柴油发电机组测控系统的研究Word格式文档下载.docx
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1.1课题研究背景2
1.2柴油发电机组组成3
1.3柴油发电机组的工作原理3
1.4国内外的发展趋势4
第二章柴油发电机组硬件的设计4
2.1柴油发电机硬件设备系统设计的要求4
2.2柴油发电机组硬件的设计5
第三章报警系统6
3.1远程监控系统结构6
3.2柴油发电机组监控模块7
第四章结语7
参考文献8
致谢8
引言
柴油发电机组是目前所有供电设备中，最为广泛使用的一种供电设备。
柴油发电机组主要是以柴油机为主要的原动机，并且是拖动同步发电机发电的一种电源设备，其主要是具有在发动的时候速度较快、操作的时候和维修的时候比较方便的特点。
一般的小型厂商在投资的时候，也不会因为资金较多而望而却步，对环境的适应力也是比较强的一种发电装置。
但是因为柴油发电机组经常会因为多种的客观因素，像是油质的因素、负载的因素以及柴油发电机组本身的机械故障的原因，使得其在运行的过程中会发生油量过少、压力过强或是过低的问题或是故障。
但是管理人员不可能时时刻刻的对其进行监控，因此就必须有一套监控的设备或是监控的系统，这样才能够快速的发现柴油发电机组中的出现的问题，从而及时的制定出相应的对策。
第一章绪论
1.1课题研究背景
在现代社会，有时由于用电压力过大，就会造成停电或是保险丝烧断的现象，因此就需要有供电设备来进行继续运作，像是在大型的工厂、酒店、医院或是学校中，就必须配备发电机，以备不时之需。
而柴油发电机在所有的配备发电机中，是一种比较常见的也是一种比较便捷的发电机。
当停电或是主要的供电电源出现故障时，就需要用到其，其可以保证配备用电的地方可以合理的用上电。
在最大程度上降低因为电源故障所导致的损失。
在上文中了解到，柴油机是因为操作简单、运作速度较快、维修方便以及投资资金少等情况，颇受广大商家的推荐。
柴油发电机组因为其操作简单、维修方便等特点，除了会用在工厂、酒店、医院或是一些企业中，还适合用在野外的作业，像是工地上，或是救灾现场以及其他的军事领域上。
1.2柴油发电机组组成
柴油发电机组主要是柴油发动机、发电机以及控制器三个部分。
首先是柴油发动机。
柴油发动机并不是一个单纯的发动机，其也有供油系统、冷却系统。
柴油发动机是整个柴油发电机组的核心，是其变为动能的一个转化的装置，也是做功转化为机械能的一个关键的设备。
在柴油发电机组中的发电机是无刷同步发电机，该种发电机中是有交流励磁机、旋转整流器这两部分组成，将这两部分都安装在同一轴上，就会使得柴油发电机组中有了交流励磁机与旋转整流器两方面的功能，也就是让柴油发电机组在电压的频率大小上、相位上以及相序上都能够得到有效的控制，为自动化监控铺上了一条道路。
控制器也就是整个柴油发电机组的控制系统，而控制器主要包括了励磁控制器、保护控制器、电流、电压控制器、通信系统以及智能控制器。
现代社会是一个自动化水平比较高的社会，对于一家企业的设备的运行和监控都是采用自动化的方式，但是这二者都是要在正常的供电状况下，一旦断电，将不能够正常的进行运作。
这个时候就需要柴油发电机组进行运作，而柴油发电机组上的各种系统能够与监控设备上的电脑进行通信，这样就可以使得人们在远程对其进行监控。
1.3柴油发电机组的工作原理
柴油发电机组主要是以柴油为主要的燃料，并借助与柴油进行发电，进而将发电机所产生的动能转化为电能和热能。
也就是在柴油发电机组中，经过在气缸内的空气滤清器净化后的高压雾化的柴油，在经过点燃之后，其就会进行充分的燃烧，从而进行膨胀，最终推动了活塞的运动，而这就是做功，并通过做功，推动曲轴的旋转[1]。
柴油发电机组的该种工作原理，就使得柴油发电机组拥有别的发电机组不能够媲美的优点。
⑴柴油发电机组因为运作起来比较块，因此其热效率就比较高、柴油的消耗率也比较低，非常的省油；
⑵柴油发电机组虽然是依靠柴油进行发电，但是也可以采用其他的燃油品来替代，对于燃油品的要求比较低，但是其运作情况绝对不会低于其他的发电机组；
⑶由于柴油发电机组的对于外部环境有着非常强烈的适应性，相对的，其柴油发电机组的负荷适应力也是比较强的，一般的在外部环境比较恶劣的情况下，在正常情况下，900秒内，整个机组就可以全部运作起来，在60秒的应急状况下，一个发电机就可以运作起来；
⑷由于柴油发电机组中的设备有多种是可以自动化进行的，那么整个柴油发电机组也是可以自动化的控制噪音或是电流、电路等情况[2]。
1.4国内外的发展趋势
对于柴油发电机组，在国内与国外都有着其独特的发展趋势。
在国内其发展趋势主要是可以分为三个阶段[3]。
第一个阶段，使用分离电子元期间组成的一种具有逻辑判断的自动化系统，该种系统模式虽然功能比较简单、结构也不是非常复杂，因此在当时受到了一些企业的推荐，但是当时的各企业之间并没有联系，所以就使得这种发电机组批量比较小，一些问题也没有解决；
第二个阶段是改革开放之后的一段很长的时间，各种新式的仪器、技术以及控制器都涌进了我国的工业界，因此这个时候的发电机组得到了突破性的发展，这时的发电机组的外型明显的小巧了很多，并且已经有了可编程序控制器这种初步的自动化控制系统。
但是在当时，就说在现在，这种可编程序控制器也是比较昂贵的。
因此，虽然这时发电机组中有了很大的提升，但是随着经济技术的发展，这种发电机组很快失去了优势。
第三个阶段，就是现今的柴油发电机组，该种柴油发电机组是接受了新的控制系统功能模块化思路，对于发电机组自动控制的难题也逐渐的的解开了。
解决了初期发电机组外围复杂的电路，使得自动化控制已经不在是一个梦想，运用现今的微处理器，让柴油发电机组的环境适应力与可靠性大大的提高了。
在使用的时候也是非常的灵活可靠[4]。
国外对于柴油发电机组的控制主要也是有三个阶段，第一个阶段是手起动三保护的模块，该种模块不会有点亮检测，第二个阶段是不可编程的简单自启动模块，这个阶段的电量监测在不断变化，状态指示灯也在不断的发展，第三个阶段就是可编程的启动模块，这时其系统就有多种的自动化设备。
第二章柴油发电机组系统的测量与参数设置
2.1柴油发电机组系统的测量电路
对于柴油发电机组中对电路的测量，主要是通过柴油机中的测量仪器以及各类的传感器、变换器进行测量。
测量电路的仪器主要包括了压力表、温度表、转速表、电压表、电流表、功率表、频率表。
通过这些仪器对柴油机组系统的电路进行测量，测量的过程和结构见图2.
图2：
测量电路构成图
2.1.1电压检测电路
用电压检测柴油发电机组中的电路，而电压是整个柴油发电机组中最为基本的物理量，其对于柴油机组的电路计算以及电压保护都有着极为重要的作用。
在柴油发电机组的检测系统中，利用电压检测电路，其涉及方法为：
设计电压变松电路，并以输出的两条电路为电压信号，两条电路中的一条电路是采用数字式电压表来显示，另一条电路是采用A/D将电路的参数进行采集。
之后电压将电路参数进行运算，并将其有效值进行转换，转换的方式是采用AD736芯片进行放大的转换，转换之后再采用高精度的OP07进行放大处理。
图3：
电压检测电路
2.1.2温度检测电路
利用温度检测柴油发电机组中电路的方式，是另一个比较简便的方式。
利用温度传感器对柴油发电机组的电路进行检测，是因为温度传感器具有热膨胀性、电阻行、磁性以及光学特性。
在柴油发电集中的温度传感器除了拥有上述性能之外，还拥有体积小、反应块以及测量精度高的优点。
而根据这些优点，可以看出柴油发电机组的特点具有：
⑴其温度传感器的使用直流电压的范围是为30V，范围是比较宽的；
⑵温度传感器的精度是比较高的，其精度是不会超过正负1摄氏度；
⑶温度传感器的输出阻抗为710MΩ，受外界输压的影响较小。
将温度传感器与电阻进行串联，从而构成一个最低温度检测的电路，通过电阻的可以反应出最低温度。
温度检测电路图见图4.
图4：
温度检测电路图
2.1.3转速检测
柴油发电机组中的电压与柴油发电机组的转速是有着一定的联系的，因为电压的频率高低，是由柴油发电机组的转速所决定的。
柴油发电机组中系统对于转速的检测主要包括两方面，分别是转速表的显示以及对于转速参数的采集。
在上文了解到，传感输出的电压经过AD736芯片精心放大，从而分成两路的。
在两路电压信号中，一路电压信号是对柴油发电机组的转速表显示进行检测，另一路电压是将所采集的到频率和转速的参数松露专门的测量班上，并通过外部的脉冲对其进行测量。
通过这种方式将得到的数据松露计算机，并在之后根据其变化进行相应的处理。
2.2参数设置
⑴参数设置可以说是各项目在检测前对于操作信息以及柴油发电机组的工作参数进行一个恒定的设定。
其流程就如图5。
图5：
参数设置软件流程
柴油发电机组检测系统软件在当工作人员输入了操作人员的信息、所拥有的工作号以及检测的时间之后，之后系统就会对所需要检测的柴油机组的参数进行设置。
该系统一次性可以对三台1300KW或者是4台950KW的柴油发电机组进行检测。
在对多台柴油发电机组进行检测时，系统会自动的对其进行编号，从而使得工作人员能够更加方便的对其进行检测。
工作人员在进行检测的时候，只需要从检测项目的选择要检测的项目就可以了。
例如对温度进行检测，可以选择温升检测，从而由操作员来选择所要检测的任务。
当操作人员并没有进行选择时，系统将会自动的按照缺省的项目设置自动的完成检测。
当操作人员完成选择之后，系统将会自动的弹出对话框是否标准检测的对话框，如并没有选择，系统将会随机的进行设定。
例如温升检测的初始化温度设定为室内温度，因此随机检测就为室内温度。
⑵而报警处理模块使用在柴油发电机组出现异常时的参数，其主要具有数据之间的比较分析与鼓掌识别功能。
通过这种方式，将检测过的数据向电脑发送报警信号。
如图6.
图6：
报警处理模版
操作人员在设定各种参数值时，可以根据要求设定各种变量的报警参考值。
如果数据是属于一个正常的状态，程序就会自动的记录所检测的数据，然后反悔数据处理的主界面。
而相对的，假设，当电机的参数超过了1600转每分钟时，设定的参数就会报警。
并且会指出故障项，知道故障处理之后，再次进行检测时，检测的数据是处于一个正常的状态时，程序将会回到主界面。
如果操作员在固定点额时间内并没有将其进行处理，那么系统将自动的启动紧急程序停机，从而避免更为严重的损害。
第三章报警系统
在上文中了解到柴油发电机组的工作原理、柴油发电机组组成的部分以及柴油发电机组硬件的设计，从中得知了柴油发电机组的所需要注意的事项。
下文将对柴油发电机组中采用的两款监控软件进行简要的了解。
3.1远程监控系统结构
柴油发电机组的远程监控软件主要包括了多项程序，接口芯片时的初始化过程程序、在发送信息时，突然中断了信息的处理程序、在重启后，自动的接受中断处理的信息程序以及对信息进行集中控制的程序。
详细流程见图3.
远程监控软件见图
远程监控软件通过上述这种穿心通讯，是可以收集到每一组发电机组的电压、电流以及频率的信息，并对油压、水温以及电压的参数进行控制，一旦超过了指定了参数指标时，集中控制的系统就会发出警报，从而停止各种运作。
3.2柴油发电机组监控模块
柴油发电机组在现阶段还会采用另一种报警系统，该种系统是一种基于16位微处理器的嵌入式的控制器系统。
其主要是对柴油发电机组中的数据信息进行采集、然后存储、再进行逻辑判断。
这三位一体的功能主要是对柴油发电机组的整体设置进行控制和监控。
以达到柴油机自动启动以及自动冷却停机的功能。
表示柴油发电机组监控模块出现故障主要有三种现象，在监控模块的显示屏上出现了8个箭头符号时，那么代表的就是高水温、低油压、启动失败以及超速等故障；
当出现了2个黄发光管以及红发光管时，那么代表的就是自动停机；
当出现三个符号时，那么表示的就是非柴油发电机组出现了故障，进行警告。
第四章结语
综上所述，随着社会科技的快速进步，在目前的企业中已经很少出现靠传统的油压表、转速表、油位表、水温表以及电压表和电流表了解参数的现象。
现阶段在柴油发电机组中采用的智能监控报警系统，可以在很大程度上大量的收集信息，从而进行逻辑的判断。
在上文中所表述的两种监控报警设备，可以对被控设备进行全面的系统故障分析以及强制的停机，可以很好的改善监控工作条件，做到早发现找解决，对于柴油发电机组的测控系统具有非常有前景的发展趋势。
参考文献
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[2]王文龙.柴油发电机组双机并车实验台的设计与实验研究[D].哈尔滨工程大学.2010
[3]刘玉宝,祝海英,张良和.基于SOCKET技术的几种远程控制功能的实现[J].长春大学学报.2010（08）
[4]陈德增,张天开,张晶明.柴油发电机组监控系统设计与应用[J].辽宁工程技术大学学报.2009（03）
[5]钱海.柴油发电机组全数字控制系统硬件设计[D].兰州理工大学.2009
[6]于满立.柴油发电机组监控设备的设计[D].东北农业大学.2010
致谢
本论文是在我的导师的细心指导和不懈支持下完成的。
在即将步入社会，踏上工作的征程的时间里，我完成了毕业论文。
在完结之余，仍觉文中有诸多遗憾，但回想起在收集资料的日子里，能够不断的努力完善，虽说不够完美，但也了无遗憾。
在此由衷的感谢我的母校对我的栽培教育，感谢各位老师对我的谆谆教导、指点迷津。
特别是我的导师对我的论文整体框架严格把关，选取正确角度，明确论文主体，使我顺利完成论文。
感谢我诸多专业老师，对我学业和人生上的栽培和指导，使正确的迈上人生轨迹。
学习时光转瞬即逝，如今，即将告别校园、老师、同学，心里各种滋味不断翻涌。
但有如此经历，无论将来的路会如何，我将永不后悔我的选择。
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