专利名称：一种重油柴油发电机组监测方法
技术领域：
本发明属于工业测量与控制领域，尤其涉及一种重油柴油发电机组监测方法。
背景技术：
柴油发电机组作为一种机电系统其工况十分复杂，在制造、运用和维修过程中，需要对很多参数进行实时监测，这些参数既包括柴油机的转速、机油温度、机油压力、冷却液温度，也包括发电机的电压、电流、功率、功率因数、频率。而重油柴油发电机组的情况就更为复杂。因为重油需要经过高温加热后粘度下降后才能供给柴油机燃烧，加热不足会造成重油粘度过高，加热过度又会造成重油粘度过低，这都不利于重油柴油机的运行。要使供给的重油粘度在一个允许的范围内变化，加热装置的工作方式必须是动态不连续的。所以，重油柴油发电机组的工作情况复杂、燃烧状况多变，即使在一个稳定工况下其相关参数也不稳定，造成对重油柴油发电机组的质量评定和分析非常困难。相对于轻油柴油发电机组来说，对重油柴油发电机组进行监测要采集更多、更全面、更实时的参数，特别是要额外监测重油柴油发电机组中供油单元共有回路的粘度、流量、温度、压力。对大功率重油柴油发电机组的监测一般是测得到发电机的功率曲线，然后计算一段时间内的做功平均情况并综合这段时间内的重油消耗情况、重油温度情况平均值来分析重油柴油发电机组的运行状况。为了得到全套的重油柴油发电机组参数，一般需要发电机功率检测仪、柴油机仪器仪表系统、重油供油单元检测系统等若干系统配合使用。这种监测方案存在以下问题I.分析机组运行情况时采用的是一段时间内的平均值，不能真实的反应在重油粘度发生变化时机组的做功变化情况，对机组性能、质量的评定将会严重失真，也为选择最佳的重油粘度方案带来巨大困难。2.无法区分机组系统发出功率的波动是理论性正常波动还是非正常干扰性波动。3.整套监测系统庞大复杂，各子系统之间相互独立，难以保证记录的同步和及时。4.需要大量人员同时参与，分别负责各个子系统，耗费大量人力。而且一些如重油供油单元系统由于加热重油散发有毒气体，本身不利于现场监护人员健康，不允许人员长期在芳记录实验。随着计算机技术的发展，出现了许多利用计算机及单片机的柴油发电机组监测方案。例如《计算机测量与控制》2010. 18(7)刊登的《分布式柴油发电机组测试系统》一文，其介绍的测试的系统利用单片机构成分布式测控单元，接收信号采集前端模块发送的数据， 并与主控计算机进行数据通信，对采集到的数据进行分析、计算及处理，从而实现系统的显示、控制、判断与记录。对于一般轻油柴油发电机组来说，由于在稳定工况下各参数曲线恒定性很好，对其测试各点数据的同步性要求不高，所以各测控单元的工作时序差别并不影响测点。而对于重油柴油发电机组来说，因为重油加热本身不是连续的，而且即使加热好的重油由于其内杂质的影响同一管道内重油密度和粘度也不同，所以重油机每次喷油后获得的燃烧性能是不同的，各参数时时在变化，尤其是转速、电压、电流、油压、油粘度等等。因此重油柴油发电机组对参数采集数量要求更多，实时性要求更高，在同属于I秒之内要求有多达上百个参数才能称为一个工况点，才有记录价值，而现有技术尚无法做到这一点。
发明内容
本发明的目的就是克服上述现有技术之不足，提供一种重油柴油发电机组监测方法。可以对机组的运行参数进行全面实时记录、分析和显示，真实反应重油粘度变化对机组做功变化的影响，简化原本庞大复杂的硬件监测系统，降低监测人员工作强度。本发明的目的是这样实现的一种重油柴油发电机组监测方法，其特征在于采取下列步骤A.由主控PC机上位机系统、单片机下位机系统和传感器系统构成监测装置；B.为单片机设置对应不同采集频率的地址编码，将被测参数分成关键参数组和普通参数组；C.在单片机软件程序中设置自动识别地址编码的程序段；D.各单片机通过I/O读取本单片机系统地址，如果所读地址对应的是高的采集频率，则定义为高速采集板，进入下一步骤；否则，定义为普通采集板，进入步骤G ;E.以所读地址对应的频率采集机组的关键参数组；F.将采集的数据发送给普通采集板，返回步骤E ；G.开启整体时序控制功能；H.定时器以所读地址对应的频率分时循环执行普通参数的采集、收集保护动作情况、判断参数报警、数据简单滤波运算、组合数据包发送PC。采用本发明的方案，各单片机内的软件相同，可以互换和替代。在运行中，各单片机自动识别其在整个下位机系统中所处的位置和角色，选择执行普通采集任务或高速采集任务。在软件任务的分配上，大量的计算、判断和一般工作都交给执行普通采集任务的单片机来完成；而执行高速采集任务的单片机只负责关键参数(重油柴油机转速、主发电压、主发电流、重油流量、机油压力、供油单元状态、分油器状态等等)的采集和发送，这样其参数采集密度和精度大大增加，而且负担不至于过重。既能全面监测多达上百个的机组运行参数，又充分保证关键参数的迅速及时响应和系统运行的稳定高效。
图I为本发明实施例的系统硬件原理框图。图2为本发明实施例的系统软件流程框图。
具体实施例方式为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。参看图1，详细说明本发明实施例的监测系统的硬件构成。上位机系统由一个PC 机及两个显示器构成。下位机系统由两个单片机构成、传感器系统由传感器组构成。单片机之间为标准CAN协议的单工通讯，传输速度100-120KB/S，只由高速采集板向普通采集板发送信息，共享资料。下位机系统向上位机系统通讯米用标准RS485协议,传输速度38. 4KB/S。参看图2，详细说本发明实施例的监测系统的软件流程。两个单片机内的软件相同，可以互换和替代。单片机软件程序中设置了自动识别地址编码的程序段。所以各单片机可以自动识别其在整个下位机系统中所处的位置和角色，选择执行普通采集任务和高速采集任务。在软件任务的分配上大量的计算、判断和一般工作都交给以20Hz的频率执行普通米集任务的单片机来完成；而执行闻速米集任务的单片机以IOOHz的频率只负责关键参数的采集和发送，这样使高速采集板负责采集的参数采集密度和精度大大增加，而且负担也不至于过重。在本实施例中分配给高速板采集的参数不超过10个，主要包括重油机转速、主发电压、主发电流、重油流量、机油压力、供油单元状态、分油器状态等等，以保证高速米集。最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
权利要求
1.一种重油柴油发电机组监测方法，其特征在于采取下列步骤A.由主控PC机上位机系统、单片机下位机系统和传感器系统构成监测装置；B.为单片机设置对应不同采集频率的地址编码，将被测参数分成关键参数组和普通参数组；C.在单片机软件程序中设置自动识别地址编码的程序段；D.各单片机通过I/O读取本单片机系统地址，如果所读地址对应的是高的采集频率， 则定义为高速采集板，进入下一步骤；否则，定义为普通采集板，进入步骤G ;E.以所读地址对应的频率采集机组的关键参数组；F.将采集的数据发送给普通采集板，返回步骤E;G.开启整体时序控制功能；H.定时器以所读地址对应的频率分时循环执行普通参数的采集、收集保护动作情况、 判断参数报警、数据简单滤波运算、组合数据包发送PC。
全文摘要
本发明的重油柴油发电机组监测方法，将被测参数分成关键参数组和普通参数组，各单片机通过I/O读取本单片机系统地址，按照所读地址对应的采集频率分别定义为高速采集板和普通采集板高速采集板以高频率采集机组的关键参数组并送给普通采集板；普通采集板以低频率分时循环执行普通参数的采集、收集保护动作情况、判断参数报警、数据简单滤波运算、组合数据包发送PC。可以对机组的运行参数进行全面实时记录、分析和显示，真实反应重油粘度变化对机组做功变化的影响，简化原本庞大复杂的硬件监测系统，降低监测人员工作强度。
文档编号F02B77/08GK102606304SQ20121007547
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月21日 优先权日2012年3月21日
发明者孙宗琳, 王昌冬, 魏春光 申请人:中国北车集团大连机车车辆有限公司