柴油发电机用柴油机的微机监控系统

　　［摘　要］　介绍了一种柴油发电机的微机控制系统。它可实现对柴油发电机各参数的实时显示和监控，并可对其的正常启动、紧急启动、正常关机、紧急关机等功能实行自动和手动控制。采用RS232通讯口或MODEM与上位机进行短距或长距通讯，对其实行遥测、遥讯和遥控。
    ［关键词］　柴油发电机；微机监控；遥测；遥控和遥讯

1　前言
　　为适应现代社会、经济和军事发展的需要，需发展无人职守的紧急和备用电站。微机监控的自动化柴油发电机就是一种很好的选择。笔者研制的这一系统基本上满足了自动监控所需的自动检测、自动显示、自动开机、关机和遥测、遥显、遥控的功能。由于系统的工作环境比较恶劣，在研制过程中，为保证系统（特别是下位机）的稳定性，采取了一系列措施来增强系统的抗干扰性能。
2　下位机系统
    框图如图2—1所示。　　为增强系统的抗干扰性能和可靠性，在硬件方面采取了以下措施：

　　①采用压频转换芯片AD650进行数模转换。
通过适当的参数选择，可有效抑制输入信号中的噪声干扰。
　　②在信号输入通道和控制输出通道中采用高速光耦进行隔离。
　　③在电路的设计中，将模拟电路和数字电路以及模拟地和数字地分开，以避免模拟电路对数字电路的干扰。
　　④采用监控芯片进行电压监控和看门狗保护。当系统电压小于3．6V时，用8051外部中断INTO报警，RAM应加充电电池保护，当系统掉电时可自动切换到备用电源，以保护RAM中的重要数据。看门狗可防止程序进入死循环。
　　⑤在电路板上采用大面积的地线以有效抑制地线干扰。在重要芯片的电源和地线上加耦去电容。原理如图2—2所示。J1和J2是由微机控制的开关，开关K1和K2为继电器常开和常闭天关。控制J1闭合，继电器K1得电并自锁。要让继电器K1失电，须先接通J2，让继电器K2得电，使开关K2断开，再控制J1断开。因此，只有当K2得电并且K1失电时才能使继电器K1动作。大大提高了系统的可靠性。
　　⑦采用专用微机电源，避免了电源干扰。

3　下位机程序
　　下位机程序框图如图3—1所示。

　　为了增强系统的可靠性，在软件上采取了以下措施：
    ①采用看门狗技术，防止死循环。
    ②采用软件冗余技术，在关键语句前加上冗余语句，以防止错误执行语句。
    ③采用软件陷阱技术，防止程序进入死区。
　　④在按键程序中采用按键密码。当按键执行控制功能时，需先核对密码，经确认后，才能执行，以防止误操作。
　　⑤在执行各控制功能子程序（正常启动、紧急启动、正常关机、紧急关机或正常运行）前，先设置程序控制标志。如在程序执行过程中系统出现异常复位的情况，系统可自动恢复到原来被中断的子程序中，以保证系统运转的连续性和可靠性。
4　上下位机之间的通讯
　　上位机用VB编程通过RS232（短距）或MODEM（长距）与下位机通讯。其控制界面可对所控参数进行模拟和数字显示；可显示市电状态和机组的运行状态；可显示机组故障的原因；可控制机组正常开机、紧急开机、正常停机和紧急停机。
　　上位机采用MSCOMM通讯控件与下位机通讯。8位数据、1位停止位、无奇偶校验、波特率9600。下位机主动呼叫，上位机应用时钟控件TIMER，用等待、查询、应答的方式握手并开始通讯。其通讯协议如下：
    A　下位机发送通讯请求：05H
    B　上位机同意开始通讯：4FH
　　C　上位机发送传送数据请求：1EH
    D　下位机传送数据格式：　　
　　E　数据正确，上位机发送OE
    H；数据错误，发送OFH
    F　上位机发送传送控制命令请求：4BH。
    G　下位机同意传送控制命令回答：4CH。
　　H　控制命令格式：紧急启动：11H；正常启动：12H；紧急停机：13H；正常停机：14H。
　　I　下位机若等待超时或得到回答错误，传送OGH。

　　显示参数（频率、电压、电流、功率、油压、油温、水温、转速）均为4位ASCII码数据。校验码为35位数据的相加和。如下位机不能及时或正确得到上位机的响应，将终止通讯程序；如下位机传送的数据经校验不对，将重新传送，3次后停止传送，上位机报警。控制命令发送两次，得到确认后执行相应控制程序。

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