸出的正弦波信號從圖2中"轉速信號輸入"端輸入，經(jīng)過緩沖
電路緩沖，送到比較器比較得到脈沖信號，此脈沖信號得頻率與油機飛輪輸出的正弦波信號 是一致的。然后將脈沖信號送到施密特觸發(fā)器對脈沖信號整形，最后送到CPU檢測頻率大小， 測得當前油機轉動速度。
對于當前通信基站使用的油機大部分都是10KW左右的柴油油機，那么它的發(fā)電頻率是 50Hz，轉速是3000RPM，飛輪繞組輸出的正弦波頻率為300Hz。
那么可以得到轉速油機轉速=飛輪繞組頻率X 10。
所述油機電壓檢測電路采用差分-積分電路，由緩沖電路、差分放大器、微分分電路、差 分放大器、積分電路依次連接組成，發(fā)電機電壓信號輸入到兩路緩沖電路，兩路緩沖電路同 時連接第一個差分放大器將發(fā)電機電流轉成脈動直流信號，第一差分放大器輸出的一端連接 第二差分放大器，第一差分放大器輸出的另一端經(jīng)過微分分電路與第二差分放大器連接，通 過微分、差分放大器，將脈動直流信號整形成限幅脈動直流信號，最后第二差分放大器的輸 出連接積分電路將限幅脈動直流信號進行積分得到直流信號，直流信號被輸入到中央處理器 處理判斷。油機電壓檢測電路用于檢測發(fā)電機輸出電壓，此電路測量準確可靠，具有很強得 抗沖擊電壓能力。如圖3所示，油機AVR輸出220V電壓從圖3左上角的"發(fā)電輸入"接口送 入到檢測電路。通過差分放大器，將220V交流電轉換成脈動直流信號。此脈動直流信號得波 動幅度和波動頻率是與輸入的220V電壓成正比。然后通過微分、差分放大器，整形得到限幅 脈動直流信號，此時電壓被嚴格的限制在一個基準電壓(3.3V)以內，很好的屏蔽了干擾脈 沖對后級電路得沖擊、干擾。然后將此脈動直流信號送到積分電路進行積分得到直流信號， 最后送到CPU進行判斷此時油機AVR輸出電壓的高低、有無。
所述油耗記錄模塊釆用大容量FLASH芯片，記錄近一百次的發(fā)電機油耗信息，可隨時供 管理人員查看。大容量FLASH芯片可連續(xù)刷寫10萬次，數(shù)據(jù)掉電可保存10年。
所述主控制器還包括通信電路，通信電路連接有通信接口，通信接口為RS232/RS485，
數(shù)據(jù)協(xié)議為MODBUS協(xié)議，可接入基站動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)，便于將油耗信息及時傳給管理人員。
所述主控制器連接的系統(tǒng)工作電源包括9V蓄電池和發(fā)電機啟動蓄電池。當發(fā)電機運行時，系統(tǒng)工作電源選擇發(fā)電機啟動蓄電池供電工作，同時給系統(tǒng)本身9V蓄電池充電；當發(fā)電 機停機時系統(tǒng)本身9V蓄電池供電將本次油耗計算、保存完畢后，系統(tǒng)進入休眠狀態(tài)，耗電幾
乎可以忽略。
本實用新型的工作流程如圖4所示，其原理如下
當發(fā)電機沒有運行時，基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)處于休眠待機狀態(tài)，系統(tǒng)處于低 功耗狀態(tài)。
當檢測到有轉速脈沖時，系統(tǒng)激活，根據(jù)發(fā)電機輸出電壓和轉速信號確定發(fā)電機是否是 在正常得運行，從而根據(jù)累計運行時間計算出發(fā)電機用了多少燃油，并保存到Flash內。
首先通過檢測發(fā)電機轉速脈沖有、發(fā)電機輸出220V電壓有，判斷發(fā)電機是在正常的工作， 此時記錄發(fā)電機開始工作的時間點和當前油箱內得油量百分比(此只是油量傳感器檢測到的 相對于郵箱容量得百分比信息，不是真實得多少升油量)。當發(fā)電機停止運行后記錄當前時間 點和當前油箱內得油量百分比，此時可得到運行時間長度和消耗油量百分比。通過運行時間 長度和發(fā)電機額定功率下沒小時耗油量可得到油耗信息，再與油量傳感器記錄的油箱油量百 分比信息比較可得到真實得燃油消耗信息。
權利要求1、基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)，其特征在于包括主控制器、油機油量傳感器、油機轉速傳感器、油機電壓輸入接口和FLASH，所述主控制器由中央處理器、油量檢測電路、轉速檢測電路、電壓檢測電路和油耗記錄模塊組成；所述油機油量傳感器與油量檢測電路連接，發(fā)電機所用油量被油機油量傳感器輸入油量檢測電路檢測；所述油機轉速傳感器與轉速檢測電路連接，發(fā)電機的轉速被油機轉速傳感器輸入轉速檢測電路檢測；所述油機電壓輸入接口與電壓檢測電路連接，發(fā)電機所用電壓通過油機電壓輸入接口被電壓檢測電路檢測；所述FLASH與油耗記錄模塊連接，發(fā)電機所有油量數(shù)據(jù)經(jīng)過中央處理器處理后通過油耗記錄模塊保存到FLASH中。
2、 根據(jù)權利要求l所述基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)，其特征在于所述油機油量傳 感器采用汽車用油量傳感器。
3、 根據(jù)權利要求l所述基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)，其特征在于所述油機轉速傳 感器通過發(fā)電機飛輪繞組是繞在發(fā)電機飛輪上組成，發(fā)電機飛輪繞組發(fā)出轉速信息。
4、 根據(jù)權利要求2所述基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)，其特征在于所述油機轉速檢 測電路由兩路緩沖電路、比較器和施密特觸發(fā)器依次連接組成，發(fā)電機飛輪輸出的正弦波轉 速信號輸入緩沖電路緩沖，然后緩沖后的轉速信號被發(fā)送到比較器比較得到脈沖信號，最后 經(jīng)施密特觸發(fā)器將轉速信號整形得到輸出脈沖發(fā)送到中央處理器檢測判斷。
5、 根據(jù)權利要求l所述基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)，其特征在于所述油機電壓檢測電路采用差分-積分電路，由緩沖電路、差分放大器、微分分電路、差分放大器、積分電路 依次連接組成，發(fā)電機電壓信號輸入到兩路緩沖電路，兩路緩沖電路同時連接第一個差分放 大器將發(fā)電機電流轉成脈動直流信號，第一差分放大器輸出的一端連接第二差分放大器，第 一差分放大器輸出的另一端經(jīng)過微分分電路與第二差分放大器連接，通過微分、差分放大器， 將脈動直流信號整形成限幅脈動直流信號，最后第二差分放大器的輸出連接積分電路將限幅 脈動直流信號進行積分得到直流信號，直流信號被輸入到中央處理器處理判斷。
6、 根據(jù)權利要求l所述基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)，其特征在于所述油耗記錄模塊采用可連續(xù)刷寫10萬次的大容量FLASH芯片。
7、 根據(jù)權利要求l所述基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)，其特征在于所述主控制器還包括通信電路，通信電路連接有通信接口，通信接口為RS232/RS485。
8、 根據(jù)權利要求l所述基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)，其特征在于所述主控制器連 接的系統(tǒng)工作電源包括9V蓄電池和發(fā)電機啟動蓄電池。
專利摘要本實用新型公開了基站用自動發(fā)電機油料控制系統(tǒng)，包括主控制器、油機油量傳感器、油機轉速傳感器、油機電壓輸入接口和FLASH，主控制器由中央處理器、油量檢測電路、轉速檢測電路、電壓檢測電路和油耗記錄模塊組成；油機油量傳感器、油機轉速傳感器、油機電壓輸入接口、FLASH分別與油量檢測電路、轉速檢測電路、電壓檢測電路和油耗記錄模塊連接，可以檢測和存儲發(fā)電機的油量、轉速和電壓；本系統(tǒng)可以準確判斷燃油的正常油耗，能直接將燃油消耗量可靠的計算出來并保存到Flash內，同時可通過動環(huán)監(jiān)控系統(tǒng)上傳給管理人員；很好地解決了日益出現(xiàn)的多報燃油費用的問題；還降低了使用成本。
文檔編號F02D29/06GK201314258SQ20082022348
公開日2009年9月23日 申請日期2008年12月17日 優(yōu)先權日2008年12月17日
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