CN103089472A - 一种柴油机旁控制箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种柴油机旁控制箱，包括显示报警单元、指示灯按键单元、应急停车按钮、柴油机控制单元、继电器开关单元和远程控制面板。显示报警单元包括电子触摸屏系统。指示灯按键单元包括各种操作按钮。柴油机控制单元包括中央处理模块、电源模块、温度测量模块、压力测量模块、转速测量模块、开关量输入模块和继电器模块。本发明在集成电路智能监控的基础上增设了触摸屏显示报警单元以及远程控制面板及其监视报警装置，具有机器运行安全更有保障，操作更便利的特点。

Description

一种柴油机旁控制箱

技术领域

本发明涉及一种柴油机控制装置，特别涉及一种柴油机工作状态监控和故障报警装置，属于发动机控制装置领域。

背景技术

现有的柴油机控制系统通常包括两种，一种是采用仪表监视和手动操控的方式调整柴油机的工作状态，具体是采用一次仪表和二次仪表，包括转速表、压力表和温度表等，操作人员通过读取表头的数据判断柴油机的工作状态，然后手动调整柴油机的工作状态，例如执行启动、停车和调速等操作。这种控制模式由于采用人工读表的方式，因此无法在短时间内准确掌握众多仪表的读数，而且容易产生人为的判断误差，具体是错读和漏读表头等，故无法准确判断柴油机的工作状态，也无法对柴油机的工作状态作出精准的调整，容易发生机器运行故障，从而缩短机器的使用寿命，造成安全事故。另一种是采用集成电路模块来监视各种表头的读数，根据得到的各种参数判断机器的运行状态，在机器运行出现故障时发出警报，并且及时作出相应的处理动作，例如申请号是01245620.9的专利文件公开的方案，但是这种方案没有设置机器工作状态以及报警信息的显示屏幕，操作员仅能够通过按键电钮调整机器的工作状态，也没有独立的安保监视系统，当主电路板发生故障时，整个控制系统将无法完成紧急操作动作，而且也没有设置远程遥控面板以及远程报警装置，这些都对柴油机的操作调整带来了不利影响。

发明内容

本发明柴油机旁控制箱公开了新的方案，增加了显示报警触摸屏系统来显示柴油机的工作状态和报警信息，同时本方案还增设了远程操纵面板及其显示报警系统，解决了现有柴油机控制系统不能及时反馈机器运行状态，安保模块可能失效以及缺少远程监视系统的问题。

本发明柴油机旁控制箱包括显示报警单元、指示灯按键单元、应急停车按钮、柴油机控制单元、继电器开关单元和远程控制面板。显示报警单元、指示灯按键单元和应急停车按钮设置在控制箱面板上，柴油机控制单元和继电器开关单元设置在控制箱内部。

远程控制面板、指示灯按键单元、柴油机控制单元和继电器开关单元依次电连接。柴油机、柴油机控制单元和继电器开关单元依次电连接。柴油机、柴油机控制单元和显示报警单元依次电连接。远程控制面板、应急停车按钮和继电器开关单元依次电连接。继电器开关单元与柴油机通过电磁阀电控连接。

显示报警单元包括电子触摸屏系统。

指示灯按键单元包括启动按键、停车按键、消声按键、复位按键、机旁/远程切换按键、试灯按键、闪光蜂鸣器、怠速/额速切换按键、淡水加热按键和防冷凝加热按键。

柴油机控制单元包括中央处理模块、电源模块、温度测量模块、压力测量模块、转速测量模块、开关量输入模块和继电器模块。温度测量模块包括冷却水温度传感器、绕组温度传感器、滑油温度传感器和排气温度传感器。压力测量模块包括滑油压力传感器、冷却水压力传感器、进/排气压力传感器。转速测量模块包括柴油机主轴转速传感器。开关量输入模块包括指示灯按键单元输入信号接收器、温度测量模块信号接收器、压力测量模块信号接收器、转速测量模块信号接收器和冷却水位信号接收器。继电器模块与继电器开关单元电连接。

本发明柴油机旁控制箱在集成电路智能监控的基础上增设了触摸屏显示报警单元以及远程控制面板及其监视报警装置，具有机器运行安全更有保障，操作更便利的特点。

附图说明

图1是本发明柴油机旁控制箱主视结构示意图。

图2是本发明柴油机旁控制箱工作原理框架示意图。

图3是本发明柴油机旁控制箱改进型工作原理框架示意图。

具体实施方式

以下结合附图，对本发明作进一步说明。

如图1～2所示，本发明柴油机旁控制箱主视结构示意图和工作原理框架示意图。柴油机旁控制箱包括显示报警单元、指示灯按键单元、应急停车按钮、柴油机控制单元、继电器开关单元和远程控制面板。显示报警单元、指示灯按键单元和应急停车按钮设置在控制箱面板上，柴油机控制单元和继电器开关单元设置在控制箱内部。本方案的柴油机旁控制箱尺寸可以是高500mm、长500mm和宽145mm。

远程控制面板、指示灯按键单元、柴油机控制单元和继电器开关单元依次电连接。柴油机、柴油机控制单元和继电器开关单元依次电连接。柴油机、柴油机控制单元和显示报警单元依次电连接。远程控制面板、应急停车按钮和继电器开关单元依次电连接。继电器开关单元与柴油机通过电磁阀电控连接。

显示报警单元包括电子触摸屏系统。本方案中，显示报警单元的电子触摸屏对角线尺寸可以是4.3英寸、5.7英寸和7英寸中的任何一个。

指示灯按键单元包括启动按键、停车按键、消声按键、复位按键、机旁/远程切换按键、试灯按键、闪光蜂鸣器、怠速/额速切换按键、淡水加热按键和防冷凝加热按键。本方案中，指示灯按键单元的指示灯可以选择LED灯。

柴油机控制单元包括中央处理模块、电源模块、温度测量模块、压力测量模块、转速测量模块、开关量输入模块和继电器模块。中央处理模块可以包括CPU、EPROM、RAM和串行接口。电源模块可以包括2路电源输入，从而保证装置的不间断供电和无扰动切换。温度测量模块包括冷却水温度传感器、绕组温度传感器、滑油温度传感器和排气温度传感器，上述传感器通过4路PT100输入和2路热电偶输入实现功能。压力测量模块包括滑油压力传感器、冷却水压力传感器、进/排气压力传感器。转速测量模块包括柴油机主轴转速传感器，通过2路转速采集输入实现功能。开关量输入模块包括指示灯按键单元输入信号接收器、温度测量模块信号接收器、压力测量模块信号接收器、转速测量模块信号接收器和冷却水位信号接收器，具体是，通过6路带断线/短路报警开关量输入实现滑油压力低、冷却水温度高等故障应急停车功能，可以分别连接低速和高速滑油压力停车开关；通过10路可配置开关量输入实现冷却水位低报警、绕组温度高报警等，提供足够的监控通道；通过6路模拟量输入实现监控滑油压力、滑油温度、冷却水温度，其中有3路可以任意配置和显示，具体是线路或传感器发生故障时报警并指示，减少故障诊断时间；另外还设置了远程启动输入、远程停车输入、自动启动输入、自动停车输入和机旁/远程操作切换输入，自动启动输入具有3次启动失败报警。继电器模块与继电器开关单元电连接，继电器模块可以包括8路开关量输出、启动输出、停车输出、应急停车输出和越控操作输出，上述8路开关量输出可以包括运行开关量输出、允许启动开关量输出、公共报警开关量输出和5路可配置开关量输出。

继电器开关单元可以采用符合本方案要求数量的各种继电器，其中，启动继电器、停车继电器和故障停车继电器的额定工作参数是6A24V，其他继电器是0.5A24V。

本方案的各种类型电路设计可以采用本领域通用的设计，也可以采用其他类型的设计，这些电路都能够完成本方案的各种功能。

本方案中，操作人员可以通过现场的指示灯按键向柴油机控制单元发送操作指令，柴油机控制单元将接受到的指令传送给继电器开关单元，继电器开关单元利用电磁阀系统执行对柴油机的操作动作，操作人员也可以通过远程控制面板完成上述操作过程。柴油机将运行过程中产生的各种参数信号传送给柴油机控制单元，柴油机控制单元根据接收到的各种信号向继电器开关单元发送各种指令，继电器开关单元根据收到的指令通过电磁阀系统执行对柴油机的调整动作，与此同时，柴油机控制单元还将接收到的各种信号发送给显示报警单元，以便操作人员监视机器的运行状态。当柴油机出现故障需要作出紧急操作动作时，现场的操作人员可以通过启动应急停车按钮向继电器开关单元发送紧急操作指令，继电器开关单元根据收到的紧急操作指令执行对柴油机的紧急操作动作，操作人员也可以通过远程控制面板完成上述操作过程。在上述操作过程中，显示报警单元同时将由远程控制面板和现场按键产生的操作指令显示出来提醒操作人员。

本方案通过显示报警单元的触摸屏系统对操作人员的操作动作和柴油机反馈的各种参数以及信息进行全程显示报警，其次，本方案的柴油机控制单元包括更多的控制端口以及预留的输入输出端口，扩大了本方案的适用范围和扩展潜力，相比现有的柴油机控制系统具备突出的实质性特点和显著的进步。

如图3所示，本发明柴油机旁控制箱改进型工作原理框架示意图。改进型方案在母案的基础上还包括独立安保单元、安保指示单元、热电偶单元和至多4个远程遥控面板。独立安保单元可以包括10个线路检测通道和速度采集单元，10个线路检测通道包括超速停车线路检测通道和9个可配置线路检测通道，上述9个可配置线路检测通道是可越控通道，用于紧急情况下保护机器和操作人员的安全；上述速度采集单元是独立于柴油机控制单元的速度采集系统。热电偶单元可以包括6路热电偶输入模块来实现温度测量功能。远程遥控面板可以包括远程遥控启动/停车系统、柴油机工作状态显示系统和报警系统。柴油机、独立安保单元、柴油机控制单元和继电器开关单元依次电连接。柴油机、独立安保单元和安保指示单元依次电连接。柴油机、热电偶单元和安保指示单元依次电连接。柴油机、热电偶单元、柴油机控制单元和继电器开关单元依次电连接。至多4个远程遥控面板、柴油机控制单元和继电器开关单元依次电连接。

改进型方案中，柴油机将各种运行参数信号传送给独立安保单元，独立安保单元对收到的信号作出判断后将安保指令信号通过柴油机控制单元传送给继电器开关单元，继电器开关单元根据收到的安保操作指令执行对柴油机的安保操作动作，同时，独立安保单元将收到的各种信号和信息传送到安保指示单元，方便操作人员远程监控。柴油机将各种温度信号传送给热电偶单元，热电偶单元将收到的信号加工后传送给安保指示单元，方便操作人员远程监控，与此同时热电偶单元也将收到的信号传送给柴油机控制单元，柴油机控制单元对收到的温度信号进行处理后向继电器开关单元发送操作指令，继电器开关单元根据收到的操作指令执行对柴油机的操作动作。操作人员还可以通过远程遥控的方式向柴油机控制单元发送操作指令，柴油机控制单元根据收到的远程遥控指令向继电器开关单元发送执行指令，继电器开关单元根据收到的操作指令执行对柴油机的操作动作。

本方案的改进型增设了独立安保单元及其监视面板和速度采集单元以及独立的热电偶单元，进一步增强了柴油机控制系统的工作可靠性，实现了在柴油机控制单元主板出现故障的情况下对机器采取及时的紧急操作，提高了机器的安全保障系数。同时，改进型还增设了远程遥控操作系统，这使得操作人员可以随时随地实现对机器运行状态的监控，极大便利了操作人员对机器的操控。

为了使本方案及其改进型可以应用在电喷柴油机领域，还可以在上述方案的基础上，在柴油机控制单元中增设与电喷控制单元电连接的通讯端口。

为了使本方案及其改进型可以应用在需要机旁调速的柴油机或单站远程操控柴油机领域，还可以在上述方案的基础上，在柴油机控制单元中增设机械手柄控制模块，机械手柄控制模块包括信号采集元件和调速信号输出元件，调速信号输出元件输出2路电流信号。

本方案公开的各种实施例采用的各种电路设计都可以是本领域通用的电路设计以及其他通用的辅助设备或/和元件，也可以采用专门设计的电路以及辅助设备或/和元件。

本方案并不限于上述实施例公开的范围，本领域技术人员根据本方案结合公知常识作出的替代方案也属于本方案的范围。

Claims (10)

1.一种柴油机旁控制箱，包括显示报警单元、指示灯按键单元、应急停车按钮、柴油机控制单元、继电器开关单元和远程控制面板，所述显示报警单元、指示灯按键单元和应急停车按钮设置在控制箱面板上，所述柴油机控制单元和继电器开关单元设置在控制箱内部；

所述远程控制面板、指示灯按键单元、柴油机控制单元和继电器开关单元依次电连接，所述柴油机、柴油机控制单元和继电器开关单元依次电连接，所述柴油机、柴油机控制单元和显示报警单元依次电连接，所述远程控制面板、应急停车按钮和继电器开关单元依次电连接，所述继电器开关单元与柴油机通过电磁阀电控连接；

所述显示报警单元包括电子触摸屏系统；

所述指示灯按键单元包括启动按键、停车按键、消声按键、复位按键、机旁/远程切换按键、试灯按键、闪光蜂鸣器、怠速/额速切换按键、淡水加热按键和防冷凝加热按键；

所述柴油机控制单元包括中央处理模块、电源模块、温度测量模块、压力测量模块、转速测量模块、开关量输入模块和继电器模块，所述温度测量模块包括冷却水温度传感器、绕组温度传感器、滑油温度传感器和排气温度传感器；所述压力测量模块包括滑油压力传感器、冷却水压力传感器、进/排气压力传感器；所述转速测量模块包括柴油机主轴转速传感器；所述开关量输入模块包括指示灯按键单元输入信号接收器、温度测量模块信号接收器、压力测量模块信号接收器、转速测量模块信号接收器和冷却水位信号接收器；所述继电器模块与所述继电器开关单元电连接。

2.根据权利要求1所述的柴油机旁控制箱，其特征在于，所述中央处理模块包括CPU、EPROM、RAM和串行接口，所述电源模块包括2路电源输入，所述温度测量模块包括4路PT100输入和2路热电偶输入，所述转速测量模块包括2路转速采集输入，所述开关量输入模块包括6路带断线/短路报警开关量输入、10路可配置开关量输入、6路模拟量输入、远程启动输入、远程停车输入、自动启动输入、自动停车输入和机旁/远程操作切换输入，所述自动启动输入具有3次启动失败报警，所述继电器模块包括8路开关量输出、启动输出、停车输出、应急停车输出和越控操作输出，所述8路开关量输出包括运行开关量输出、允许启动开关量输出、公共报警开关量输出和5路可配置开关量输出。

3.根据权利要求1或2所述的柴油机旁控制箱，其特征在于，柴油机旁控制箱还包括独立安保单元、安保指示单元、热电偶单元和至多4个远程遥控面板，所述柴油机、独立安保单元、柴油机控制单元和继电器开关单元依次电连接，所述柴油机、独立安保单元和安保指示单元依次电连接，所述柴油机、热电偶单元和安保指示单元依次电连接，所述柴油机、热电偶单元、柴油机控制单元和继电器开关单元依次电连接，所述至多4个远程遥控面板、柴油机控制单元和继电器开关单元依次电连接。

4.根据权利要求3所述的柴油机旁控制箱，其特征在于，所述独立安保单元包括10个线路检测通道和速度采集单元，所述10个线路检测通道包括超速停车线路检测通道和9个可配置线路检测通道，所述9个可配置线路检测通道是可越控通道；所述热电偶单元包括6路热电偶输入模块；所述远程遥控面板包括远程遥控启动/停车系统、柴油机工作状态显示系统和报警系统。

5.根据权利要求4所述的柴油机旁控制箱，其特征在于，所述柴油机控制单元还包括与电喷控制单元电连接的通讯端口。

6.根据权利要求4所述的柴油机旁控制箱，其特征在于，所述柴油机控制单元还包括机械手柄控制模块，所述机械手柄控制模块包括信号采集元件和调速信号输出元件，所述调速信号输出元件输出2路电流信号。

7.根据权利要求4所述的柴油机旁控制箱，其特征在于，所述指示灯按键单元的指示灯是LED灯。

8.根据权利要求7所述的柴油机旁控制箱，其特征在于，所述继电器开关单元的启动继电器、停车继电器和故障停车继电器的额定工作参数是6A24V。

9.根据权利要求8所述的柴油机旁控制箱，其特征在于，柴油机旁控制箱的尺寸是高500mm、长500mm和宽145mm。

10.根据权利要求9所述的柴油机旁控制箱，其特征在于，所述显示报警单元的电子触摸屏对角线尺寸是4.3英寸、5.7英寸和7英寸中的任一个。

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