專利名稱：一種重油柴油發(fā)電機(jī)組監(jiān)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于工業(yè)測(cè)量與控制領(lǐng)域，尤其涉及一種重油柴油發(fā)電機(jī)組監(jiān)測(cè)方法。
背景技術(shù)：
柴油發(fā)電機(jī)組作為一種機(jī)電系統(tǒng)其工況十分復(fù)雜，在制造、運(yùn)用和維修過(guò)程中，需要對(duì)很多參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，這些參數(shù)既包括柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速、機(jī)油溫度、機(jī)油壓力、冷卻液溫度，也包括發(fā)電機(jī)的電壓、電流、功率、功率因數(shù)、頻率。而重油柴油發(fā)電機(jī)組的情況就更為復(fù)雜。因?yàn)橹赜托枰?jīng)過(guò)高溫加熱后粘度下降后才能供給柴油機(jī)燃燒，加熱不足會(huì)造成重油粘度過(guò)高，加熱過(guò)度又會(huì)造成重油粘度過(guò)低，這都不利于重油柴油機(jī)的運(yùn)行。要使供給的重油粘度在一個(gè)允許的范圍內(nèi)變化，加熱裝置的工作方式必須是動(dòng)態(tài)不連續(xù)的。所以，重油柴油發(fā)電機(jī)組的工作情況復(fù)雜、燃燒狀況多變，即使在一個(gè)穩(wěn)定工況下其相關(guān)參數(shù)也不穩(wěn)定，造成對(duì)重油柴油發(fā)電機(jī)組的質(zhì)量評(píng)定和分析非常困難。相對(duì)于輕油柴油發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，對(duì)重油柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行監(jiān)測(cè)要采集更多、更全面、更實(shí)時(shí)的參數(shù)，特別是要額外監(jiān)測(cè)重油柴油發(fā)電機(jī)組中供油單元共有回路的粘度、流量、溫度、壓力。對(duì)大功率重油柴油發(fā)電機(jī)組的監(jiān)測(cè)一般是測(cè)得到發(fā)電機(jī)的功率曲線，然后計(jì)算一段時(shí)間內(nèi)的做功平均情況并綜合這段時(shí)間內(nèi)的重油消耗情況、重油溫度情況平均值來(lái)分析重油柴油發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀況。為了得到全套的重油柴油發(fā)電機(jī)組參數(shù)，一般需要發(fā)電機(jī)功率檢測(cè)儀、柴油機(jī)儀器儀表系統(tǒng)、重油供油單元檢測(cè)系統(tǒng)等若干系統(tǒng)配合使用。這種監(jiān)測(cè)方案存在以下問(wèn)題I.分析機(jī)組運(yùn)行情況時(shí)采用的是一段時(shí)間內(nèi)的平均值，不能真實(shí)的反應(yīng)在重油粘度發(fā)生變化時(shí)機(jī)組的做功變化情況，對(duì)機(jī)組性能、質(zhì)量的評(píng)定將會(huì)嚴(yán)重失真，也為選擇最佳的重油粘度方案帶來(lái)巨大困難。2.無(wú)法區(qū)分機(jī)組系統(tǒng)發(fā)出功率的波動(dòng)是理論性正常波動(dòng)還是非正常干擾性波動(dòng)。3.整套監(jiān)測(cè)系統(tǒng)龐大復(fù)雜，各子系統(tǒng)之間相互獨(dú)立，難以保證記錄的同步和及時(shí)。4.需要大量人員同時(shí)參與，分別負(fù)責(zé)各個(gè)子系統(tǒng)，耗費(fèi)大量人力。而且一些如重油供油單元系統(tǒng)由于加熱重油散發(fā)有毒氣體，本身不利于現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)護(hù)人員健康，不允許人員長(zhǎng)期在芳記錄實(shí)驗(yàn)。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了許多利用計(jì)算機(jī)及單片機(jī)的柴油發(fā)電機(jī)組監(jiān)測(cè)方案。例如《計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制》2010. 18(7)刊登的《分布式柴油發(fā)電機(jī)組測(cè)試系統(tǒng)》一文，其介紹的測(cè)試的系統(tǒng)利用單片機(jī)構(gòu)成分布式測(cè)控單元，接收信號(hào)采集前端模塊發(fā)送的數(shù)據(jù)， 并與主控計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信，對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、計(jì)算及處理，從而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的顯示、控制、判斷與記錄。對(duì)于一般輕油柴油發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，由于在穩(wěn)定工況下各參數(shù)曲線恒定性很好，對(duì)其測(cè)試各點(diǎn)數(shù)據(jù)的同步性要求不高，所以各測(cè)控單元的工作時(shí)序差別并不影響測(cè)點(diǎn)。而對(duì)于重油柴油發(fā)電機(jī)組來(lái)說(shuō)，因?yàn)橹赜图訜岜旧聿皇沁B續(xù)的，而且即使加熱好的重油由于其內(nèi)雜質(zhì)的影響同一管道內(nèi)重油密度和粘度也不同，所以重油機(jī)每次噴油后獲得的燃燒性能是不同的，各參數(shù)時(shí)時(shí)在變化，尤其是轉(zhuǎn)速、電壓、電流、油壓、油粘度等等。因此重油柴油發(fā)電機(jī)組對(duì)參數(shù)采集數(shù)量要求更多，實(shí)時(shí)性要求更高，在同屬于I秒之內(nèi)要求有多達(dá)上百個(gè)參數(shù)才能稱為一個(gè)工況點(diǎn)，才有記錄價(jià)值，而現(xiàn)有技術(shù)尚無(wú)法做到這一點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是克服上述現(xiàn)有技術(shù)之不足，提供一種重油柴油發(fā)電機(jī)組監(jiān)測(cè)方法?？梢詫?duì)機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行全面實(shí)時(shí)記錄、分析和顯示，真實(shí)反應(yīng)重油粘度變化對(duì)機(jī)組做功變化的影響，簡(jiǎn)化原本龐大復(fù)雜的硬件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，降低監(jiān)測(cè)人員工作強(qiáng)度。本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種重油柴油發(fā)電機(jī)組監(jiān)測(cè)方法，其特征在于采取下列步驟A.由主控PC機(jī)上位機(jī)系統(tǒng)、單片機(jī)下位機(jī)系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)構(gòu)成監(jiān)測(cè)裝置；B.為單片機(jī)設(shè)置對(duì)應(yīng)不同采集頻率的地址編碼，將被測(cè)參數(shù)分成關(guān)鍵參數(shù)組和普通參數(shù)組；C.在單片機(jī)軟件程序中設(shè)置自動(dòng)識(shí)別地址編碼的程序段；D.各單片機(jī)通過(guò)I/O讀取本單片機(jī)系統(tǒng)地址，如果所讀地址對(duì)應(yīng)的是高的采集頻率，則定義為高速采集板，進(jìn)入下一步驟；否則，定義為普通采集板，進(jìn)入步驟G ;E.以所讀地址對(duì)應(yīng)的頻率采集機(jī)組的關(guān)鍵參數(shù)組；F.將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給普通采集板，返回步驟E ；G.開啟整體時(shí)序控制功能；H.定時(shí)器以所讀地址對(duì)應(yīng)的頻率分時(shí)循環(huán)執(zhí)行普通參數(shù)的采集、收集保護(hù)動(dòng)作情況、判斷參數(shù)報(bào)警、數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單濾波運(yùn)算、組合數(shù)據(jù)包發(fā)送PC。采用本發(fā)明的方案，各單片機(jī)內(nèi)的軟件相同，可以互換和替代。在運(yùn)行中，各單片機(jī)自動(dòng)識(shí)別其在整個(gè)下位機(jī)系統(tǒng)中所處的位置和角色，選擇執(zhí)行普通采集任務(wù)或高速采集任務(wù)。在軟件任務(wù)的分配上，大量的計(jì)算、判斷和一般工作都交給執(zhí)行普通采集任務(wù)的單片機(jī)來(lái)完成；而執(zhí)行高速采集任務(wù)的單片機(jī)只負(fù)責(zé)關(guān)鍵參數(shù)(重油柴油機(jī)轉(zhuǎn)速、主發(fā)電壓、主發(fā)電流、重油流量、機(jī)油壓力、供油單元狀態(tài)、分油器狀態(tài)等等)的采集和發(fā)送，這樣其參數(shù)采集密度和精度大大增加，而且負(fù)擔(dān)不至于過(guò)重。既能全面監(jiān)測(cè)多達(dá)上百個(gè)的機(jī)組運(yùn)行參數(shù)，又充分保證關(guān)鍵參數(shù)的迅速及時(shí)響應(yīng)和系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定高效。


圖I為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)硬件原理框圖。圖2為本發(fā)明實(shí)施例的系統(tǒng)軟件流程框圖。
具體實(shí)施例方式為使本發(fā)明實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。參看圖1，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件構(gòu)成。上位機(jī)系統(tǒng)由一個(gè)PC 機(jī)及兩個(gè)顯示器構(gòu)成。下位機(jī)系統(tǒng)由兩個(gè)單片機(jī)構(gòu)成、傳感器系統(tǒng)由傳感器組構(gòu)成。單片機(jī)之間為標(biāo)準(zhǔn)CAN協(xié)議的單工通訊，傳輸速度100-120KB/S，只由高速采集板向普通采集板發(fā)送信息，共享資料。下位機(jī)系統(tǒng)向上位機(jī)系統(tǒng)通訊米用標(biāo)準(zhǔn)RS485協(xié)議,傳輸速度38. 4KB/S。參看圖2，詳細(xì)說(shuō)本發(fā)明實(shí)施例的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件流程。兩個(gè)單片機(jī)內(nèi)的軟件相同，可以互換和替代。單片機(jī)軟件程序中設(shè)置了自動(dòng)識(shí)別地址編碼的程序段。所以各單片機(jī)可以自動(dòng)識(shí)別其在整個(gè)下位機(jī)系統(tǒng)中所處的位置和角色，選擇執(zhí)行普通采集任務(wù)和高速采集任務(wù)。在軟件任務(wù)的分配上大量的計(jì)算、判斷和一般工作都交給以20Hz的頻率執(zhí)行普通米集任務(wù)的單片機(jī)來(lái)完成；而執(zhí)行聞速米集任務(wù)的單片機(jī)以IOOHz的頻率只負(fù)責(zé)關(guān)鍵參數(shù)的采集和發(fā)送，這樣使高速采集板負(fù)責(zé)采集的參數(shù)采集密度和精度大大增加，而且負(fù)擔(dān)也不至于過(guò)重。在本實(shí)施例中分配給高速板采集的參數(shù)不超過(guò)10個(gè)，主要包括重油機(jī)轉(zhuǎn)速、主發(fā)電壓、主發(fā)電流、重油流量、機(jī)油壓力、供油單元狀態(tài)、分油器狀態(tài)等等，以保證高速米集。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1.一種重油柴油發(fā)電機(jī)組監(jiān)測(cè)方法，其特征在于采取下列步驟A.由主控PC機(jī)上位機(jī)系統(tǒng)、單片機(jī)下位機(jī)系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)構(gòu)成監(jiān)測(cè)裝置；B.為單片機(jī)設(shè)置對(duì)應(yīng)不同采集頻率的地址編碼，將被測(cè)參數(shù)分成關(guān)鍵參數(shù)組和普通參數(shù)組；C.在單片機(jī)軟件程序中設(shè)置自動(dòng)識(shí)別地址編碼的程序段；D.各單片機(jī)通過(guò)I/O讀取本單片機(jī)系統(tǒng)地址，如果所讀地址對(duì)應(yīng)的是高的采集頻率， 則定義為高速采集板，進(jìn)入下一步驟；否則，定義為普通采集板，進(jìn)入步驟G ;E.以所讀地址對(duì)應(yīng)的頻率采集機(jī)組的關(guān)鍵參數(shù)組；F.將采集的數(shù)據(jù)發(fā)送給普通采集板，返回步驟E;G.開啟整體時(shí)序控制功能；H.定時(shí)器以所讀地址對(duì)應(yīng)的頻率分時(shí)循環(huán)執(zhí)行普通參數(shù)的采集、收集保護(hù)動(dòng)作情況、 判斷參數(shù)報(bào)警、數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單濾波運(yùn)算、組合數(shù)據(jù)包發(fā)送PC。
全文摘要
本發(fā)明的重油柴油發(fā)電機(jī)組監(jiān)測(cè)方法，將被測(cè)參數(shù)分成關(guān)鍵參數(shù)組和普通參數(shù)組，各單片機(jī)通過(guò)I/O讀取本單片機(jī)系統(tǒng)地址，按照所讀地址對(duì)應(yīng)的采集頻率分別定義為高速采集板和普通采集板高速采集板以高頻率采集機(jī)組的關(guān)鍵參數(shù)組并送給普通采集板；普通采集板以低頻率分時(shí)循環(huán)執(zhí)行普通參數(shù)的采集、收集保護(hù)動(dòng)作情況、判斷參數(shù)報(bào)警、數(shù)據(jù)簡(jiǎn)單濾波運(yùn)算、組合數(shù)據(jù)包發(fā)送PC?？梢詫?duì)機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行全面實(shí)時(shí)記錄、分析和顯示，真實(shí)反應(yīng)重油粘度變化對(duì)機(jī)組做功變化的影響，簡(jiǎn)化原本龐大復(fù)雜的硬件監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，降低監(jiān)測(cè)人員工作強(qiáng)度。
文檔編號(hào)F02B77/08GK102606304SQ20121007547
公開日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年3月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月21日
發(fā)明者孫宗琳, 王昌冬, 魏春光 申請(qǐng)人:中國(guó)北車集團(tuán)大連機(jī)車車輛有限公司