柴油發(fā)電機監(jiān)控系統(tǒng)硬件與軟件功能設(shè)計
發(fā)布時間：2024-10-31 點擊：115
柴油發(fā)電機監(jiān)控系統(tǒng)硬件與軟件功能設(shè)計
柴油發(fā)電機組是一項應(yīng)用很廣的發(fā)電設(shè)備，為持續(xù)、安全的保障生產(chǎn)發(fā)揮了重要的作用，其中，柴油發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)是核心技術(shù)與關(guān)鍵，是保證準確的測定出柴油發(fā)動機組的使用性能以及運行狀態(tài)的設(shè)備。正是由于柴油發(fā)電機組的可靠性以及連續(xù)性是很重要的，因此，設(shè)計出準確、及時的監(jiān)測發(fā)電機組正常運行狀態(tài)的監(jiān)控系統(tǒng)勢在必行，以保證柴油發(fā)電機組可以更加有效地運行。
一、監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計
柴油發(fā)電機組因其本身的特點要將監(jiān)控系統(tǒng)安裝在發(fā)電機組的控制柜內(nèi)，監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)備設(shè)計有自身的要求以及技術(shù)指標，因此，柴油發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計要滿足柴油發(fā)電機組功能技術(shù)指標要求。
1、監(jiān)控系統(tǒng)的cpu
柴油發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)中的cpu是柴油發(fā)電組監(jiān)控系統(tǒng)中的中心環(huán)節(jié)，主要是協(xié)調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的組織以及運行等的工作，當前國內(nèi)外的監(jiān)控系統(tǒng)中通用的是高性能微處理器，用戶通過人機對話的方式對監(jiān)控的參數(shù)進行部分修改就可以實現(xiàn)柴油發(fā)電機組的監(jiān)控需求。單片機作為高性能、低電壓的設(shè)備，可以作為監(jiān)控系統(tǒng)的中的cpu,單片機可以反復(fù)擦寫，因為其高密度以及較強的存儲技術(shù)可以較好的實現(xiàn)監(jiān)控，單片機內(nèi)還設(shè)有定時器，可以自動捕獲和重裝載，這樣可以更好地實現(xiàn)監(jiān)控設(shè)計。
2、頻率檢測
頻率檢測是柴油發(fā)電機組中檢測發(fā)電質(zhì)量的很重要的指標，因此，需要進行設(shè)計的監(jiān)控系統(tǒng)要準確、及時的對發(fā)電機組的頻率進行檢測，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機的發(fā)電頻率成正比，只要保證發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，則發(fā)電機的頻率就可以保持穩(wěn)定值。對發(fā)電機組的頻率進行評測，可以利用單片機進行測量，求方法主要有測頻率法以及測周期法。
3、、模擬量信號采集與處理
發(fā)電機自身帶有傳感器，傳感器可以將模擬量轉(zhuǎn)換為電量信號，因為傳感器的信號幅度，再加上發(fā)電機自身的干擾，因此要在信號進行轉(zhuǎn)化前進行信號的調(diào)理。信號調(diào)理主要是進行信號的模擬處理，利用的是電子線路進行，其目的是通過傳感器的電量信號進行輸出，從而進行處理后實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換。信號調(diào)理可以對傳感器的非線性進行補償，從而提高信號的信噪比，提高信號的質(zhì)量。柴油發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)利用輸入通道的電路，將傳感器輸出的電流變?yōu)榻涣餍盘枺⒆罱K轉(zhuǎn)化為單極的直流信號，并通過濾波電路實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)化器的輸入。
通過發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)對信息進行采集分析后，可以判斷各項工作環(huán)節(jié)是否正常，因為，運行出現(xiàn)故障的情況下，柴油發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)可以發(fā)出警報，通過將按鈕變?yōu)榧t色來進行顯示。
4、、硬件的抗干擾設(shè)計
保證硬件系統(tǒng)在發(fā)電機組的穩(wěn)定性，可以采用幾種措施來抵抗干擾：首次，進行隔離和屏蔽，這是為了防止耦合的干擾，將數(shù)字部分以及模擬部分實現(xiàn)隔離，可以抑制數(shù)字系統(tǒng)的干擾;其次，可以將去耦電容加上集成電路的元件，進行微處理器的處理，除此之外，還要利用地線抵制干擾。
二、監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計
1、數(shù)據(jù)采集程序
單片機的一個很重要的功能就是數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理也是傳感器和單片機的很重要的接口，其數(shù)據(jù)處理的類型主要有兩種，模擬信號以及開關(guān)量信號。模擬信號是利用交流電壓進行采樣，從而防止擾動實現(xiàn)多次采樣，開關(guān)量信號的軟件編寫相對來說比較簡單，通過74hc165實現(xiàn)與單片機之間的數(shù)據(jù)傳送。
2、診斷處理
柴油發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用的單片機進行的診斷處理，為柴油發(fā)電機組的監(jiān)控中的設(shè)計帶來了很大的好處，可以靈活的解決監(jiān)控系統(tǒng)中無法解決的問題，監(jiān)控系統(tǒng)中的定時以及捕獲功能都可以實現(xiàn)。
3、串行通信的設(shè)計
后臺監(jiān)控是為管理人員進行監(jiān)控而設(shè)計的，因此，后臺監(jiān)控必須要有可觀看的頁面，從而可以更好的實現(xiàn)可視化，可以利用vb進行這一功能的實現(xiàn)，后臺監(jiān)控系統(tǒng)不是利用單片機進行采集，而是利用信息量進行信息的顯示，從而實現(xiàn)單片機的通信能力。
4、軟件的抗干擾設(shè)計
軟件的抗干擾設(shè)計中的技術(shù)設(shè)計主要有以下幾點：主動的初始化設(shè)計，這主要是針對那些易于被干擾的元件，對于這些，要進行初始化的處理;軟件的濾波法，這是針對常態(tài)干擾進行的，是指利用然見程序?qū)π盘栔械母蓴_比重進行降低，從而實現(xiàn)程序上的濾波;重復(fù)的執(zhí)行程序指令，保證與外部設(shè)備的接觸，因此，需要執(zhí)行程序的重復(fù)執(zhí)行，除此之外，還可以采用防止死循環(huán)的看門狗技術(shù)。
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哪些因素會影響柴油發(fā)電機組使用
柴油發(fā)電機組是一項應(yīng)用很廣的發(fā)電設(shè)備，為持續(xù)、安全的保障生產(chǎn)發(fā)揮了重要的作用，其中，柴油發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)是核心技術(shù)與關(guān)鍵，是保證準確的測定出柴油發(fā)動機組的使用性能以及運行狀態(tài)的設(shè)備。正是由于柴油發(fā)電機組的可靠性以及連續(xù)性是很重要的，因此，設(shè)計出準確、及時的監(jiān)測發(fā)電機組正常運行狀態(tài)的監(jiān)控系統(tǒng)勢在必行，以保證柴油發(fā)電機組可以更加有效地運行。
一、監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計
柴油發(fā)電機組因其本身的特點要將監(jiān)控系統(tǒng)安裝在發(fā)電機組的控制柜內(nèi)，監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)備設(shè)計有自身的要求以及技術(shù)指標，因此，柴油發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計要滿足柴油發(fā)電機組功能技術(shù)指標要求。
1、監(jiān)控系統(tǒng)的cpu
柴油發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)中的cpu是柴油發(fā)電組監(jiān)控系統(tǒng)中的中心環(huán)節(jié)，主要是協(xié)調(diào)監(jiān)控系統(tǒng)的組織以及運行等的工作，當前國內(nèi)外的監(jiān)控系統(tǒng)中通用的是高性能微處理器，用戶通過人機對話的方式對監(jiān)控的參數(shù)進行部分修改就可以實現(xiàn)柴油發(fā)電機組的監(jiān)控需求。單片機作為高性能、低電壓的設(shè)備，可以作為監(jiān)控系統(tǒng)的中的cpu,單片機可以反復(fù)擦寫，因為其高密度以及較強的存儲技術(shù)可以較好的實現(xiàn)監(jiān)控，單片機內(nèi)還設(shè)有定時器，可以自動捕獲和重裝載，這樣可以更好地實現(xiàn)監(jiān)控設(shè)計。
2、頻率檢測
頻率檢測是柴油發(fā)電機組中檢測發(fā)電質(zhì)量的很重要的指標，因此，需要進行設(shè)計的監(jiān)控系統(tǒng)要準確、及時的對發(fā)電機組的頻率進行檢測，發(fā)電機的轉(zhuǎn)速與發(fā)電機的發(fā)電頻率成正比，只要保證發(fā)電機組的轉(zhuǎn)速平穩(wěn)，則發(fā)電機的頻率就可以保持穩(wěn)定值。對發(fā)電機組的頻率進行評測，可以利用單片機進行測量，求方法主要有測頻率法以及測周期法。
3、、模擬量信號采集與處理
發(fā)電機自身帶有傳感器，傳感器可以將模擬量轉(zhuǎn)換為電量信號，因為傳感器的信號幅度，再加上發(fā)電機自身的干擾，因此要在信號進行轉(zhuǎn)化前進行信號的調(diào)理。信號調(diào)理主要是進行信號的模擬處理，利用的是電子線路進行，其目的是通過傳感器的電量信號進行輸出，從而進行處理后實現(xiàn)信號的轉(zhuǎn)換。信號調(diào)理可以對傳感器的非線性進行補償，從而提高信號的信噪比，提高信號的質(zhì)量。柴油發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)利用輸入通道的電路，將傳感器輸出的電流變?yōu)榻涣餍盘枺⒆罱K轉(zhuǎn)化為單極的直流信號，并通過濾波電路實現(xiàn)模數(shù)轉(zhuǎn)化器的輸入。
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4、、硬件的抗干擾設(shè)計
保證硬件系統(tǒng)在發(fā)電機組的穩(wěn)定性，可以采用幾種措施來抵抗干擾：首次，進行隔離和屏蔽，這是為了防止耦合的干擾，將數(shù)字部分以及模擬部分實現(xiàn)隔離，可以抑制數(shù)字系統(tǒng)的干擾;其次，可以將去耦電容加上集成電路的元件，進行微處理器的處理，除此之外，還要利用地線抵制干擾。
二、監(jiān)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計
1、數(shù)據(jù)采集程序
單片機的一個很重要的功能就是數(shù)據(jù)處理，數(shù)據(jù)處理也是傳感器和單片機的很重要的接口，其數(shù)據(jù)處理的類型主要有兩種，模擬信號以及開關(guān)量信號。模擬信號是利用交流電壓進行采樣，從而防止擾動實現(xiàn)多次采樣，開關(guān)量信號的軟件編寫相對來說比較簡單，通過74hc165實現(xiàn)與單片機之間的數(shù)據(jù)傳送。
2、診斷處理
柴油發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用的單片機進行的診斷處理，為柴油發(fā)電機組的監(jiān)控中的設(shè)計帶來了很大的好處，可以靈活的解決監(jiān)控系統(tǒng)中無法解決的問題，監(jiān)控系統(tǒng)中的定時以及捕獲功能都可以實現(xiàn)。
3、串行通信的設(shè)計
后臺監(jiān)控是為管理人員進行監(jiān)控而設(shè)計的，因此，后臺監(jiān)控必須要有可觀看的頁面，從而可以更好的實現(xiàn)可視化，可以利用vb進行這一功能的實現(xiàn)，后臺監(jiān)控系統(tǒng)不是利用單片機進行采集，而是利用信息量進行信息的顯示，從而實現(xiàn)單片機的通信能力。
4、軟件的抗干擾設(shè)計
軟件的抗干擾設(shè)計中的技術(shù)設(shè)計主要有以下幾點：主動的初始化設(shè)計，這主要是針對那些易于被干擾的元件，對于這些，要進行初始化的處理;軟件的濾波法，這是針對常態(tài)干擾進行的，是指利用然見程序?qū)π盘栔械母蓴_比重進行降低，從而實現(xiàn)程序上的濾波;重復(fù)的執(zhí)行程序指令，保證與外部設(shè)備的接觸，因此，需要執(zhí)行程序的重復(fù)執(zhí)行，除此之外，還可以采用防止死循環(huán)的看門狗技術(shù)。
600KW柴油發(fā)電機組康明斯技術(shù)參數(shù)KT38-GA
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