基于组态软件柴油发电机组远程监控系统设计

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1、基于组态软件柴油发电机组远程监控系统设计　　摘要：重点说明了力控组态软件作为上位机在柴油发电机组监控系统中的应用，并对柴油机ECU的CAN总线数据传输方式及上位机的数据转换进行了理论研究，对监控系统的结构进行了分析与设计。结合玉柴YC6K系列发动机，力控组态软件，数据采集卡开发了一个界面直观，功能齐全的柴油发电机组运行参数的监控系统，并实现了通过Web平台构建的使用IE浏览器远程监控。关键词：CAN总线；柴油机；力控；监控系统中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：2095-2163（2013）02-0092-050引言随着计算机及智能仪表技术的不断发展，已经研制获得了多种工程用途的柴

2、油发动机监控系统，如智能型柴油机监控箱、数字式柴油机电子控制器等。但这些控制装置只能进行现场的实时监控，并未提供必要的上位机监控系统与远程监控实现，因此开发一种集成远程监控和现场视频监控的柴油机监控系统就具有重要的研究意义和实用价值[1]。9本文介绍了一种内驱为玉柴YC6K系列发动机，应用高速数据采集卡，并结合组态软件设计的功能强大系统。该系统除了具有界面直观，数据库和报表齐全、报警系统完善的优点外，更重要的是还可以实现系统远程监控功能。1实验平台介绍1.1实验发动机平台简介本实验是基于玉柴YC6K系列发动机为基础平台而展开和进行的。玉柴YC6K系列发动机是玉柴推出的定位于世界级水准的先进发

3、动机，该系统采用了高压共轨+SCR+美国JOCOBS缸内制动系统，四气门顶置凸轮轴设计，整体式缸盖，先冷却缸盖再冷却缸体的全新冷却概念。因而，吸引了学界各方的广泛关注，同时也赢得高度赞誉。玉柴YC6K系列发动机的电控系统采用博世（Bosch）公司的ECU模块，这一模块，也就是柴油机电控单元的主要任务是通过压力、温度、转速等多部传感器来采集柴油机的各种工作参数，再根据这些参数对燃油喷射系统进行微计算机实时控制，实现喷油量、喷油率和喷油压力随着柴油机的工况变化而发生相应改变。图1为玉柴YC6K系列发动机采用的博世（Bosch）公司的电控系统示意图。1.2SAEJ1939协议简介博世（Bosch）

4、公司的电控系统ECU采用CAN总线通讯方式的J1939协议。SAE9J1939协议是由美国汽车工程师协会（SAE）—卡车和公共汽车电气电子委员会下属的卡车和公共汽车控制和通讯网络分委员会指定的高层CAN网络通讯协议。该协议主要用于为重型道路车辆上电子部件间的通讯提供标准的体系结构，并通过采用多路复用技术为汽车及车载设备的各传感器、执行器与控制器提供基于CAN总线技术的、标准化且高速率的网络数据连接[2]。SAEJ1939协议是基于CAN总线技术的通讯网络，主要是在基于CAN2.0B协议的基础上定义了网络管理层与应用层。该协议的有效目标是构建一个开放互联的电子通讯系统，即提供一个标准的系统结构

5、框架使电控单元（ECU）之间实现交互式通信。SAEJ1939协议是高速网络通讯协议，其传输波特率可达250Kbps。通常，在汽车电子系统中ECU一般都是物理分布的，SAEJ1939协议还可以实现ECU之间的实时闭路控制功能。SAEJ1939协议的参考模型如图2所示。第2期高庆文：基于组态软件的柴油发电机组远程监控系统设计智能计算机与应用第3卷SAEJ1939协议包括多个子标准协议，这些协议分别是[3]：（1）SAEJ1939-11—物理层，250Kbps/s，传输介质为带屏蔽层的双绞线。（2）SAEJ1939-13—物理层，场外诊断连接器。（3）SAEJ1939-21—数据链路层。（4）SA

6、EJ1939-31—网络层。（5）SAEJ1939-71—车辆应用层。该层提供大部分消息和数据元件的定义。9（6）SAEJ1939-73—应用诊断层。（7）SAEJ1939-81—网络管理协议。2整体监控设计2.1监控系统的结构设计监控系统主要包括四部分：数据采集部分、现场视频采集部分、上位机监控部分和远程监控部分。系统原理则如图3所示。图3柴油机发电机组监控系统构成原理图2.2数据采集部分设计数据采集部分主要包括数据采集卡与发动机ECU的数据连接与传输、现场各类传感器与数据采集卡的连接以及数据采集卡与PC机的连接。文中，数据采集卡选用中泰研创的USB7660系列数据采集卡。该款采集卡除了提

7、供即插即用的USB数据采集模块，也整合了RS232/485通讯方式的数据采集模块。同时，还配备了48路单端模拟输入和24路差分模拟输入、4路模拟输出、3路计数器、16路数字量输入以及16路数字量输出。玉柴6K发动机的ECU模块采用CAN总线方式进行数据传输，并且预留CAN总线传输方式的外接数据端口。而且，数据采集卡使用的是RS232/485的通讯方式，因此，还需利用CAN转RS232/485的装置实现数据传输