[理学]柴油发电机测试系统的研究与实现

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1、第一章绪论1.1课题研究的背景意义柴油发电机广泛应用于野外作业、抗洪救灾及军事等领域，它是一种小型发电设备，系指以柴油等为燃料，以柴油机带动发电机的转子做切割磁力线运动而产生发电。整套机组一般由柴油机、发电机、控制箱、燃油箱、起动和控制用蓄电瓶、保护装置、应急柜等部件组成。整体可以固定在基础上，定位使用，亦可装在拖车上，供移动使用。尽管柴油发电机组的功率较低，但由于其体积小、灵活、轻便、配套齐全，便于操作和维护，所以广泛应用于矿山、铁路、野外工地、道路交通维护、以及工厂、企业、医院等部门，作为备用电源或临时电源。柴油机的转速由油控系统控制，当油控系

2、统增加喷油量时，柴油机转速变快；反之，当油控系统减少喷油量时，柴油机转速变慢，进而决定了输出电压的高低。为了使柴油机输出的电压稳定，就要给发电机组配置一套测控系统。该测控系统的功能就包括检测柴油机的输出电压，通过一定的算法处理得到喷油控制量，并把喷油控制量传送到油控系统以控制柴油机的转速，进而控制输出电压。用发电机测试系统进行测试，是一种全面的性能试验、能够较确切地得到被测电机的有关性能参数的试验。其目的是为了确定发电机的输出性能是否能全面达到技术要求，各种型式的发电机均需要通过测试、试验后才能投产或继续生产。国际标准和英、苏、德等国家都把型式试验

3、当作一种性能试验，用来检查发电机的特性和参数。这种试验一般只对各种型式电机中的第一台或首批的几台样机进行，所以称为型式试验。根据需要，试验可包括标准中规定的所有项目，也可以是其中的一部分项目。以前的电机型式试验系统主要由模拟设备和机械式测量仪表构成，试验人员工作繁重，数据统计工作复杂，且由于人为因素，数据测量不准确。基于上述原因，在中国市场上目前对具有自主知识产权的柴油发电机智能检测系统的需求十分迫切，该设备对于实时检测柴油发电机的输出参数，提高产品竞争力，提高市场消费需求具有巨大的实际作用和意义。本课题的研究对提高柴油发电机测试系统生产品质、效率

4、具有极高的实用价值。另一方面，随着计算机技术和嵌入式技术发展，出现了计算机检测技术在现代工业制造业对机电输出参数测量的高精度、高效率要求的驱动下，自动测试系统以经济实效、快速、非接触、精确以及自动化程度高等特点赢得了广泛的关注，本课题利用单片技术对柴油发电机测试系统进行了深入地探讨与研究具有重大意义，同时可以推广到其它相关领域。1.2国内外发展概况及发展趋势回顾国内柴油发电机测控系统的发展，大概可以划分为四个阶段：1、以时间继电器和中间继电器为主构成的自动化控制系统，这种模式当时在同行业中非常普遍，而且也以相当的批量投向市场，突出的弱点是功能简单、

5、结构复杂、维护调试困难、可靠性差，最终没有得到用户的认可。2、用分离电子元器件组成延时电路和逻辑判断电路来实现的自动化系统，这种模式相对于第一种模式，有了很大的进步，如果精心设计，提高工艺水平，应该能取得很好的效果。但是，在那个企业大而全的年代，每个企业各自为战，造成批量小、工艺落后、质量无法保证，所以这个阶段延续时间也较短。3、随着改革开放，国外各种新鲜器件纷纷出现在国人面前，PLC（可编程序控制器）以性能稳定、方便灵活的优势迅速成为机组自动化控制领域的主力，时至今日仍有企业在应用。这种模式的优点相对于前两种较为明显，但也逐步显露出一些缺陷，如：

6、外围电路复杂，需配置转速、电压等判断电路及供电电源、端口扩展继电器等器件；造价相对较高（带AD转换的PLC动辄上万元）。PLC是很可靠的，但它毕竟不是专门为我们这个行业而设计的，所以以PLC为核心构成的柴油发电机组自动化控制系统注定是一个匆匆的过客，随着技术的飞速发展很快失去了优势。4、控制系统功能模块化思路的出现，彻底解决了困扰发电机组控制领域的难题，这即是以专用控制器为核心构成的自动化系统，这些专用控制器为发电机组量身打造，集多种功能于一身，甩掉了复杂的外围电路，使自动化控制系统一下子变得简单了。这些专用控制器大多采用了先进的微处理器及控制技术

7、，可靠性和环境适应能力较PLC大大提高，同时，很多参数可以根据实际情况而设定，使用起来非常灵活。目前，我们已经处在第四个阶段十余年了，这种模式的生命力，随着技术的发展显示了越来越强大的生命力，可以说这种控制系统功能模块化就是柴油发电机组自动化测控的现状。1.3本课题的研究意义目前，随着我国工业的高速发展，大量的发电机在冶金、能源、化工、制造业、交通等行业得到了极为广泛的应用。但相应地发电机测试的工作量也不断增加，尤其对于一些80年代建设的大型国有企业，随着设备的才华，各类型的发电机的检修测试需要更是与日俱增。结合国家十五计划中提出其的“以信息化带动

8、工业化”的战略决策，开发一种采用先进的信息技术的发电机自动测试系统势在必行，设计可靠，安全，便捷柴油发电机测试系统具有极大