燃油發(fā)電機(jī)組包括柴油發(fā)電機(jī)組和汽油發(fā)電機(jī)組，是依靠柴油或汽油燃燒產(chǎn)生動(dòng)力帶動(dòng)發(fā)電機(jī)組發(fā)電的。由于柴油發(fā)電機(jī)組的容量較大，可并機(jī)運(yùn)行且持續(xù)供電時(shí)間長(zhǎng)，還可獨(dú)立運(yùn)行，不受電網(wǎng)故障的影響，可靠性較高，因此在工程中得到廣泛的應(yīng)用。汽油發(fā)電機(jī)組以其安裝方便，噪音小，低溫條件下，啟動(dòng)快捷等優(yōu)點(diǎn)，被越來(lái)越多的用作家庭或工業(yè)低功耗場(chǎng)合的備用應(yīng)急電源。

燃油發(fā)電機(jī)組運(yùn)行過(guò)程中隨時(shí)會(huì)出現(xiàn)各種各樣的故障，能夠?qū)崟r(shí)的監(jiān)測(cè)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)，及時(shí)做出故障分析和預(yù)警，并記錄發(fā)電機(jī)組的故障信息，是保證發(fā)電機(jī)組安全運(yùn)行的關(guān)鍵，對(duì)發(fā)電機(jī)組的日常維護(hù)和保養(yǎng)也有著非常重要的作用。

1.系統(tǒng)的組成和工作原理

整個(gè)系統(tǒng)由硬件，基于微處理器的下位機(jī)軟件和上位機(jī)通訊軟件組成。系統(tǒng)通過(guò)硬件實(shí)現(xiàn)與發(fā)電機(jī)組的物理連接，下位機(jī)負(fù)責(zé)發(fā)電機(jī)組信號(hào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和分析，從而對(duì)所發(fā)生的故障做出快速準(zhǔn)確的判斷，發(fā)出報(bào)警提示，并對(duì)當(dāng)前的故障信息進(jìn)行存儲(chǔ)，以便于日常維護(hù)查詢。通過(guò)上位機(jī)可以遠(yuǎn)程監(jiān)控發(fā)電機(jī)組當(dāng)前狀態(tài)，查詢存儲(chǔ)的發(fā)電機(jī)組故障信息。

本測(cè)試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便，易于攜帶。基于電子測(cè)量技術(shù)，將傳統(tǒng)的通過(guò)硬件操作完成的功能由軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，提高了測(cè)試系統(tǒng)的自動(dòng)化水平和精度，同時(shí)良好的人機(jī)交互界面方便了用戶的操作和測(cè)試數(shù)據(jù)的管理。

2.硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

測(cè)試系統(tǒng)的硬件部分主要包括微處理器系統(tǒng)、RTC時(shí)鐘外圍輔助電路、EEPROM存儲(chǔ)模塊、傳感器信號(hào)輸入系統(tǒng)、液晶顯不系統(tǒng)和上位機(jī)通訊系統(tǒng)一結(jié)構(gòu)原理如圖1所示。

微處理器系統(tǒng)是硬件系統(tǒng)的核心，其通過(guò)傳感器信號(hào)輸入系統(tǒng)連接外部變送器、互感器采集發(fā)電機(jī)組的實(shí)時(shí)狀態(tài)數(shù)據(jù)，并快速準(zhǔn)確分析出機(jī)組的異常事件信息，讀取RTC系統(tǒng)時(shí)間，對(duì)發(fā)電機(jī)組的異常事件信息進(jìn)行處理后存儲(chǔ)到EEPROM相應(yīng)的位置。

微處理器采用32位ARM單片機(jī)STM32F205，RTC時(shí)鐘外圍輔助電路主要由一個(gè)高精度的32.768KHz晶體和電阻電容組成，當(dāng)系統(tǒng)掉電時(shí)，備用電池驅(qū)動(dòng)RTC時(shí)鐘系統(tǒng)工作，如圖2。

EEPROM存儲(chǔ)模塊采用的是大容量串行EEPROM芯片CAT24M01，電路原理圖如圖3所示。數(shù)據(jù)保持期達(dá)100年，支持100萬(wàn)次的編程/擦除周期。

3.軟件設(shè)計(jì)

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功能是在正常運(yùn)行情況下，實(shí)時(shí)監(jiān)視發(fā)電機(jī)組的各個(gè)電氣量波形及各種數(shù)值的變化情況，卞要有:模擬量實(shí)時(shí)狀態(tài)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)量包括發(fā)電機(jī)組輸出的電壓、頻率、相位、負(fù)載電流、有功功率、無(wú)功功率等。開關(guān)量實(shí)時(shí)狀態(tài):實(shí)時(shí)顯不各開關(guān)量的狀態(tài)。發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，如水溫、油溫、轉(zhuǎn)速等。

故障診斷功能

故障診斷功能是對(duì)故障發(fā)生時(shí)形成的數(shù)據(jù)的分析處理功能，可以記錄并重現(xiàn)故障發(fā)生過(guò)程中各電氣量的變化和各開關(guān)量的動(dòng)作情況，是分析處理軟件的核心部分，卞要包括:模擬電氣量如電壓、電流、頻率的變化，開關(guān)量如繼電器，斷路器，輸入開關(guān)等的動(dòng)作;發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)性能參數(shù)如水溫、油溫、轉(zhuǎn)速等變化;故障結(jié)果分析診斷。

界面顯示功能

通過(guò)液晶顯不系統(tǒng)可以直接顯不測(cè)試系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。液晶顯不系統(tǒng)采用具有觸摸功能的液晶屏，以總線方式與微處理器電氣連接，通過(guò)CPU自帶的FSMC總線驅(qū)動(dòng)LCD數(shù)據(jù)顯示。

數(shù)據(jù)管理功能

數(shù)據(jù)顯不與儲(chǔ)存是數(shù)據(jù)管理模塊要實(shí)現(xiàn)的主要功能。最新的1000條故障信息存儲(chǔ)在EEPROM存儲(chǔ)模塊中，若要實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)存儲(chǔ)，可通過(guò)上位機(jī)監(jiān)控軟件實(shí)現(xiàn)。

上位機(jī)通訊系統(tǒng)中通訊接口采用USB和RS485接口，通訊協(xié)議是標(biāo)準(zhǔn)的MODBUS協(xié)議。通過(guò)上位機(jī)監(jiān)控軟件讀取模塊存儲(chǔ)的信息，并轉(zhuǎn)換為表格文件進(jìn)行保存和打印。

4.系統(tǒng)運(yùn)行及試驗(yàn)結(jié)果

在系統(tǒng)運(yùn)行前，要對(duì)上位機(jī)監(jiān)控軟件的通訊參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，包括波特率、校驗(yàn)方式、數(shù)據(jù)位位數(shù)和停止位位數(shù)等，下位機(jī)設(shè)置參數(shù)要和上位機(jī)一致。外部傳感器及線路與發(fā)電機(jī)組正確連接。準(zhǔn)備就緒即可開始試驗(yàn)。

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