CN111679614A - 一种发动机远程控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种发动机远程控制系统及控制方法，系统包括多台发电机组及远程控制装置，远程控制装置包括主控单元和通信单元，主控单元通过通信单元与各发电机组建立通信连接，以传输控制信号和运行数据，各发电机组上均设置有电连接的电控单元和安全保护单元，安全保护单元根据发电机组接受远程控制是否安全输出对应的安全电信号至主控单元，主控单元根据接收的安全电信号，执行远程控制装置传输的紧急熄灭和传输运行数据对应的控制信号，或执行所有远程控制装置传输的控制信号。可见，本发明既实现了多台发电机组的远程控制，避免了恶劣环境对操作人员造成的伤害，又能够安全的进行远程控制。

Description

一种发动机远程控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，尤其涉及一种发动机远程控制系统及控制方法。

背景技术

目前每台发电机组上通常设置一显示屏进行监控，如果多个发电机组同时运行，操作人员监控非常不方便，而且不能够准确、及时的监控各发动机组，存在发动机组并网发电操作困难、并存在无法同时监测的问题。并网是指发动机单独的通信、输电等线路并入整个网络中，成为其中的一部分。对于柴油机发电机组而言，发电机组并网是指将各台机组的三项电输出并到一起发电，同时通信线路并到一起交换信息。而发电机并网需要具备四个条件：1、发电机频率与系统频率相同；2、发电机出口电压与系统电压相同，或在误差范围内；3、发电机相序与系统相序相同；4、发电机电压相位与系统电压相位一致。

而且在环境比较恶劣的条件下，操作人员到现场操作发电机组，很容易受到恶劣环境的侵袭，对操作人员造成损坏。

发明内容

针对上述不足，本发明所要解决的技术问题是：提供一种发动机远程控制系统及控制方法，既能够实现多台发动机组的远程控制，又能够安全地远程控制各发电机组。

一种发动机远程控制系统，包括多台发电机组及远程控制装置，所述远程控制装置包括电连接的主控单元和通信单元，所述主控单元通过所述通信单元分别与各所述发电机组建立通信连接，并通过所述通信单元传输控制信号及获取各所述发电机组的运行数据；各所述发电机组上均设置有电连接的电控单元和安全保护单元，所述安全保护单元根据所述发电机组接受远程控制是否安全输出对应的安全电信号至所述主控单元，所述主控单元根据接收的安全电信号，执行所述远程控制装置传输的紧急熄灭和传输运行数据对应的控制信号，或执行所有所述远程控制装置传输的控制信号。

优选方式为，所述安全保护单元包括电连接的开关电路和检测单元，所述检测单元用于检测所述发电机组旁是否有操作人员，并传输对应的电信号至所述开关电路，所述开关电路根据接收的电信号导通或断开，以输出对应的安全电信号。

优选方式为，所述开关电路包括安全防护开关，当所述发电机组旁有人时，所述安全防护开关导通，当所述发电机组旁无人时，所述安全防护开断开。

优选方式为，各所述发电机组均为箱式机组，所述箱式机组包括箱门，所述箱门与所述安全防护开关联动；当所述箱门打开时，所述安全防护开关导通，当所述箱门关闭时，所述安全防护开关断开。

优选方式为，所述远程控制装置还包括分别与所述主控单元电连接的数据采集转换单元和人机交互单元，所述主控单元通过所述数据采集转换单元采集数据并将控制信号转成发电机组可识别控制信号，通过所述人机交互单元输入交互信号。

优选方式为，所述通信单元包括有线通信单元和无线通信单元，所述有线通信单元包括总线控制方式和网络TCP/IP通信方式。

一种发动机远程控制方法，基于上述的发动机远程控制系统；所述控制方法，包括以下步骤：

S10、通过所述通信单元选取发电机组建立通信连接；

S20、建立连接后，生成对应的第一本地控制信号和远程控制信号；

S30、根据第一本地控制信号获取发电机组运行数据，或通过所述通信单元传输远程控制信号至对应的发电机组；

S40、各发电机组接收到控制信号后，其电控单元获取安全防护单元输出的安全电信号；

S50、所述电控单元将安全电信号与预设定安全信号进行匹配；

S60、如果匹配，所述电控单元生成对应的第二本地控制信号；

S70、根据第二本地控制信号执行紧急熄灭和运行数据传输对应的远程控制信号，或执行所有远程控制信号。

优选方式为，所述发动机远程控制系统包括与所述主控单元电连接的人机交互单元，所述人机交互单元包括触摸屏；

则所述S10包括以下步骤：

S100、通过所述触摸屏输入并网请求，并网请求包括目标发电机组的节点地址；

S110、根据所述并网请求识别节点地址，生成对应的通信信号；

S120、根据通信信号启用对应的通道，所述远程控制装置与目标发电机组建立通信连接。

优选方式为，所述S100具体包括以下步骤：

通过所述触摸屏进入链接界面，链接界面显示各所述发电机组的链接数据，链接数据包括发电机组的节点地址；

通过所述触摸屏选择目标发电机组对应的链接数据；

根据选择链接数据生成对应的并网请求；

则所述S30之后，还包括以下步骤：

S32、通过所述触摸屏再次选择目标发电机组的链接数据；

S34、判断所述触摸屏是否进入目标发电机组界面；

S36、如果进入，链接成功，执行所述S40；

S38、如果未进入，链接没有成功，生成对应的标识信号；

S39、根据标识信号发出提示。

优选方式为，所述主控单元预先设置数据读取标志位、数据保存标志位和数据显示标志位；则，

所述根据第一本地控制信号获取发电机组运行数据，包括以下步骤；

获取数据读取标志位、数据保存标志位和数据显示标志位；

判断数据读取标志位、数据保存标志位和数据显示标志位是否为1；

如果读取标志位为1，则判断启用的通道是否处于闲置状态，若处于闲置通过所述数据采集转换单元读取运行数据；

如果数据保存标志位为1，则保存数据；

如果数据显示标志位为1，则通过所述触摸屏显示运行数据。

采用上述技术方案后，本发明的有益效果是：

由于本发明的发动机远程控制系统及控制方法，系统包括多台发电机组及远程控制装置，其中远程控制装置包括主控单元和通信单元，主控单元通过通信单元与各发电机组建立通信连接，通过通信单元传输控制信号及获取各发电机组的运行数据；各发电机组上均设置有电连接的电控单元和安全保护单元，安全保护单元根据发电机组接受远程控制是否安全输出对应的安全电信号至主控单元，主控单元根据接收的安全电信号，执行远程控制装置传输的紧急熄灭和传输运行数据对应的控制信号，或执行所有远程控制装置传输的控制信号。由上述可知，各发电机组均可由远程控制装置进行控制，远程控制装置通过各发电机组的运行数据，实时监控各发电机组的运行状态，同时各发电机组还通过安全保护单元来判断自身接收远程控制是否安全，从而提高远程控制的安全性。可见，本发明实现了多台发电机组的远程控制，无需到现场操作，避免恶劣环境对操作人员造成的伤害，又能够安全的进行远程操作，避免在机组存在不安全因素的条件下，强行操作引发事故。

由于安全保护单元包括电连接的开关电路和检测单元，检测单元用于检测发电机组旁是否有操作人员，并传输对应的电信号至开关电路，开关电路根据接收的电信号导通或断开，以输出对应的安全电信号，避免发电机组旁有操作人员时，远程控制引发安全事故。

由于各发电机组为箱式机组，箱式机组包括箱门，箱门与安全防护开关联动；当箱门打开时，安全防护开关导通，当箱门关闭时，安全防护开关断开，在发电机组箱门处于关闭状态时，才接受远程控制，进一步提高了远程控制的安全性。

由于通信单元包括有线通信单元和无线通信单元，有线通信单元包括总线控制方式和网络TCP/IP通信方式，提高了本发明的通用性。

附图说明

图1本发明的发动机远程控制系统的原理框图；

图2是本发明发动机远程控制方法的流程示意图；

图中：1-远程控制装置，2-发电机组。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例一：

如图1所示，一种发动机远程控制系统，包括多台发电机组2及远程控制装置1，远程控制装置1包括电连接的主控单元和通信单元，主控单元通过通信单元分别与各发电机组2建立通信连接，并通过通信单元传输控制信号及获取各所述发电机组2的运行数据；其中主控单元可为但不限于STM32系列单片机。本例中远程控制装置1还包括分别与主控单元电连接的数据采集转换单元和人机交互单元，主控单元通过数据采集转换单元采集数据并将控制信号转成发电机组2可识别控制信号，通过人机交互单元输入交互信号，交互信号包括本地控制信号和发电机组2的控制信号。

其中，通信单元包括有线通信单元和无线通信单元，有线通信单元包括总线控制方式和网络TCP/IP通信方式，通信单元的多样化，提高了本发明的通用性。各发动机组上均设置有唯一的节点地址，通信单元通过节点地址识别发电机组2。

其中，数据采集转换单元采集各发电机组2传输来的数据，并转化成主控单元可识别电信号，或将远程控制装置1所发出的控制信号转成发电机组2可识别控制信号。比如，数据采集转换单元可包括模数转换电路、数模转换电路、信号放大电路等。

其中，人机交互单元包括触摸屏，通过触摸屏显示运行数据、输入交互信号等，当然人机交互单元不限上面所列举的。触摸屏上可分块显示与远程控制装置1建立通信连接的各发电机组2的运行数据，还可显示各发电机组2的并网发电按钮、起动按钮、停止按钮、转速切换按钮、转速微调旋转钮等，通过触摸各按钮输入控制信号；当然也可在远程控制装置1上设置控制面板，控制面板上设置各发电机组2的各控制按钮、总急停按钮等硬件开关。

如图1所示，各发电机组2上均设置有电连接的电控单元和安全保护单元，安全保护单元根据发电机组2接受远程控制是否安全输出对应的安全电信号至主控单元，主控单元根据接收的安全电信号，执行远程控制装置1传输的紧急熄灭和传输运行数据对应的控制信号，或执行所有远程控制装置1传输的控制信号。

本例中安全保护单元包括电连接的开关电路和检测单元，检测单元用于检测发电机组2旁是否有操作人员，并传输对应的电信号至开关电路，开关电路根据接收的电信号导通或断开，以输出对应的安全电信号。

其中检测单元可包括但不限于人体红外感应传感器，通过人体红外感应传感器去感应人体，当感应到发电机组2旁有操作人员时，人体红外感应传感器传输电信号给开关电路，开关电路导通，电控单元接收到此时的安全电信号，本例中此状态安全电信号可为高电平，电控单元接收到高电平时，表明不宜接收远程控制，存在安全隐患，仅执行紧急熄灭和运行数据传输对应的控制信号，使远程控制装置1仅可显示发电机组2的运行数据，而不能控制起动、停止等；当人体红外感应传感器感应到发电机组2旁没有操作人员时，人体红外感应传感器传输电信号给开关电路，开关电路断开，电控单元接收到此时的安全电信号，本例中此状态安全电信号可为低电平，电控单元接收到低电平时，表明可以接收远程控制，可执行所有控制信号，比如控制起动、停止等。

一种优选方式，开关电路包括安全防护开关，当发电机组2旁有人时，安全防护开关导通，当发电机组2旁无人时，安全防护开关断开。进一步的，各发电机组2为箱式机组，箱式机组包括箱门，箱门与安全防护开关联动；当箱门打开时，安全防护开关导通，当箱门关闭时，安全防护开关断开。即在发电机组2箱门处于关闭状态时，才接受远程控制，进一步提高了远程控制的安全性。

如图1所示，本发明的发动机远程控制系统，可与多台发电机组2建立通信连接，当发电机组2与远程控制装置1建立通信连接后，可通过人机交互单元输入发电机组2的控制信号，控制信号通过通信单元传输至对应的发电机组2，达到远程控制的目的；同时，主控单元可获取并显示发电机组2的运行数据，比如发动机转速、水温、机油压力、进气压力等，使各发电机组2的运行工况直观化。为了提高远程控制的安全性能，各发电机组2上设置了安全防护单元，当发电机组2旁有操作人员时，或者箱式发电机组2的箱门没有关闭时，安全防护单元传输对应的安全电信号至电控单元，此时发电机组2的电控单元仅执行紧急熄灭和运行数据传输对应的控制信号，从而避免对操作人员操作伤害。

综上所述，本发明可以使机组实现远程控制，不需到现场操作，在恶劣环境下可以保护操作人员，并提供很大便利；可以远程对现场机组运转情况进行监控；安全保护措施可以使机旁人员避免远程误操作的伤害；方便的同时监控多台发电机组2。

实施例二：

如图2所示，一种发动机远程控制方法，基于实施例一的发动机远程控制系统；控制方法，包括以下步骤：

步骤S10、通过通信单元选取发电机组建立通信连接，本例中各发电机组设置有唯一的节点地址；根据实际发电需求，选取所要并网的发电机组，使用更加灵活；

步骤S20、建立连接后，生成对应的第一本地控制信号和远程控制信号；其中第一本地控制信号主要用于远程控制装置保存运行数据、显示运行数据等本地控制信号，其中远程控制信号主要是控制各发电机组的起动、停止、紧急熄灭、并网发电、转速切换、转速微调、传输运行数据等。

步骤S30、根据第一本地控制信号获取发电机组运行数据，或通过通信单元传输远程控制信号至对应的发电机组；

步骤S40、各发电机组接收到控制信号后，其电控单元获取安全防护单元输出的安全电信号；本例中安全电信号可包括但不限于高电平和低电平，发电机组远程控制安全时，安全电信号可为高电平，发电机组远程控制不安全时，安全电信号可为低电平。而安全防护单元输出的安全电信号可由操作人员手动输入，也可由安全防护单元自动检测发电机组状态，自动生成安全电信号。

步骤S50、电控单元将安全电信号与预设定安全信号进行匹配，其中预设定安全信号包括可远程控制对应的电信号，和不可远程控制对应的电信号；

步骤S60、如果匹配，电控单元生成对应的第二本地控制信号；

步骤S70、根据第二本地控制信号执行紧急熄灭和运行数据传输对应的远程控制信号，使远程控制装置可显示发电机组运行数据，此时发电机组不宜被远程控制，存在安全隐患；或根据第二本地控制信号执行所有远程控制信号，此时发电机组可安全被远程控制。

本例中发动机远程控制系统包括与主控单元电连接的人机交互单元，人机交互单元包括触摸屏；则步骤S10包括以下步骤：

步骤S100、通过触摸屏输入并网请求，并网请求包括目标发电机组的节点地址；

步骤S110、根据并网请求识别节点地址，生成对应的通信信号；

步骤S120、根据通信信号启用对应的通道，远程控制装置与目标发电机组建立通信连接。

其中，步骤S100具体包括以下步骤：

通过触摸屏进入链接界面，链接界面显示各发电机组的链接数据，链接数据包括发电机组的节点地址；

通过触摸屏选择目标发电机组对应的链接数据；

根据选择链接数据生成对应的并网请求；

则，步骤S30之后，还包括以下步骤：

步骤S32、通过触摸屏再次选择目标发电机组的链接数据；

步骤S34、判断触摸屏是否进入目标发电机组界面；

步骤S36、如果进入，链接成功，执行S40；

步骤S38、如果未进入，链接没有成功，生成对应的标识信号；

步骤S39、根据标识信号发出提示，标识信号相当于报警信号，主控单元获取标识信号后，可触摸屏显示链接失败，或通过声光报警信号去提示用户，便于用户去排查未建立链接的原因。

通过数据链接能够快速、方便的传输并网控制信号，操作简单方便，易实现；通过上述步骤完成链接验证，避免链接不成功的情况发生，并且操作简单方便。

本例中主控单元预先设置数据读取标志位、数据保存标志位和数据显示标志位；则，

步骤一、根据第一本地控制信号获取发电机组运行数据，包括以下步骤；

步骤二、获取数据读取标志位、数据保存标志位和数据显示标志位；

步骤三、判断数据读取标志位、数据保存标志位和数据显示标志位是否为1；通过此步骤，保证数据读取可靠，避免发生读取数据混乱的情况；

步骤四、如果读取标志位为1，则判断启用的通道是否处于闲置状态，若处于闲置通过数据采集转换单元读取运行数据；

步骤五、如果数据保存标志位为1，则保存数据；

步骤六、如果数据显示标志位为1，则通过触摸屏显示运行数据。

通过预先设置数据读取标志位、数据保存标志位和数据显示标志位，使运行过程中各状态简单易识别，实现运行数据的存储、显示等操作。

本控制方法是远程控制装置通过各发电机组的节点地址，分别与各发电机组建立链接，建立链接后主控单元可读取各发电机组的运行数据，并将运行数据处理后，通过人机交互单元显示处理，使各发电机组的运行状态可视，并且本例中人机交互单元可同时显示各发电机组的运行数据，还通过触摸屏显示链接数据以及链接成功等现实。控制信号输入后，经过数据采集转换单元处理后，由各通道传输至对应的发电机组，发电电机接收到控制信号后，其需判断安全防护单元的状态，当处于打开状态时，根据各控制信号控制发电机组，当处于关闭状态时，发电机组仅执行紧急熄灭和运行数据传输控制信号，进入自锁状态，避免远程控制引发的安全事故。可见，采用本发明的能够可靠的建立通信通道，可靠的传输数据和控制信号，以实现可靠安全的远程控制，且本控制方法简单易操作，成本低。

综上所述，采用本发明的发动机远程控制方法，能够安全可靠的控制与远程控制装置建立通信连接的发电机组，并且具有操作简单、易实现、成本低的优点；在环境比较恶劣的区域，无需现场去操作各发电机组，避免恶劣环境对操作人员造成伤害；且可方便的同时监视多台发电机组，减少了劳动量，提高了监视的精确性。

以上所述本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同一种发动机远程控制系统及控制方法的改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种发动机远程控制系统，包括多台发电机组及远程控制装置，其特征在于，所述远程控制装置包括电连接的主控单元和通信单元，所述主控单元通过所述通信单元分别与各所述发电机组建立通信连接，并通过所述通信单元传输控制信号及获取各所述发电机组的运行数据；

各所述发电机组上均设置有电连接的电控单元和安全保护单元，所述安全保护单元根据所述发电机组接受远程控制是否安全输出对应的安全电信号至所述主控单元，所述主控单元根据接收的安全电信号，执行所述远程控制装置传输的紧急熄灭和传输运行数据对应的控制信号，或执行所有所述远程控制装置传输的控制信号。

2.根据权利要求1所述的发动机远程控制系统，其特征在于，所述安全保护单元包括电连接的开关电路和检测单元，所述检测单元用于检测所述发电机组旁是否有操作人员，并传输对应的电信号至所述开关电路，所述开关电路根据接收的电信号导通或断开，以输出对应的安全电信号。

3.根据权利要求2所述的发动机远程控制系统，其特征在于，所述开关电路包括安全防护开关，当所述发电机组旁有人时，所述安全防护开关导通，当所述发电机组旁无人时，所述安全防护开断开。

4.根据权利要求3所述的发动机远程控制系统，其特征在于，各所述发电机组均为箱式机组，所述箱式机组包括箱门，所述箱门与所述安全防护开关联动；

当所述箱门打开时，所述安全防护开关导通，当所述箱门关闭时，所述安全防护开关断开。

5.根据权利要求1至4任一项所述的发动机远程控制系统，其特征在于，所述远程控制装置还包括分别与所述主控单元电连接的数据采集转换单元和人机交互单元，所述主控单元通过所述数据采集转换单元采集数据并将控制信号转成发电机组可识别控制信号，通过所述人机交互单元输入交互信号。

6.根据权利要求5所述的发动机远程控制系统，其特征在于，所述通信单元包括有线通信单元和无线通信单元，所述有线通信单元包括总线控制方式和网络TCP/IP通信方式。

7.一种发动机远程控制方法，其特征在于，基于权利要求1至6任一项所述的发动机远程控制系统；

所述控制方法，包括以下步骤：

S10、通过所述通信单元选取发电机组建立通信连接；

S20、建立连接后，生成对应的第一本地控制信号和远程控制信号；

S30、根据第一本地控制信号获取发电机组运行数据，或通过所述通信单元传输远程控制信号至对应的发电机组；

S40、各发电机组接收到控制信号后，其电控单元获取安全防护单元输出的安全电信号；

S50、所述电控单元将安全电信号与预设定安全信号进行匹配；

S60、如果匹配，所述电控单元生成对应的第二本地控制信号；

S70、根据第二本地控制信号执行紧急熄灭和运行数据传输对应的远程控制信号，或执行所有远程控制信号。

8.根据权利要求7所述的发动机远程控制方法，其特征在于，所述发动机远程控制系统包括与所述主控单元电连接的人机交互单元，所述人机交互单元包括触摸屏；

则所述S10包括以下步骤：

S100、通过所述触摸屏输入并网请求，并网请求包括目标发电机组的节点地址；

S110、根据所述并网请求识别节点地址，生成对应的通信信号；

S120、根据通信信号启用对应的通道，所述远程控制装置与目标发电机组建立通信连接。

9.根据权利要求8所述的发动机远程控制方法，其特征在于，所述S100具体包括以下步骤：

通过所述触摸屏进入链接界面，链接界面显示各所述发电机组的链接数据，链接数据包括发电机组的节点地址；

通过所述触摸屏选择目标发电机组对应的链接数据；

根据选择链接数据生成对应的并网请求；

则所述S30之后，还包括以下步骤：

S32、通过所述触摸屏再次选择目标发电机组的链接数据；

S34、判断所述触摸屏是否进入目标发电机组界面；

S36、如果进入，链接成功，执行所述S40；

S38、如果未进入，链接没有成功，生成对应的标识信号；

S39、根据标识信号发出提示。

10.根据权利要求8所述的发动机远程控制方法，其特征在于，所述主控单元预先设置数据读取标志位、数据保存标志位和数据显示标志位；则，

所述根据第一本地控制信号获取发电机组运行数据，包括以下步骤；

获取数据读取标志位、数据保存标志位和数据显示标志位；

判断数据读取标志位、数据保存标志位和数据显示标志位是否为1；

如果读取标志位为1，则判断启用的通道是否处于闲置状态，若处于闲置通过所述数据采集转换单元读取运行数据；

如果数据保存标志位为1，则保存数据；

如果数据显示标志位为1，则通过所述触摸屏显示运行数据。

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