专利名称：一种柴油发电机控制装置的利记博彩app
技术领域：
本实用新型涉及柴油发电机，具体地说是一种柴油发电机控制装置。
背景技术：
柴油发电机组的控制一般安装电压表、电流表、频率表、油压表等，可以直接读数，但存在如下不足1)启动、供电、停机均采用手动方式，使操作繁琐；2)上电后，柴油机转速一次到位，即转速从0瞬间上升到1500转/分；这样长期运行会使柴油机寿命大大缩短；3)无初始状态检测，如英国的劳斯莱斯发电机组，在没检测油、水状态时，立即上电启动，当发现油水不足时，采取人为停机，重新加油加水后，进行二次启动，从而带来不必要的麻烦；4)发电机组与检测设备采用分体式配置，这样造成占地面积大，造价高，移动不方便等弊病；5)保护功能不完善、无报警设施；易损坏发电机组和用户设备。如电压、电流、频率、转速、油、水等物理量出现异常现象时，不能及时发现，也不能采取相应保护措施。
发明内容
为了克服上述不足，本实用新型的目的是提供一种操作简单、使用方便、具有保护措施、自动化程度高的一种柴油发电机控制装置。
为了实现上述目的，本实用新型的技术方案是由单片机、模拟量采集器、开关量采集器、状态指示和声响报警器、输出及控制切换器、模拟量输出装置组成，其中模拟量采集器输入信号为电机的交流接触器，输出端与单片机相连；开关量采集器输入端分别与油位、油压、油温、水位、水温、频率、速度、漏电保护开关量连接，其输出端接单片机；状态指示和声响报警器输入端接单片机，输出端至数码显示器，状态指示灯及蜂鸣报警器；输出及控制切换器输入信号来自单片机，输出至柴油机、交流接触器及电机调速器，模拟量输出装置输入端接单片机，输出端接柴油机电机；单片机同时与操作面板相连接；所述单片机以微处理器为核心，还包括第1地址锁存器、程序存储器、数据总线驱动器，其中第1地址锁存器输入端与微处理器的数据线相连，输出端至程序存储器，在程序存储器后接数据总线驱动器，然后至状态指示和声响报警器，来自操作面板的功能键信号与微处理器连接，同时至第1译码器，第1译码器输出端接至微处理器，一复位电路为阻容串联结构，分别接至微处理器复位端口；所述状态指示和声响报警器由第2～3锁存器、第1～12BCD码译码器、16线译码器、第6～8负与门、第6～8锁存器组成，其中第2锁存器输入信号为总线驱动器输出信号，输出端至BCD码译码器，第3锁存器输入信号来自微处理器的地址总线，输出信号分别至第1～12 BCD码译码器；另设第1负与门经第1反相器接至第2锁存器，第1负与门一个输入端为16线译码器OT9端，另一输入端为微处理器；16线译码器输入端来自微处理器，输出分别经第6～8负与门至第6～8锁存器，第6～8负与门另一输入端与微处理器连接在一起，第6～8锁存器输出至操作面板；所述声响报警器为报警器与扬声器串联结构，报警器复位端至第8锁定器5脚；所述柴油机停指示器为继电器的线圈与第1三极管连接，其触点与发光二极管连接，第1三极管基极接第8锁存器2脚；所述开关量采集器由第4锁存器、第2～3反相器组成，其中来自开关量信号经第4锁存器至数据总线，并依次经第2～3反相器至微处理器；另设第2负与门作为读控制门将输出接至第4锁存器，其输入信号有二一是编址信号与状态指示和声响报警器中16线译码器OT4端相连，二是读控制信号，至微处理器RD端；工作原理是当所述开关量信号有中断请求时，第二负与门控制第4锁存器将信号送至数据总线，均以微秒级速度响应，以毫秒级速度处理；所述模拟量采集器由正负电压转换器、A/D变换器、模拟量采集开关、电压变换器、工作控制器、第5锁存器、第3～5负与门组成，其中A/D变换器输入端分别与接至电机交流接触器的电压传感器、数据总线驱动器相连，并与模拟量采集开关控制线相连，模拟量采集开关模拟量分别来自电机交流接触器的三相输出电压和三相输出电流，模拟量采集开关与第5锁存器相连，第5锁存器数据端来自数据总线驱动器，并与第3负与门连接，第3负与门输入端分别接至微处理器及16线译码器；所述电压变换器接至A/D变换器；由第4负与门控制的工作控制器与A/D变换器连接，其输入信号分别与数据总线驱动器及第4负与门连接，第4负与门输入端来自微处理器及16线译码器；所述正负电压转换器接至A/D转换器；另外，加设第5负与门与A/D变换器连接，其输入端来自微处理器，及16线译码器；所述输出及控制切换器由三套结构相同的中间断电器、第2三极管、光电隔离器组成，其中中间继电器与相互串联连接的光电隔离器、第2三相管的集电极连接在一起，三套光电隔离器输入信号分别接至第8锁存器，中间继电器常开点作为输出，分别至电机上的调速器、柴油机驱动马达及至交流接触器；所述模拟量输出装置由第9锁存器、数模转换器、第1～2运算放大器组成，其中第9锁存器输出信号为数据总线驱动器信号，输出经数模转换器及第1～2运算放大器两级放大整形后接至柴油机调速器；在第9锁存器输入端加设一第9负与门，第9负与门输入端信号来自微处理器，编址信号接自16位译码器。
本实用新型具有如下优点1.智能化程度高，本实用新型功能完善，能自动启动柴油机组，对柴油发电机组的初始状态进行设定，并能自动检测和报警；当柴油发电机组和负载出现异常现象时，控制器能即时采取措施，保护发电机组和用户设备的安全；可稳定可靠的停机；启动、供电、停机均采用电路自动控制方式。
2.操作简单，维护方便，数码显示直观准确。本实用新型能准确读出信号(158个脉冲/转)；第1～2运算放大器采用斯密特整形电路；其秒定时准确。其它需瞬时响应的信号，本实用新型采用中断响应方式，微秒级响应，约＜50μs，处理时间＜20ms。
3.本实用新型控制精度高，误差＜0.5％，能输出高质量三相动力电(410～360V)。
图1为本实用新型电路结构框图。
图2为图1中单片机电原理图。
图3、4、5为图1中状态指示和声响报警器电路原理图。
图6为图1中开关量采集器电路原理图。
图7为图1中声响报警器电路原理图。
图8为图1中柴油机停指示器电路原理图。
图9为图1中模拟量采集器电路原理图。
图10为图1中输出及控制切换器电路原理图。
图11为图1中模拟量输出装置电路原理图。
图12为图1中操作面板示意图。
具体实施方式
以下结合附图及实施例详述本实用新型。
如图1所示，本实用新型由单片机、模拟量采集器、开关量采集器、状态指示和声响报警器、输出及控制切换器、模拟量输出装置组成，其中模拟量采集器输入信号为电机的交流接触器，输出端与单片机相连；开关量采集器输入端分别与油位、油压、油温、水位、水温、频率、速度、漏电保护开关量连接；其输出端接单片机；状态指示和声响报警器输入端接单片机，输出端至数码显示器，状态指示灯及蜂鸣报警器；输出及控制切换器输入信号来自单片机，输出至柴油机、交流接触器及电机调速器，模拟量输出装置输入端接单片机，输出端接柴油机电机，用于控制电子调速启动、提速和关机；单片机同时与操作面板相连接。
如图2所示，所述单片机以微处理器(U1)为核心，还包括第1地址锁存器(U2)、程序存储器(U3)、数据总线驱动器(U4)，其中第1地址锁存器(U2)输入端与微处理器(U1)的数据线相连，输出端至程序存储器(U3)，在程序存储器(U3)后接数据总线驱动器(U4)，然后至状态指示和声响报警器，来自如图12所示的操作面板的8个功能键(查看、选择、撤销、自检、输出、量数、认定、复位)信号与微处理器(U1)连接，同时至第1译码器(U5)，第1译码器(U5)输出端接至微处理器(U1)中断端口INT0，一复位电路为阻容串联结构，分别接至微处理器复位端口；如图3～5所示，所述状态指示和声响报警器由第2～3锁存器(U10～U11)、第1～12 BCD码译码器(U6～U9、U12～U19)、16线译码器(U32)、第6～8负与门(U33～U35)、第6～8锁存器(U36～U38)组成，其中第2锁存器(U10)输入信号为总线驱动器(U4)输出信号D0～D7，输出端至具有设在操作面板上的数码管的第1～12 BCD码译码器(U6～U9、U12～U19)，第3锁存器(U11)输入信号为来自微处理器(U1)的地址总线A4、A5、A6、A15位，输出信号分别至第1～12 BCD码译码器(U6～U9、U12～U19)，与第2锁存器(U10)配合完成译码功能，进行状态指示；另设第1负与门(U50)经第1反相器(U51)接至第2锁存器(U10)，第1负与门(U50)一个输入端为16线译码器(U32)OT9端，另一输入端为微处理器(U1)写WR端；如图5所示，16线译码器(U32)输入端来自微处理器(U1)的低4位地址A0～A4端及高位A15端，输出分别经第6～8负与门(U33～U35)至第6～8锁存器(U36～U38)，第6～8负与门(U33～U35)另一输入端与微处理器(U1)写WR端口连接在一起，第6～8锁存器(U36～U38)输出至操作面板，具体为第6锁存器(U36)输出2、5、6、9、12、15、16、19脚分别至操作面板的过压、欠压、缺相、短路、过流、超频、低频、超速保护指示灯，第7锁存器(U37)输出2、5、6、9、12、15、16、19脚分别至油压、油温、水温、水位、油位保护指示灯及A、B、C相指示灯，第8锁存器(U38)输出2、5、6、9、12、脚分别至柴油机停指示器、声响报警器、启动电机调速器、启动柴油机、启动交流接触器；如图7所示，所述声响报警器为报警器(U39)与扬声器串联结构，报警器(U39)复位端至第8锁定器(U38)5脚；如图8所示，所述柴油机停指示器为继电器(U40)的线圈与第1三极管(T1)连接，其触点与发光二极管(D1)连接，第1三极管(T1)基极接第8锁存器(U38)2脚；如图6所示，所述开关量采集器由第4锁存器(U20)、第2～3反相器(U21～U22)组成，其中来自油箱、水箱的油位、油压、油温、水位、水温漏电保护的开关量信号经第4锁存器(U20)至数据总线，并依次经第2～3反相器(U21～U22)至微处理器U1另一中断端INT1；另设第2负与门(U23)作为读控制门将输出接至第4锁存器(U20)，其输入信号有二一是编址信号与状态指示和声响报警器中16线译码器(U32)OT4端相连，二是读控制信号，至微处理器(U1)RD端；工作原理是当所述开关量信号有中断请求时，第二负与门(U23)控制第4锁存器(U20)将信号送至数据总线，均以微秒级速度响应，以毫秒级速度处理；如图9所示，所述模拟量采集器由正负电压转换器(U0)、A/D变换器(U24)、模拟量采集开关(U25)、电压变换器(U26)、工作控制器(U27)、第5锁存器(U28)、第3～5负与门(U29～U31)组成，其中A/D变换器(U24)输入端分别与接至电机交流接触器的电压传感器、数据总线驱动器(U4)D0～D7端相连，并与具有16路模拟量采集能力的模拟量采集开关(U25)控制线相连，模拟量采集开关(U25)的16路模拟量采集中的6路分别来自电机交流接触器的三相输出电压和三相输出电流，模拟量采集开关(U25)与第5锁存器(U28)相连，控制其工作，第5锁存器(U28)数据端D0～D7来自数据总线驱动器(U4)，并与第3负与门(U29)连接，作为其数据输入控制器，第3负与门(U29)输入端分别接至微处理器(U1)写WR端口及16线译码器(U32)OT6端口；所述电压变换器(U26)将交流单相电源转换为直流，至A/D变换器(U24)，作为参考电源；由第4负与门(U30)控制的工作控制器(U27)与A/D变换器(U24)连接，其输入信号分别与数据总线驱动器(U4)及第4负与门(U30)连接，第4负与门(U30)输入端来自微处理器(U1)写WR端口及16线译码器(U32)OT8端口；所述正负电压转换器(U0)将+5V电源转为-5V电源，接至A/D转换器(U24)电源端28脚；另外加设第5负与门(U31)与A/D变换器(U24)连接，作为取数据控制门，其输入端来自微处理器(U1)读RD端口，及16线译码器(U32)OT7端口；工作原理是电压变换器(U26)为A/D变换器(U24)提供参考电压2.5V，正负电压转换器(U0)将+5V电压变为-5V，为A/D变换器(U24)提供负电源，A/D变换器(U24)选用12位的ICL7109模数转换器，它是高精度、低噪声、低漂移、多功能经济的双积分型A/D变换器；它具有差分输入和参考基准，其温漂是小于1μV/1℃，典型的功耗为20mw左右；它由模拟量采集开关(U25)控制工作，由第5负与门(U31)控制取数据；如图10所示，所述输出及控制切换器由三套结构相同的中间断电器(U41)、第2三极管(T2)、光电隔离器(U42)组成，其中中间继电器(U41)与相互串联连接的光电隔离器(U42)、第2三相管(T2)的集电极连接在一起，三套光电隔离器(U42)输入信号分别接至第8锁存器(U38)6、9、12脚，中间继电器(U41)常开点作为输出，分别至电机上的调速器、柴油机驱动马达及至交流接触器；如图11所示，所述模拟量输出装置由第9锁存器(U43)、数模转换器(U44)、第1～2运算放大器(U45～U46)组成，其中第9锁存器(U43)输出信号为数据总线驱动器(U4)D0～D7端信号，输出经数模转换器(U44)将模拟量转为数字量，再经第1～2运算放大器(U45～U46)两级放大整形后接至柴油机调速器；在第9锁存器(U43)输入端加设一第9负与门(U47)，用以控制第9锁存器(U43)工作，第9负与门(U47)输入端写WR条件信号来自微处理器(U1)，编址OT10信号接自16位译码器(U32)。
本实用新型的工作原理如下测频时，在发电机组内设有一飞轮圈，其转速是与发电机同步的，测得飞轮圈的转速就得到了发电机的转速，与微处理器(U1)15脚电连接，再根据发电机的额定转速及频率数发电机每秒的实际转数，就可以根据下述公式计算出所测的频率数f＝p×ns其中p是极对数；ns为每秒的转数。
例如选定的发电机转速为1500秒/分，频率为50HZ。则(1)每秒钟的转数为ns＝f/p。
(2)每分钟的转数为nm＝f/p×60。
(3)p＝f×60/nm ∵nm＝1500转/分；f＝50HZ∴p＝50×60/1500＝2(极对数)因此测出发电机每秒的转数ns，即可根据f＝p×ns计算出所测的瞬时频率数。
该发电机组的飞轮圈上有158个齿，在运行时每转可以发出158个脉冲。因此，只要在一秒的定时内，能够采集到多少个158个脉冲，即是发电机每秒的实际转速。
本实用新型能准确读出信号(158个脉冲/转)；第1～2运算放大器(U45～U46)采用斯密特整形电路；其秒定时准确。其它需瞬时响应的信号，本实用新型采用中断响应方式，微秒级响应，约＜50μs，处理时间＜20ms。
本实用新型所述三相交流电压的模拟量的采集是将三相电压～220V，经电压传感器变为相对应的直流电压(＜5V)。再经过模拟量采集开关(U25)，进入12位双积分式高精度的A/D变换器(U24)转换成数量，由微处理器(U1)采集并显示其测量值；所述三相电流的采集过程，似其电压的采集过程，但使用电流传感器与模拟量采集器(U24)相连。
其频率的监测是采集飞轮圈脉冲158个脉冲/转A.测出秒速度转数/S＝ns∵1500转/分 ∴ns＝25转/秒B.f＝p×ns＝2×ns＝50HZ p-极对数。
本实用新型所述微处理器(U1)采用80C31，第1～9锁存器(U2、U10～11、U20、U28、U36～38、U43)采用74HC373，程序存储器(U3)采用27C64，16线译码器(U32)采用74HC154，BCD译码器(U6～9、U12～19)采用4511，第1～9负与门(U50～U51、U29～U31、U33～U35、U47)采用74HC32，A/D变换器(U24)采用7109，数模变换器(U44)采用DAC0832，模拟量采集开关(U25)采用4067，第1～2运算放大器(U45～U46)采用LF356N，正负电压转换器(U0)采用MC7660，电压变换器(U26)采用MC1403。
权利要求1.一种柴油发电机控制装置，其特征在于由单片机、模拟量采集器、开关量采集器、状态指示和声响报警器、输出及控制切换器、模拟量输出装置组成，其中模拟量采集器输入信号为电机的交流接触器，输出端与单片机相连；开关量采集器输入端分别与油位、油压、油温、水位、水温、频率、速度、漏电保护开关量连接，其输出端接单片机；状态指示和声响报警器输入端接单片机，输出端至数码显示器，状态指示灯及蜂鸣报警器；输出及控制切换器输入信号来自单片机，输出至柴油机、交流接触器及电机调速器，模拟量输出装置输入端接单片机，输出端接柴油机电机；单片机同时与操作面板相连接。
2.按照权利要求1所述柴油发电机控制装置，其特征在于所述单片机以微处理器(U1)为核心，还包括第1地址锁存器(U2)、程序存储器(U3)、数据总线驱动器(U4)，其中第1地址锁存器(U2)输入端与微处理器(U1)的数据线相连，输出端至程序存储器(U3)，在程序存储器(U3)后接数据总线驱动器(U4)，然后至状态指示和声响报警器，来自操作面板的功能键信号与微处理器(U1)连接，同时至第1译码器(U5)，第1译码器(U5)输出端接至微处理器(U1)，一复位电路为阻容串联结构，分别接至微处理器复位端口。
3.按照权利要求1所述柴油发电机控制装置，其特征在于所述状态指示和声响报警器由第2～3锁存器(U10～U11)、第1～12 BCD码译码器(U6～U9、U12～U19)、16线译码器(U32)、第6～8负与门(U33～U35)、第6～8锁存器(U36～U38)组成，其中第2锁存器(U10)输入信号为总线驱动器(U4)输出信号，输出端至BCD码译码器(U6～U9、U12～U19)，第3锁存器(U11)输入信号来自微处理器(U1)的地址总线，输出信号分别至第1～12 BCD码译码器(U6～U9、U12～U19)；另设第1负与门(U50)经第1反相器(U51)接至第2锁存器(U10)，第1负与门(U50)一个输入端为16线译码器(U32)OT9端，另一输入端为微处理器(U1)；16线译码器(U32)输入端来自微处理器(U1)，输出分别经第6～8负与门(U33～U35)至第6～8锁存器(U36～U38)，第6～8负与门(U33～U35)另一输入端与微处理器(U1)连接在一起，第6～8锁存器(U36～U38)输出至操作面板。
4.按照权利要求1所述柴油发电机控制装置，其特征在于所述声响报警器为报警器(U39)与扬声器串联结构，报警器(U39)复位端至第8锁定器(U38)5脚；所述柴油机停指示器为继电器(U40)的线圈与第1三极管(T1)连接，其触点与发光二极管(D1)连接，第1三极管(T1)基极接第8锁存器(U38)2脚。
5.按照权利要求1所述柴油发电机控制装置，其特征在于所述开关量采集器由第4锁存器(U20)、第2～3反相器(U21～U22)组成，其中来自开关量信号经第4锁存器(U20)至数据总线，并依次经第2～3反相器(U21～U22)至微处理器U1；另设第2负与门(U23)作为读控制门将输出接至第4锁存器(U20)，其输入信号有二一是编址信号与状态指示和声响报警器中16线译码器(U32)OT4端相连，二是读控制信号，至微处理器(U1)RD端；工作原理是当所述开关量信号有中断请求时，第二负与门(U23)控制第4锁存器(U20)将信号送至数据总线，均以微秒级速度响应，以毫秒级速度处理。
6.按照权利要求1所述柴油发电机控制装置，其特征在于所述模拟量采集器由正负电压转换器(U0)、A/D变换器(U24)、模拟量采集开关(U25)、电压变换器(U6)、工作控制器(U27)、第5锁存器(U28)、第3～5负与门(U29～U31)组成，其中A/D变换器(U24)输入端分别与接至电机交流接触器的电压传感器、数据总线驱动器(U4)相连，并与模拟量采集开关(U25)控制线相连，模拟量采集开关(U25)模拟量分别来自电机交流接触器的三相输出电压和三相输出电流，模拟量采集开关(U25)与第5锁存器(U28)相连，第5锁存器(U28)数据端来自数据总线驱动器(U4)，并与第3负与门(U29)连接，第3负与门(U29)输入端分别接至微处理器(U1)及16线译码器(U32)；所述电压变换器(U26)接至A/D变换器(U24)；由第4负与门(U30)控制的工作控制器(U27)与A/D变换器(U24)连接，其输入信号分别与数据总线驱动器(U4)及第4负与门(U30)连接，第4负与门(U30)输入端来自微处理器(U1)及16线译码器(U32)；所述正负电压转换器(U0)接至A/D转换器(U24)；另外，加设第5负与门(U31)与A/D变换器(U24)连接，其输入端来自微处理器(U1)，及16线译码器(U32)。
7.按照权利要求1所述柴油发电机控制装置，其特征在于所述输出及控制切换器由三套结构相同的中间断电器(U41)、第2三极管(T2)、光电隔离器(U42)组成，其中中间继电器(U41)与相互串联连接的光电隔离器(U42)、第2三相管(T2)的集电极连接在一起，三套光电隔离器(U42)输入信号分别接至第8锁存器(U38)，中间继电器(U41)常开点作为输出，分别至电机上的调速器、柴油机驱动马达及至交流接触器。
8.按照权利要求1所述柴油发电机控制装置，其特征在于所述模拟量输出装置由第9锁存器(U43)、数模转换器(U44)、第1～2运算放大器(U45～U46)组成，其中第9锁存器(U43)输出信号为数据总线驱动器(U4)信号，输出经数模转换器(U44)及第1～2运算放大器(U45～U46)两级放大整形后接至柴油机调速器；在第9锁存器(U43)输入端加设一第9负与门(U47)，第9负与门(U47)输入端信号来自微处理器(U1)，编址信号接自16位译码器(U32)。
专利摘要一种柴油发电机控制装置,它由单片机、模拟量采集器、开关量采集器、状态指示和声响报警器、输出及控制切换器、模拟量输出装置组成,模拟量采集器输入信号为电机的交流接触器,输出端与单片机相连;开关量采集器输入端分别与油位、油压、油温等开关量相连;输出端接单片机;状态指示和声响报警器输入端接单片机,输出端至数码显示器,状态指示灯及蜂鸣报警器;输出及控制切换器输入信号来自单片机,输出至柴油机、交流接触器及电机调速器,模拟量输出装置输入端接单片机,输出端接柴油机电机,用于控制电子调速启动、提速和关机;单片机同时与操作面板相连接。它操作简单、使用方便、具有保护措施、自动化程度高。
文档编号H02H7/08GK2502448SQ0125121
公开日2002年7月24日 申请日期2001年10月30日 优先权日2001年10月30日
发明者张庆林, 李福生, 杨维玉, 梁兆群 申请人:中国科学院沈阳分院联合技术开发中心