一種柴油發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺的實現(xiàn)

　　柴油發(fā)電機(jī)組在無市電供應(yīng)及需要不間斷供電的地方，如電信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、廣播電視系統(tǒng)的機(jī)站、機(jī)房，銀行、醫(yī)院等單位的供電系統(tǒng)等得到了廣泛應(yīng)用。柴油發(fā)電機(jī)組實現(xiàn)計算機(jī)自動監(jiān)控和統(tǒng)一管理就顯得很重要，這樣有助于減少值班人員的工作強(qiáng)度，提高工作效率，提高管理水平。

　　1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

　　柴油發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　柴油發(fā)電機(jī)組經(jīng)MODEM與電話線路相連，在電話線路的另一端再經(jīng)MODEM與監(jiān)控主機(jī)的RS-232串口相連。

　　很多縣級局和下級機(jī)站之間都有SDH信道相通，如果有附加的RS-232串口，也可以通過SDH信道傳輸數(shù)據(jù)，從而省掉電話線路兩邊的MODEM，等同于RS-232串口電纜直接相連。

　　如果一個下級機(jī)站內(nèi)有多臺柴油發(fā)電機(jī)組需要監(jiān)控，在電話線路允許的情況下，可以為每臺機(jī)組分配一條電話線，各占用監(jiān)控主機(jī)的一個RS-232串口。如果電話線路有限，也可將機(jī)站內(nèi)的各臺柴油發(fā)電機(jī)組通過RS-485總線連成一個網(wǎng)絡(luò)，經(jīng)過RS-485/RS-232轉(zhuǎn)換器，再接MODEM(見圖2)，通過一條電話線路與監(jiān)控主機(jī)相連，只占用監(jiān)控主機(jī)的一個RS-232串口，每個機(jī)組分配一個地址，監(jiān)控主機(jī)依靠地址來區(qū)分機(jī)組，輪流通過同一條電話線路監(jiān)控各臺機(jī)組，但這樣一來會降低監(jiān)控系統(tǒng)的反應(yīng)速度。

　　RS-485總線為兩線半雙工串口總線，使用雙絞線以平衡差分方式傳送數(shù)據(jù)，其主要特點有：傳送速率快，最快達(dá)每秒10M位;傳送距離遠(yuǎn)，最遠(yuǎn)達(dá)1200米;抗干擾能力強(qiáng)，在噪聲環(huán)境下長距離驅(qū)動32個節(jié)點。

　　2 柴油發(fā)電機(jī)組監(jiān)控模塊

　　每臺柴油發(fā)電機(jī)組配一個監(jiān)控模塊，就可以通過串口對柴油發(fā)電機(jī)組進(jìn)行計算機(jī)監(jiān)控，各種信號從柴油發(fā)電機(jī)組電控箱內(nèi)取。

　　我們選用80C552單片機(jī)作監(jiān)控模塊控制****，采用大規(guī)模集成電路，并結(jié)合了先進(jìn)的設(shè)計技術(shù)。監(jiān)控模塊帶有雙看門狗電路，確保系統(tǒng)在意外死機(jī)時能自動恢復(fù)工作，這在無人值守的情況下是極其重要的。

　　柴油發(fā)電機(jī)組監(jiān)控模塊測量機(jī)組輸出三相電壓、三相電流、機(jī)組頻率、機(jī)組轉(zhuǎn)速、機(jī)油壓力、冷卻水溫、燃油油位、機(jī)組啟動電池電壓、輸出功率等運行參數(shù)并根據(jù)需要發(fā)送至監(jiān)控主機(jī)。冷卻水溫、機(jī)油油壓等參數(shù)的測量傳感器一般都不是線性的，而且不同柴油發(fā)電機(jī)組生產(chǎn)廠家選用的傳感器差異很大，監(jiān)控模塊保存監(jiān)控主機(jī)發(fā)來的數(shù)據(jù)表格，并根據(jù)表格對采來的冷卻水溫、機(jī)油油壓等參數(shù)進(jìn)行線性化處理，以適應(yīng)不同的傳感器。監(jiān)控模塊有不掉電存儲器，可以保存大量的工作、控制參數(shù)。

　　當(dāng)測量的運行參數(shù)超出設(shè)定的上下限報警值，監(jiān)控模塊根據(jù)復(fù)雜的控制邏輯控制柴油發(fā)電機(jī)組的各種動作：起動、停機(jī)、ATS轉(zhuǎn)換等，并將各種報警信息以及柴油發(fā)電機(jī)組的各種狀態(tài)(自動/手動狀態(tài)、運行/停機(jī)狀態(tài)、市電/油機(jī)ATS狀態(tài)、油機(jī)/油機(jī)ATS狀態(tài))報告監(jiān)控主機(jī)。

　　監(jiān)控主機(jī)也可根據(jù)需要遙控機(jī)組開機(jī)、關(guān)機(jī)、緊急停機(jī)、市電/油機(jī)ATS轉(zhuǎn)換或油機(jī)/油機(jī)ATS轉(zhuǎn)換等。

　　柴油發(fā)電機(jī)組監(jiān)控模塊的所有設(shè)置都可以在現(xiàn)場通過面板鍵盤完成，或者由監(jiān)控主機(jī)在遠(yuǎn)處通過串口進(jìn)行。監(jiān)控模塊提供RS-232和RS-485兩種接口，有電信總局協(xié)議和MODBUS協(xié)議兩種型號，采用10位異步串行通信方式(起始1位，數(shù)據(jù)8位，停止1位，無校驗位)，數(shù)據(jù)傳輸率1.2kb/s—19.2kb/s可選，監(jiān)控主機(jī)和監(jiān)控模塊之間采用嚴(yán)格的主從方式交換數(shù)據(jù)(監(jiān)控模塊只有在收到監(jiān)控主機(jī)的命令后才會返回相應(yīng)的數(shù)據(jù)，而不會主動發(fā)送數(shù)據(jù)給監(jiān)控主機(jī))。這樣的設(shè)計非常適合構(gòu)建我們的柴油發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控平臺。

　　柴油發(fā)電機(jī)組監(jiān)控模塊根據(jù)功能的強(qiáng)弱不同，已經(jīng)形成了系列產(chǎn)品，以適應(yīng)不同的需求。監(jiān)控模塊本身結(jié)構(gòu)靈活，功能擴(kuò)充也很方便。

　　3 通信協(xié)議

　　我們使用兩種通信協(xié)議：電信總局通信協(xié)議和MODBUS通信協(xié)議。

　　電信總局通信協(xié)議參照電信總局《通信局(站)電源、空調(diào)及環(huán)境集中監(jiān)控管理系統(tǒng)前端智能設(shè)備通信協(xié)議》，編碼方式為ASCII碼。信息傳輸方式為異步方式，起始位1位，數(shù)據(jù)位8位，停止位1位，無校驗。傳輸波特率為19.2KB/S，9.6KB/S，2.4KB/S，1.2KB/S，0.6KB/S，0.3KB/S可選。

　　MODBUS通信協(xié)議的編碼方式、信息傳輸方式與電信總局通信協(xié)議要求相同。

　　MODBUS協(xié)議描述如下：

　　命令格式：AA，CC，SSSS，WWWW，LRC，CR，LR

　　AA： 地址(兩字節(jié));

　　CC： 命令(兩字節(jié));

　　SSSS： 數(shù)據(jù)地址(四字節(jié));

　　WWWW：數(shù)據(jù)(四字節(jié));

　　LRC： 校驗碼(兩字節(jié));

　　CR： 回車;

　　LR： 換行。

　　響應(yīng)格式：AA，CC，RENUM，DATA，LRC，CR，LR

　　RENUM：返回響應(yīng)數(shù)據(jù)字節(jié)數(shù);

　　DATA： 返回數(shù)據(jù);

　　其余解釋與命令格式相同。