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發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)之硬件設(shè)計和軟件設(shè)計

文章出處:武漢發(fā)電機公司     閱讀:次 發(fā)表時間:2019-08-28 11:22:12

  發(fā)電機組在持續(xù)、安全的保障生產(chǎn)中有著至關(guān)重要的作用,其作為一種發(fā)電設(shè)備應(yīng)用非常廣泛。發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計可分為硬件設(shè)計和軟件設(shè)計兩部分,發(fā)動機組的使用性能以及運行狀態(tài)都要靠監(jiān)控系統(tǒng)來確保準確測定,所以可以說它是發(fā)電機組的核心技術(shù)與關(guān)鍵。那么發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設(shè)計和軟件設(shè)計是如何完成的呢?

發(fā)電機組的監(jiān)控的硬件設(shè)計

  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(biāo),因此,發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)硬件設(shè)計要滿足發(fā)電機組功能技術(shù)指標(biāo)要求。

  1、監(jiān)控系統(tǒng)的CPU

  發(fā)電機組的監(jiān)控系統(tǒng)中的CPU是發(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(dāng)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)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,因為其高密度以及強的存儲技術(shù)可以好的實現(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

  頻率檢測是發(fā)電機組中檢測發(fā)電質(zhì)量的很重要的指標(biāo),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。發(fā)電機組監(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?,并較終轉(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,發(fā)電機組監(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。

發(fā)電機組的監(jiān)控的軟件設(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簡單,通過74HC165實現(xiàn)與單片機之間的數(shù)據(jù)傳送。

  2、中斷處理

  柴油發(fā)電機組監(jiān)控系統(tǒng)中應(yīng)用的單片機進行的中斷處理,為發(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)。