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　　在一些企事業(yè)單位，需要在其所屬的部門配備柴油發(fā)電機(jī)組（簡稱：機(jī)組）當(dāng)市電電網(wǎng)停電時(shí)，機(jī)組可立即起動(dòng)，及時(shí)為這些部門提供所需電力。通常情況下，這些機(jī)組是由專人操作和管理的。

　　設(shè)計(jì)并使用柴油發(fā)電機(jī)組監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)（簡稱：本系統(tǒng)），可以實(shí)現(xiàn)多臺(tái)機(jī)組的無人管理和監(jiān)控。本系統(tǒng)是由1臺(tái)監(jiān)控主機(jī)和多臺(tái)安裝在機(jī)組機(jī)房的監(jiān)控器經(jīng)公用電話網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)組成。其中，監(jiān)控器用于對(duì)各臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)和故障、機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)、電網(wǎng)的狀況等進(jìn)行檢測與控制。監(jiān)控主機(jī)通過公用電話網(wǎng)與各監(jiān)控器通訊，采集各監(jiān)控器檢測的數(shù)據(jù)并提供給管理人員。使管理人員可以及時(shí)地了解各臺(tái)機(jī)組的狀態(tài)并可通過監(jiān)控主機(jī)控制各臺(tái)機(jī)組的運(yùn)行。

　　本系統(tǒng)已成功地用于對(duì)多臺(tái)500 ~800kVA的柴油發(fā)電機(jī)組的監(jiān)控中，并有效地實(shí)現(xiàn)了各機(jī)組在無人值守條件下的正常運(yùn)行。

　　2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)機(jī)房的監(jiān)控器經(jīng)公用電話網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)組成。其結(jié)構(gòu)如所示。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖監(jiān)控主機(jī)可使用“電話撥號(hào)”方式經(jīng)調(diào)制解調(diào)器（MODEM）與選定的機(jī)組監(jiān)控器進(jìn)行通訊，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的通訊和控制功能。

　　2.1監(jiān)控主機(jī)監(jiān)控主機(jī)由1臺(tái)通用微型計(jì)算機(jī)或筆記本電腦在W！NS環(huán)境下配以專用軟件組成。通過調(diào)制解調(diào)器，它可用電話線撥號(hào)與指定的機(jī)組監(jiān)控器通訊。

　　監(jiān)控主機(jī)的主要功能有如下幾點(diǎn)。

　　可經(jīng)電話線用撥號(hào)方式與安裝在各機(jī)組機(jī)房中的監(jiān)控器實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通訊。通訊方式可按“固定‘或”掃描’方式實(shí)現(xiàn)。

　　可按多種方式控制各機(jī)組的運(yùn)行。以適應(yīng)在不同條件下機(jī)組運(yùn)行的要求。

　　可存儲(chǔ)各機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，并以曲線或表格方式打印和顯示。

　　可對(duì)各機(jī)組的異常現(xiàn)象如：電網(wǎng)停電、機(jī)組故障等進(jìn)行多種方式報(bào)警。如語音報(bào)警、顯示報(bào)警、傳呼報(bào)警等。

　　配備筆記本電腦的監(jiān)控主機(jī)，使用特別靈活。

　　管理人員可在任意地點(diǎn)隨時(shí)用電話線與指定的機(jī)組監(jiān)控器撥號(hào)連通，實(shí)現(xiàn)對(duì)監(jiān)控器的參數(shù)采集和控制。

　　2.2監(jiān)控器監(jiān)控器分別安裝在各機(jī)組機(jī)房中。其結(jié)構(gòu)如所示。監(jiān)控器中使用的可編程控制器采用OMROM-CQM系列產(chǎn)品，這種可編程控制器具有可靠性高，模塊的種類多，功能強(qiáng)，編程環(huán)境好等特點(diǎn)。

　　監(jiān)控器結(jié)構(gòu)圖監(jiān)控器的硬件由內(nèi)部處理部分，外部監(jiān)控與通訊部分組成。中的虛線所包圍部分為外部監(jiān)控與通訊部分。

　　內(nèi)部處理部分以可編程控制器及各種接口模塊為主，配以傳感器信號(hào)調(diào)理電路，機(jī)組狀態(tài)檢測/控制驅(qū)動(dòng)電路組成。

　　外部監(jiān)控與通訊部分由各種傳感器，機(jī)組故障檢測電路，機(jī)組運(yùn)行控制電路，機(jī)組運(yùn)行參數(shù)檢測電路，語音報(bào)警電路，機(jī)組運(yùn)行參數(shù)顯示驅(qū)動(dòng)電路及儀表，功能操作按鍵，工作指示燈，調(diào)制解調(diào)器等組成。

　　監(jiān)控器主要功能有如下幾點(diǎn)。

　　在檢測到電網(wǎng)停電時(shí)，監(jiān)控器可在很短的時(shí)間內(nèi)自動(dòng)（或者操作人員手動(dòng)）起動(dòng)機(jī)組運(yùn)行，滿足部門對(duì)電力的需求。

　　在環(huán)境溫度較低時(shí)，可控制機(jī)組的加熱系統(tǒng)對(duì)柴油機(jī)機(jī)體加熱，以保證機(jī)組的起動(dòng)性能。

　　可實(shí)時(shí)檢測機(jī)組運(yùn)行的參數(shù)、狀態(tài)。運(yùn)行參數(shù)包括：機(jī)組運(yùn)行時(shí)輸出的電壓、電流、頻率、機(jī)組起動(dòng)電池的電壓、冷卻水水溫、柴油油壓等。運(yùn)行狀態(tài)包括：機(jī)組轉(zhuǎn)速報(bào)警狀態(tài)、超溫報(bào)警狀態(tài)、冷卻水箱低水位狀態(tài)等。控制輸出包括：機(jī)組的起動(dòng)、停機(jī)。

　　監(jiān)控器將所檢測的全部內(nèi)容以清晰有效的方式進(jìn)行顯示。如使用數(shù)字儀表顯示機(jī)組的輸出電壓、電流、頻率等。對(duì)檢測到的任何異常現(xiàn)象以指示燈閃爍及語音方式進(jìn)行顯示和報(bào)警，或者通過公用電話網(wǎng)發(fā)出報(bào)警傳呼。

　　可使機(jī)組的運(yùn)行處在自動(dòng)運(yùn)行方式或手動(dòng)運(yùn)行方式。

　　當(dāng)機(jī)組機(jī)房內(nèi)無人值守時(shí)，以上功能可確保機(jī)組正常工作的要求。

　　監(jiān)控器各主要部分的功能如下。

　　機(jī)組轉(zhuǎn)速傳感器，冷卻水箱的水位傳感器，柴油油壓傳感器及電網(wǎng)狀態(tài)檢測器用來檢測機(jī)組的轉(zhuǎn)速，冷卻水水位，柴油油量，電網(wǎng)狀態(tài)等，并將檢測的信號(hào)傳送給內(nèi)部處理部分的信號(hào)調(diào)理電路。

　　內(nèi)部傳感器信號(hào)調(diào)理電路將外部傳感器送來的信號(hào)調(diào)理成內(nèi)部所需要的開關(guān)狀態(tài)，然后，傳送給可編程控制器的CPU單元處理。

　　模擬量信號(hào)采集電路用來采集機(jī)組輸出的交流電壓、電流、冷卻水水溫等，并將采集的信號(hào)傳送給內(nèi)部模擬量/數(shù)字量轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量供CPU單元處理。

　　功能操作按鍵用來選擇機(jī)組的運(yùn)行方式，以滿足機(jī)組的檢修和特殊條件下的運(yùn)行要求。

　　可編程控制器是本系統(tǒng)的核心，經(jīng)編程后可對(duì)機(jī)組選定的運(yùn)行方式，外部送來的檢測信號(hào)進(jìn)行有效的處理并實(shí)施相應(yīng)的控制。它可將處理的結(jié)果送顯示儀表顯示。當(dāng)有異常現(xiàn)象時(shí)，可作出相應(yīng)的控制處理并經(jīng)各報(bào)警電路進(jìn)行多種方式的報(bào)警。

　　顯示儀表用來實(shí)時(shí)顯示機(jī)組運(yùn)行的轉(zhuǎn)速、輸出的電壓、電流等數(shù)值。

　　語音報(bào)警電路可依據(jù)可編程控制器送來的報(bào)警信號(hào)，選擇相應(yīng)的語音播出。使在其他房間值班的維修人員及時(shí)了解機(jī)組的異常情況。

　　通訊模塊主要由調(diào)制解調(diào)器和串行接口（RS-232）組成，調(diào)制解調(diào)器與公用電話網(wǎng)相連，使監(jiān)控器可用于聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行或發(fā)出報(bào)警傳呼。

　　3主要功能設(shè)計(jì)為滿足機(jī)組在無人值守條件下的運(yùn)行要求，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了如下的運(yùn)行方式和功能。

　　3.1運(yùn)行方式本系統(tǒng)的運(yùn)行方式分為2種。

　　0聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式：監(jiān)控主機(jī)和監(jiān)控器聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。在這種運(yùn)行方式下，監(jiān)控主機(jī)和監(jiān)控器均可對(duì)機(jī)組實(shí)施控制。同時(shí)，各機(jī)組的參數(shù)及異常現(xiàn)象由監(jiān)控器實(shí)時(shí)地傳送給監(jiān)控主機(jī)。由監(jiān)控主機(jī)分析處理，并將結(jié)果顯示、打印，在出現(xiàn)異常情況時(shí)可發(fā)出報(bào)警等。

　　2）非聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行方式，使用監(jiān)控器對(duì)機(jī)組的起動(dòng)、運(yùn)行、停機(jī)等進(jìn)行控制，并檢測機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)機(jī)組的異常現(xiàn)象進(jìn)行監(jiān)控、顯示、報(bào)警等。3.2監(jiān)控主機(jī)應(yīng)用程序設(shè)計(jì)應(yīng)用程序功能框圖功能。它可按照“掃描”或“固定”方式運(yùn)行。所謂間間隔與多個(gè)監(jiān)控器輪流聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行。

　　在這2種運(yùn)行方除了能實(shí)現(xiàn)監(jiān)控主機(jī)與監(jiān)控器進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，顯示各機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)，對(duì)機(jī)組的異常現(xiàn)象進(jìn)行報(bào)警以外，還可直接由監(jiān)控主機(jī)通過監(jiān)控器對(duì)機(jī)組的運(yùn)行進(jìn)行控制。

　　組運(yùn)行參數(shù)，如每次運(yùn)行的起始時(shí)間、運(yùn)行時(shí)間、機(jī)組運(yùn)行時(shí)的輸出電壓、電流、頻率等數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，并以機(jī)組每次運(yùn)行的參數(shù)為數(shù)據(jù)文件進(jìn)行存儲(chǔ)或者刪除。

　　的數(shù)據(jù)文件進(jìn)行查詢或打印。可以數(shù)據(jù)曲線或數(shù)據(jù)表格的方式顯示、打印，供用戶對(duì)各機(jī)組的運(yùn)行情況進(jìn)行分析。

　　和通訊的電話號(hào)碼進(jìn)行設(shè)置，可設(shè)置的報(bào)警參數(shù)有機(jī)組轉(zhuǎn)速報(bào)警值、水位報(bào)警值、油壓報(bào)警值、起動(dòng)電池電壓低報(bào)警值等。

　　3.3監(jiān)控器功能設(shè)計(jì)監(jiān)控器的功能依據(jù)在無人職守的條件下機(jī)組的控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)。它可與監(jiān)控主機(jī)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行，又可以非聯(lián)網(wǎng)的方式獨(dú)立運(yùn)行。

　　監(jiān)控器具備下述的檢測和控制功能。

　　3.3.1監(jiān)控器檢測功能監(jiān)控器的檢測功能包括2方面。在市電電網(wǎng)正常供電時(shí)，監(jiān)控器檢測的信號(hào)有柴油機(jī)的機(jī)體溫度，起動(dòng)電池的電壓，油箱的油壓，冷卻水箱的水位，以及市電的電壓和供電電流等，并且控制顯示儀表顯示這些參數(shù)和狀態(tài)。在市電電網(wǎng)停電，并且機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)，監(jiān)控器檢測的信號(hào)有機(jī)組輸出的電壓、電流、頻率、冷卻水水溫、柴油油壓、柴油機(jī)轉(zhuǎn)速等參數(shù)，以及機(jī)組轉(zhuǎn)速報(bào)警、超溫報(bào)警、冷卻水箱低水位等運(yùn)行狀態(tài)。

　　在檢測過程中，監(jiān)控器按照一定的時(shí)間間隔將機(jī)組的參數(shù)進(jìn)行存儲(chǔ)，供監(jiān)控主機(jī)采集。

　　3.3.2監(jiān)控器的控制功能監(jiān)控器的控制功能也包括2方面。在檢修機(jī)組時(shí)，可將監(jiān)控器設(shè)置在“手動(dòng)控制”方式下，維修人員可以操作有關(guān)的按鍵控制機(jī)組的運(yùn)行。監(jiān)控器可以顯示在此狀態(tài)下機(jī)組的運(yùn)行參數(shù)和有關(guān)狀態(tài)。在機(jī)組正常時(shí)，可將監(jiān)控器設(shè)置在“自動(dòng)控制”方式下，監(jiān)控器可根據(jù)對(duì)市電電網(wǎng)的檢測或者根據(jù)聯(lián)網(wǎng)后監(jiān)控主機(jī)傳送來的指令，控制機(jī)組的起動(dòng)、運(yùn)行和停機(jī)。

　　3.4監(jiān)控主機(jī)與監(jiān)控器的通訊協(xié)議監(jiān)控主機(jī)與監(jiān)控器的通訊使用標(biāo)準(zhǔn)的RS- 232C串口經(jīng)調(diào)制解調(diào)器實(shí)現(xiàn)，使用的參數(shù)為：波特率：2400bit/s；偶校驗(yàn)；7位數(shù)據(jù)位；1位停止位。

　　通訊協(xié)議規(guī)定了監(jiān)控主機(jī)和監(jiān)控器之間數(shù)據(jù)或者控制指令的格式。這些數(shù)據(jù)和控制指令如下。

　　1）監(jiān)控器傳送給監(jiān)控主機(jī)的上行數(shù)據(jù)，如市電電網(wǎng)的狀態(tài)、機(jī)組停機(jī)或者運(yùn)行時(shí)的有關(guān)參數(shù)和狀態(tài)等等。這些參數(shù)和狀態(tài)是由監(jiān)控器存放在指定的存儲(chǔ)區(qū)連續(xù)讀操作空間內(nèi)的，在傳送時(shí)由監(jiān)控器發(fā)送給監(jiān)控主機(jī)。其格式為（下轉(zhuǎn)第54頁）系統(tǒng)分為手動(dòng)、自動(dòng)2種控制方式，系統(tǒng)自動(dòng)運(yùn)行出現(xiàn)問題時(shí)可臨時(shí)切換到手動(dòng)運(yùn)行。

　　4.2.1手動(dòng)控制本系統(tǒng)設(shè)有手動(dòng)操作面板，控制模式選擇手動(dòng)時(shí)可直接啟動(dòng)系統(tǒng)，能通過電位器分別對(duì)各變頻器進(jìn)行調(diào)速；設(shè)有急停按鈕可在意外時(shí)讓系統(tǒng)緊急停車；故障復(fù)位按鈕可在變頻器故障解除后進(jìn)行復(fù)位。

　　4.2.2自動(dòng)控制通過在人機(jī)界面“參數(shù)設(shè)定畫面‘上設(shè)定好工藝參數(shù)，按確認(rèn)鍵將參數(shù)傳遞到PLC數(shù)據(jù)庫，根據(jù)第2節(jié)所列”各ROLLER線速比工藝計(jì)算公式“算出各變頻器的給定頻率；通過按下原系統(tǒng)操作面板上的啟動(dòng)按鈕發(fā)出啟動(dòng)命令，PLC―旦檢測到外部啟動(dòng)信號(hào)，將運(yùn)行命令和計(jì)算好的給定頻率值打包好，利用通訊網(wǎng)絡(luò)傳送給各變頻器和遠(yuǎn)程I/O，就完成了對(duì)各ROLLER和相關(guān)設(shè)備的控制。同時(shí)PLC讀回各變頻器和遠(yuǎn)程I/O的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，由觸摸屏實(shí)時(shí)顯示出來。

　　5結(jié)論假捻機(jī)現(xiàn)場總線自控系統(tǒng)于2001年4月初投入運(yùn)行，運(yùn)行狀況良好，達(dá)到預(yù)期的控制要求，己于2001年6月通過用戶單位全面正式驗(yàn)收，并獲得相關(guān)專業(yè)人士一致好評(píng)。該系統(tǒng)改造投資成本低，工程期短、見效快，用戶單位的工藝人員己在此設(shè)備上長期試驗(yàn)獲得多項(xiàng)成果，并在其它的假捻機(jī)上大量生產(chǎn)新產(chǎn)品，取得了良好的經(jīng)濟(jì)效