CN203717162U - 通用型发电机组无人值守控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型具体涉及通用型发电机组无人值守控制系统。本实用新型包括检测部、控制部和执行部，检测部包括发动机温度传感器和用电器电流传感器；控制部为单片机，单片机内部设有AD采样电路和PID算法电路，单片机上设有多个输入端，分别连接市电网线路、蓄电池两端、发动机转速信号线、发动机温度传感器和用电器电流传感器；执行部为步进电机、启动继电器和交流继电器，步进电机分别与化油器的阻风门和节气门连接，步进电机、启动继电器和交流继电器分别连接单片机。当监测到市电网停电时，单片机根据发动机温度传感器，带动两个步进电机自适应调节阻风门和节气门的开启角度，进而调节进入发动机的混合油气量，最终保证发电机组顺利启动并发电。

Description

通用型发电机组无人值守控制系统

技术领域

本实用新型属于发电控制装置领域，具体涉及通用型发电机组无人值守控制系统。

背景技术

在油田、煤矿、通讯基站等偏远地区，甚至超市、居民楼群等地区。由于电网停电会导致很多设备无法正常运转，例如：电器设备无法正常运转，通讯设备信号中断等现象。当维修人员也无法及时恢复电力供应时，需要自带检测系统的自主发电机组发电，将电能供应急需设备，保证各设备的正常运转。我们如何能够做到及时自主发电，主要采用下述方式：监测装置监测市电，当市电停电时，在短时间内自动启动发电机组，保证用电器的正常运转，当市电恢复供电时，控制系统自动停止发电机组的运转。安装现有的控制系统的发电机组包括发动机、发电机、化油器和单片机，发动机连接着发电机和化油器，化油器内设有调节进气量大小的阻风门和调节混合气量大小的节气门。虽然可以利用现有的装置启闭发电机组，利用发电机组发电，将电能供应电器，使电器保持正常运转。但是现有的发电机组控制系统不能自适应的调节阻风门和节气门的启闭角度，也不能时刻监测市电网的工作情况，做到快速反应、自动调节的能力；同时单片机无法通过监测发动机温度，控制启动节气门和阻风门的开启角度，只能由机械调速机构控制空气和燃料的混合比例，不能准确监测用电器需求电量并无法做到精确自动调节的能力，发电频率无法稳定在一个相对恒定的范围内。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是现有的发电机组控制系统不能自适应的调节阻风门和节气门的启闭角度，也不能时刻监测市电网的工作情况，做到快速反应、自动调节的目的。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案:通用型发电机组无人值守控制系统，包括检测部、控制部和执行部，检测部包括发动机温度传感器和用电器电流传感器；控制部为单片机，单片机内部设有AD采样电路和PID算法电路，单片机上设有多个输入端，分别连接市电网线路、蓄电池两端、发动机转速信号线、发动机温度传感器和用电器电流传感器；执行部为步进电机、启动继电器和交流继电器，步进电机分别与化油器的阻风门和节气门连接，步进电机、启动继电器和交流继电器分别连接单片机。

采用上述技术方案，本实用新型中，在现有化油器的基础上，本实用新型增加了均由单片机所控制的阻风门步进电机和节气门步进电机；在单片机的一个输入端连接对用电器电流采样的电流传感器，单片机的另一输入端还连接着发动机的缸头上的温度传感器。这样一来，当监测到市电停电时，单片机就会根据当前发动机温度的高低，带动两个步进电机及时自动地调节化油器上阻风门和节气门的开启角度，进而调节当前温度下进入发动机的混合油气量，最终保证发电机组在各种环境温度下顺利启动并发电，单片机控制交流继电器切换到发电机组给用电器供电。另外，当用电器发生变化时，就会在单片机的控制下，通过节气门步进电机及时自动地调节化油器节气门的开启角度，进而及时自动地调节进入发动机汽缸内的混合油气的比例和总量，维持恒定频率发电的质量输出特性，最终促使该发电机组输出电量根据用电器要求的调整。当市电恢复供应时，单片机通过控制步进电机，切断燃油，停止发电机组发电，单片机控制交流继电器切换到市电给用电器供电。

进一步，所述发电机组的发电输出端上设有用电器电流传感器，用电器电流传感器连接单片机，这样可以监测发电机组工作的全部过程。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为本实用新型通用型发电机组无人值守控制系统的应用框图；

图2为本实用新型通用型发电机组无人值守控制系统中化油器的结构示意图。

具体实施方式

如图1、2所示：通用型发电机组无人值守控制系统，包括检测部、控制部和执行部，其特征在于，检测部包括发动机温度传感器和用电器电流传感器；控制部为单片机，单片机内部设有AD采样电路和PID算法电路，单片机上设有多个输入端，分别连接市电网线路、蓄电池两端、发动机转速信号线、发动机温度传感器和用电器电流传感器；执行部为步进电机、启动继电器和交流继电器，步进电机分别与化油器的阻风门和节气门连接，步进电机、启动继电器和交流继电器分别连接单片机；发电机组的发电输出端上设有电流传感器，电流传感器连接单片机。

工作中，单片机监测市电网，控制发动机起停；其中，发动机为化油器式发动机；化油器3带有调节进气量大小的阻风门和调节进入发动机汽缸内的混合油气量大小的节气门（图2中，右边的箭头表示空气从箭头所指方向通过阻风门进入化油器；左边的箭头，表示混合油气从箭头所指方向进入发动机）。在本实用新型中，阻风门连接有由单片机所控制的阻风门步进电机2，节气门连接有由单片机所控制的节气门步进电机1（注：由于本领域的技术人员十分清楚，阻风门步进电机2的输出轴与阻风门的转轴连接，节气门步进电机1的输出轴与节气门的转轴连接，图2未画出相应的局部剖视图来）；在发动机的缸头上安装温度传感器，温度传感器连接单片机；单片机是带有AD采样电路、PID算法电路，单片机上设有多个输入端，分别连接市电网线路、蓄电池两端、发动机转速信号线、发动机温度传感器和用电器电流传感器。

结合对本实用新型有益效果的了解，本领域的技术人员从上述具体实施方式中可以看出，本实用新型区别于现有技术的主要方面在执行机构（两个步进电机）和在恰当位置设置的对应传感器。至于单片机，则完全是根据功能需要进行的常规选用，即选择现有的带有AD采样电路、PID算法电路的单片机。所以，涉及与单片机相关的具体接线位置、驱动执行机构的放大电路等，因本领域的技术人员十分清楚、熟悉，故不赘述；图1绘制出该系统的应用框图，实践中用到的充电器，功率超限自动短路器均省略未画。

本领域的技术人员清楚，在通过监测市电网电压的方式来确定是否应当启动发电机组。相关步骤按如下要求设定：

在该系统接线完毕，打开开关时，单片机随时监测市电网电压，当市电电压停止供应一定时间后，单片机通过缸头温度传感器对发动机进行缸温采样，并根据缸头温度来决定通过阻风门步进电机2和节气门步进电机1所分别带动的阻风门和节气门的开启角度，在据此控制阻风门步进电机2和节气门步进电机1的同时，启动发动机带动发电机发电，并通过交流继电器切换到发电机组给用电器供电，紧接着让单片机通过用电器电流传感器，并利用PID算法进行运算，进而驱动节气门步进电机来调节其节气门的开启角度，达到功能设置的发电频率输出，以始终满足发电输出的目的。当市电恢复供应时，单片机通过控制步进电机，切断燃油，停止发电机组发电，并通过交流继电器切换到市电给用电器供电。

另外，在本系统中仅用小电流来给蓄电池充电，提高蓄电池寿命；关于自动调节过程中的阻风门和节气门的开启角度问题，由于对本领域的技术人员而言，既可以根据已有经验来设置单片机对相应步进电机的控制量，也可通过有限的常识试验重新确定；发动机为发电机提供动力，使发电机顺利发电，所以发动机最先启动。

以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以做出若干变形和改进，也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。

Claims (2)

1.通用型发电机组无人值守控制系统，包括检测部、控制部和执行部，其特征在于，检测部包括发动机温度传感器和用电器电流传感器；控制部为单片机，单片机内部设有AD采样电路和PID算法电路，单片机上设有多个输入端，分别连接市电网线路、蓄电池两端、发动机转速信号线、发动机温度传感器和用电器电流传感器；执行部为步进电机、启动继电器和交流继电器，步进电机分别与化油器的阻风门和节气门连接，步进电机、启动继电器和交流继电器分别连接单片机。

2.根据权利要求1所述的通用型发电机组无人值守控制系统，其特征在于，所述发电机组的发电输出端上设有用电器电流传感器，用电器电流传感器连接单片机。