CN219993796U - 一种单缸柴油发电机的智能控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种单缸柴油发电机的智能控制系统，包括：安装于静音箱内的单缸柴油发电机、远程管理终端、控制器、油压检测检测单元、液位检测单元、转速检测单元、功率检测单元、温度检测单元、视频监控单元和用于启停单缸柴油发电机的启停开关；控制器与远程管理终端通讯连接，多个检测单元的输出端均与控制器的输入端电连接，控制器的输出端与启停开关的输入端电连接，启停开关的输出端与单缸柴油发电机的控制端电连接；解决现有的单缸柴油发电机不能智能检测运行状况，延长了单缸柴油发电机的使用寿命。

Description

一种单缸柴油发电机的智能控制系统

技术领域

本实用新型涉及单缸柴油发电机的自动控制技术领域，特别涉及一种单缸柴油发电机的智能控制系统。

背景技术

单缸柴油发电机属于小型柴油发电机，之所以成为小型柴油发电机的原因在于单缸柴油发电机的功率段比较小，在24千瓦以下，与四缸或是六缸以上的柴油发电机相比结构上更简单，只有一个气缸；单缸柴油机主要应用于农业机械、工程机械、汽车工业、船舶机械、电力工业等领域。

目前现有的单缸柴油发电机只能实现手动操作，不能自动启停，且没有保护功能，稳定性较差，容易发生故障，参数提取精度不高并显示不全，无法做到自动预警和自动保护。

实用新型内容

本实用新型提供了一种单缸柴油发电机的智能控制系统，其目的是为了利用物联网技术对单缸柴油发电机进行远程启停、远程监控，解决现有的单缸柴油发电机不能智能检测运行状况，无法及时控停设备导致设备出现故障时进一步扩大伤害范围的问题。

为了达到上述目的，本实用新型提供了一种单缸柴油发电机的智能控制系统，包括：

安装于静音箱内的单缸柴油发电机、远程管理终端、控制器、油压检测单元、液位检测单元、转速检测单元、功率检测单元、温度检测单元、视频监控单元和用于启停单缸柴油发电机的启停开关；

油压检测单元、液位检测单元、转速检测单元、功率检测单元、温度检测单元均设置于单缸柴油发电机上；

视频监控单元设置于静音箱外；

控制器与远程管理终端通讯连接，液位检测单元的输出端、转速检测单元的输出端、功率检测单元的输出端、温度检测单元的输出端、视频监控单元的输出端均与控制器的输入端电连接，控制器的输出端与启停开关的输入端电连接，启停开关的输出端与单缸柴油发电机的控制端电连接。

进一步来说，还包括：电源单元、第一保护单元和第二保护单元；

第一保护单元的输入端与市电端连接，第一保护单元的输出端与电源单元的输入端电连接，电源单元的输出端与控制器的电源端电连接，第二保护单元的输入端与单缸柴油发电机的电压输出端电连接，第二保护单元的输出端与控制器的输入端电连接。

进一步来说，第一保护单元包括：低压保护子单元、过压保护子单元、频率保护子单元；

低压保护子单元的输入端、过压保护子单元的输入端、频率保护子单元的输入端与市电端电连接，低压保护子单元的输出端、过压保护子单元的输出端、频率保护子单元的输出端与电源单元的输入端电连接；

第二保护单元包括：发电过压保护子单元、发电频率保护子单元、发电线圈温度保护子单元、发电过频保护子单元；

发电过压保护子单元的输入端、发电频率保护子单元的输入端、发电过频保护子单元的输入端、发电线圈温度保护子单元的输入端均与单缸柴油发电机的电压输出端电连接，发电过压保护子单元的输出端、发电频率保护子单元的输出端、发电过频保护子单元的输出端、发电线圈温度保护子单元的输出端均与控制器的输入端电连接。

进一步来说，还包括：无线信号收发器；

远程管理终端通过无线信号收发器与控制器通讯连接。

进一步来说，还包括预警单元，预警单元的输入端与控制器的输出端电连接。

进一步来说，还包括可视化人机交互界面，可视化人机交互界面的数据传输端与控制器的数据传输端电连接。

进一步来说，油压检测单元为油压传感器，设置于单缸柴油发电机的高压油管道处；

液位检测单元为燃油液位传感器，设置于单缸柴油发电机内的燃油箱中；

温度检测单元为温度传感器，设置在单缸柴油发电机内的定子线圈上；

转速检测单元为转速传感器，设置于单缸柴油发电机的转轴上；

功率检测单元为功率互感器，设置于单缸柴油发电机的电源输出端；

油压传感器的输出端、燃油液位传感器的输出端、温度传感器的输出端、转速传感器的输出端、功率互感器的输出端均与控制器的输入端电连接。

进一步来说，静音箱内还设有：

用于检测静音箱的振幅的振动传感器；

用于检测静音箱内温度的温度传感器；

振动传感器的输出端、温度传感器的输出端均与控制器的输入端电连接。

进一步来说，静音箱的内壁还设有照明灯和散热风扇；

照明灯的电源端与控制器的输出端电连接；

散热风扇的电源端与控制器的输出端电连接。

本实用新型的上述方案有如下的有益效果：

本实用新型与现有技术相比，通过将控制器与远程管理终端通讯连接，能够自动监测单缸柴油发电机的运行状况和单缸柴油发电机的内环境，通过控制器控制启停开关，能够在单缸柴油发电机发生异常时，远程控制单缸柴油发电机自动停止工作，当异常情况消失后，再次远程控制单缸柴油发电机启动运行，起到保护单缸柴油发电机的作用，利用物联网技术对单缸柴油发电机进行远程启停、远程监控，解决现有的单缸柴油发电机不能智能检测运行状况，无法及时控停设备导致设备出现故障时进一步扩大伤害范围的问题，延长了单缸柴油发电机的使用寿命。

本实用新型的其它有益效果将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例的控制框图；

图2为本实用新型实施例中设置于单缸柴油发电机内的检测单元连接图；

图3为本实用新型实施例中设置于静音箱中内壁的检测单元连接图。

具体实施方式

为使本实用新型要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。另外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

如图1所示，本实用新型的实施例提供了一种单缸柴油发电机的智能控制系统，包括：

单缸柴油发电机，单缸柴油发电机安装于静音箱内；

用于远程监管单缸柴油发电机的运行状态的远程管理终端，具有设备管理、设备监控、用户管理、权限管理的功能；

用于控制单缸柴油发电机的运行的控制器；

用于检测单缸柴油发电机在运行过程中各部件状况的多个检测单元，多个检测单元包括：油压检测单元、液位检测单元、转速检测单元、功率检测单元、温度检测单元、视频监控单元；

油压检测单元、液位检测单元、转速检测单元、功率检测单元、温度检测单元均设置于单缸柴油发电机上；

视频监控单元为摄像头，设置于静音箱外，用于对静音箱的周边环境实时进行视频监控；

用于启停单缸柴油发电机的启停开关，当达到启动条件时控制器发出启动信号控制单缸柴油发电机启动，当单缸柴油发电机出现异常情况时，控制器发出停止信号控制单缸柴油发电机停止运行；

控制器与远程管理终端通讯连接，用于将数据发送至远程管理终端，液位检测单元的输出端、转速检测单元的输出端、功率检测单元的输出端、温度检测单元的输出端、视频监控单元的输出端均与控制器的输入端电连接，用于将获取的数据发送至控制器，控制器的输出端与启停开关的输入端电连接，启停开关的输出端与单缸柴油发电机的控制端电连接，用于控制单缸柴油发电机启停。

本实用新型实施例包括手动和自动两种控制方法，当管理人员可以通过手动方式对设备进行控制，远程工作人员也可以通过远程管理终端对设备进行控制。

在本实用新型实施例中，采用搭载了STM32F205ZGT6单片机芯片的GBY003N控制器，CPU频率高达120MHz，高达1MB闪存和高级连接；应用于包括电动机驱动/应用控制、医疗设备、工业应用、报警系统、视频对讲机、HVAC和家用音频等设备。采用意法半导体90nm工艺和ART加速器，具有动态功耗调整功能，能够在运行模式下从Flash存储器执行程序时实现低至175μA/MHz的功耗。控制器通过4G/5G网络与远程管理终端互联，也可以通过自定义格式的TCP协议通信，协议根据不同功能对应不同大小的消息包，最大化利用传输带宽，将单缸柴油发电机的运行状态按固定周期上传，上传周期默认100ms/次，也可根据实际情况调整，将检测单元实时获取的数据发送至控制器，控制器将接收的数据实时上传至远程管理终端进行远程监控，控制器对接收的数据进行分析处理，并根据分析结果判断单缸柴油发电机是否处于正常运行状态，若否，则通过控制启停开关来停止单缸柴油发电机运行，当单缸柴油发电机的异常解除，则控制启停开关重新启动单缸柴油发电机。

需要说明的是，本实用新型实施例提供的远程管理终端包括常规的算法模块、可配置通讯协议模块、客户端对接模块、数据库和告警模块，利用移动终端或者桌面计算机设备对单缸柴油发电机进行远程监管，由算法模块、可配置通讯协议模块、客户端对接模块、数据库和告警模块组成远程管理终端为远程管理终端自身的内部结构，对输入的数据进行处理为远程管理终端自身所具备的功能，类似的控制器对输入的数据进行分析处理也是自身所具备的功能，对此在本实用新型实施例中不再一一进行赘述。

最优选的是，还包括：电源单元、第一保护单元和第二保护单元；

第一保护单元的输入端与市电端电连接，第一保护单元的输出端与电源单元的输入端电连接，电源单元的输出端与控制器的电源端电连接，第二保护单元与单缸柴油发电机的电压输出端电连接，第二保护单元的输出端与控制器的输入端电连接；在本实用新型实施例中，电源单元采用12V蓄电池给控制器供电，电源单元中还包含自动充电模块，自动充电模块与市电端电连接后对蓄电池进行充电，保证控制器的正常工作；在本实用新型实施例中第一保护单元可用于当市电端电压过低、市电端压/电流过高时切断市电端，实现对电源单元的短路保护；第二保护单元可用于单缸柴油发电机的发电线圈温度过高、单缸柴油发电机发出电压的频率过高时，及时发送信号给控制器，控制器通过控制启停开关控制单缸柴油发电机停止工作。

最优选的是，第一保护单元包括：低压保护子单元、过压保护子单元、频率保护子单元；

低压保护子单元的输入端、过压保护子单元的输入端、频率保护子单元的输入端与市电端电连接，低压保护子单元的输出端、过压保护子单元的输出端、频率保护子单元的输出端与电源单元的输入端电连接；

第二保护单元包括：发电过压保护子单元、发电频率保护子单元、发电线圈温度保护子单元、发电过频保护子单元；

发电过压保护子单元的输入端、发电频率保护子单元的输入端、发电过频保护子单元的输入端、发电线圈温度保护子单元的输入端均与单缸柴油发电机的电压输出端电连接，发电过压保护子单元的输出端、发电频率保护子单元的输出端、发电过频保护子单元的输出端、发电线圈温度保护子单元的输出端均与控制器的输入端电连接。

最优选的是，还包括：无线信号收发器；

远程管理终端通过无线信号收发器与控制器通讯连接。

最优选的是，还包括预警单元，预警单元的输入端与控制器的输出端电连接；在本实用新型实施例中，预警单元可以是远程管理终端的预警弹窗，也可以是与控制器电连接的蜂鸣器或扬声器，可用于当单缸柴油发电机因电压过低启动失败、市电端压/电流过高、单缸柴油发电机发生故障、单缸柴油发电机的发电线圈温度过高、单缸柴油发电机发出电压的频率过高时，及时发出预警信息。

最优选的是，还包括可视化人机交互界面，可视化人机交互界面的数据传输端与控制器的数据传输端电连接；在本发明实施例中，可视化人机交互界面为LED显示屏和按钮，将LED显示屏、按钮均与控制器电连接，通过按钮调出检测单元获取的数据并通过LED显示屏进行可视化。

最优选的是，油压检测单元为油压传感器，设置于单缸柴油发电机的高压油管道处；

液位检测单元为燃油液位传感器，设置于单缸柴油发电机内的燃油箱中；

温度检测单元为温度传感器，设置在单缸柴油发电机内的定子线圈上；

转速检测单元为转速传感器，设置于单缸柴油发电机的转轴上；

功率检测单元为功率互感器，设置于单缸柴油发电机的电源输出端；

如图2所示，油压传感器的输出端、燃油液位传感器的输出端、温度传感器的输出端、转速传感器的输出端、功率互感器的输出端均与控制器的输入端电连接；当燃油液位低于预设值、定子线圈的温度高于预设值、高压油管道内的油压低于预设值、单缸柴油发电机的实际功率超过预设值时，发出信号至控制器，控制器自动控制单缸柴油发电机停止，且通过无线信号收发器将信号传输至远程管理终端，远程工作人员收到信号后及时进行检修。

最优选的是，如图3所示，静音箱内还设有：

用于检测静音箱的振幅的振动传感器，由于单缸柴油发电机工作时引发静音箱同步产生抖动，当振动传感器检测到静音箱的振幅超过预设值，振动传感器发出信号至控制器，控制器发送信号给启停开关自动控制单缸柴油发电机停止，且通过无线信号收发器将信号传输至远程管理终端，远程工作人员收到信号后及时进行检修；

用于检测静音箱内温度的温度传感器；

振动传感器的输出端、温度传感器的输出端均与控制器的输入端电连接。

最优选的是，静音箱的内壁还设有照明灯和散热风扇；

照明灯的电源端与控制器的输出端电连接，通过设置照明灯，能够在工作时进行辅助照明，方便工作人员对静音箱内的单缸柴油发电机进行检修；

散热风扇的电源端与控制器的输出端电连接，当该温度传感器检测到静音箱内温度高于预设值，温度传感器发出信号至控制器，控制器自动控制散热风扇开启散热。

本实用新型实施例与现有技术相比，通过将控制器与远程管理终端通讯连接，能够自动监测单缸柴油发电机的运行状况和单缸柴油发电机的内环境，通过控制器控制启停开关，能够在单缸柴油发电机发生异常时，远程控制单缸柴油发电机自动停止工作，当异常情况消失后，再次远程控制单缸柴油发电机启动运行，起到保护单缸柴油发电机的作用，利用物联网技术对单缸柴油发电机进行远程启停、远程监控，解决现有的单缸柴油发电机不能智能检测运行状况，无法及时控停设备导致设备出现故障时进一步扩大伤害范围的问题，延长了单缸柴油发电机的使用寿命。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种单缸柴油发电机的智能控制系统，其特征在于，包括：

安装于静音箱内的单缸柴油发电机、远程管理终端、控制器、油压检测单元、液位检测单元、转速检测单元、功率检测单元、温度检测单元、视频监控单元和用于启停所述单缸柴油发电机的启停开关；

所述油压检测单元、所述液位检测单元、所述转速检测单元、所述功率检测单元、所述温度检测单元均设置于所述单缸柴油发电机上；

所述视频监控单元设置于所述静音箱外；

所述控制器与所述远程管理终端通讯连接，所述液位检测单元的输出端、所述转速检测单元的输出端、所述功率检测单元的输出端、所述温度检测单元的输出端、所述视频监控单元的输出端均与所述控制器的输入端电连接，所述控制器的输出端与所述启停开关的输入端电连接，所述启停开关的输出端与所述单缸柴油发电机的控制端电连接。

2.根据权利要求1所述的单缸柴油发电机的智能控制系统，其特征在于，还包括：电源单元、第一保护单元和第二保护单元；

所述第一保护单元的输入端与市电端电连接，所述第一保护单元的输出端与所述电源单元的输入端电连接，所述电源单元的输出端与所述控制器的电源端电连接，所述第二保护单元的输入端与所述单缸柴油发电机的电压输出端电连接，所述第二保护单元的输出端与所述控制器的输入端电连接。

3.根据权利要求2所述的单缸柴油发电机的智能控制系统，其特征在于，

所述第一保护单元包括：低压保护子单元、过压保护子单元、频率保护子单元；

所述低压保护子单元的输入端、所述过压保护子单元的输入端、所述频率保护子单元的输入端与市电端电连接，所述低压保护子单元的输出端、所述过压保护子单元的输出端、所述频率保护子单元的输出端与所述电源单元的输入端电连接；

所述第二保护单元包括：发电过压保护子单元、发电频率保护子单元、发电线圈温度保护子单元、发电过频保护子单元；

所述发电过压保护子单元的输入端、所述发电频率保护子单元的输入端、所述发电过频保护子单元的输入端、所述发电线圈温度保护子单元的输入端均与所述单缸柴油发电机的电压输出端电连接，所述发电过压保护子单元的输出端、所述发电频率保护子单元的输出端、所述发电过频保护子单元的输出端、所述发电线圈温度保护子单元的输出端均与所述控制器的输入端电连接。

4.根据权利要求2所述的单缸柴油发电机的智能控制系统，其特征在于，还包括：无线信号收发器；

所述远程管理终端通过所述无线信号收发器与所述控制器通讯连接。

5.根据权利要求4所述的单缸柴油发电机的智能控制系统，其特征在于，还包括预警单元，所述预警单元的输入端与所述控制器的输出端电连接。

6.根据权利要求5所述的单缸柴油发电机的智能控制系统，其特征在于，还包括可视化人机交互界面，所述可视化人机交互界面的数据传输端与所述控制器的数据传输端电连接。

7.根据权利要求1所述的单缸柴油发电机的智能控制系统，其特征在于，

所述油压检测单元为油压传感器，设置于所述单缸柴油发电机的高压油管道处；

所述液位检测单元为燃油液位传感器，设置于所述单缸柴油发电机内的燃油箱中；

所述温度检测单元为发动机温度传感器，设置于所述单缸柴油发电机定子线圈上；

所述转速检测单元为转速传感器，设置于所述单缸柴油发电机的转轴上；

所述功率检测单元为功率互感器，设置于所述单缸柴油发电机的电源输出端；

所述油压传感器的输出端、所述燃油液位传感器的输出端、所述温度传感器的输出端、所述转速传感器的输出端、所述功率互感器的输出端均与所述控制器的输入端电连接。

8.根据权利要求1所述的单缸柴油发电机的智能控制系统，其特征在于，所述静音箱内还设有：

用于检测所述静音箱的振幅的振动传感器；

用于检测所述静音箱内温度的温度传感器；

所述振动传感器的输出端、所述温度传感器的输出端均与所述控制器的输入端电连接。

9.根据权利要求8所述的单缸柴油发电机的智能控制系统，其特征在于，所述静音箱的内壁还设有照明灯和散热风扇；

所述照明灯的电源端与所述控制器的输出端电连接；

所述散热风扇的电源端与所述控制器的输出端电连接。