一种柴油发电机组远程监控平台的实现

　　柴油发电机组在无市电供应及需要不间断供电的地方，如电信系统、电力系统、广播电视系统的机站、机房，银行、医院等单位的供电系统等得到了广泛应用。柴油发电机组实现计算机自动监控和统一管理就显得很重要，这样有助于减少值班人员的工作强度，提高工作效率，提高管理水平。

　　1 系统结构

　　柴油发电机组远程监控平台的系统结构如图1所示。

　　柴油发电机组经MODEM与电话线路相连，在电话线路的另一端再经MODEM与监控主机的RS-232串口相连。

　　很多县级局和下级机站之间都有SDH信道相通，如果有附加的RS-232串口，也可以通过SDH信道传输数据，从而省掉电话线路两边的MODEM，等同于RS-232串口电缆直接相连。

　　如果一个下级机站内有多台柴油发电机组需要监控，在电话线路允许的情况下，可以为每台机组分配一条电话线，各占用监控主机的一个RS-232串口。如果电话线路有限，也可将机站内的各台柴油发电机组通过RS-485总线连成一个网络，经过RS-485/RS-232转换器，再接MODEM(见图2)，通过一条电话线路与监控主机相连，只占用监控主机的一个RS-232串口，每个机组分配一个地址，监控主机依靠地址来区分机组，轮流通过同一条电话线路监控各台机组，但这样一来会降低监控系统的反应速度。

　　RS-485总线为两线半双工串口总线，使用双绞线以平衡差分方式传送数据，其主要特点有：传送速率快，最快达每秒10M位;传送距离远，最远达1200米;抗干扰能力强，在噪声环境下长距离驱动32个节点。

　　2 柴油发电机组监控模块

　　每台柴油发电机组配一个监控模块，就可以通过串口对柴油发电机组进行计算机监控，各种信号从柴油发电机组电控箱内取。

　　我们选用80C552单片机作监控模块控制****，采用大规模集成电路，并结合了先进的设计技术。监控模块带有双看门狗电路，确保系统在意外死机时能自动恢复工作，这在无人值守的情况下是极其重要的。

　　柴油发电机组监控模块测量机组输出三相电压、三相电流、机组频率、机组转速、机油压力、冷却水温、燃油油位、机组启动电池电压、输出功率等运行参数并根据需要发送至监控主机。冷却水温、机油油压等参数的测量传感器一般都不是线性的，而且不同柴油发电机组生产厂家选用的传感器差异很大，监控模块保存监控主机发来的数据表格，并根据表格对采来的冷却水温、机油油压等参数进行线性化处理，以适应不同的传感器。监控模块有不掉电存储器，可以保存大量的工作、控制参数。

　　当测量的运行参数超出设定的上下限报警值，监控模块根据复杂的控制逻辑控制柴油发电机组的各种动作：起动、停机、ATS转换等，并将各种报警信息以及柴油发电机组的各种状态(自动/手动状态、运行/停机状态、市电/油机ATS状态、油机/油机ATS状态)报告监控主机。

　　监控主机也可根据需要遥控机组开机、关机、紧急停机、市电/油机ATS转换或油机/油机ATS转换等。

　　柴油发电机组监控模块的所有设置都可以在现场通过面板键盘完成，或者由监控主机在远处通过串口进行。监控模块提供RS-232和RS-485两种接口，有电信总局协议和MODBUS协议两种型号，采用10位异步串行通信方式(起始1位，数据8位，停止1位，无校验位)，数据传输率1.2kb/s—19.2kb/s可选，监控主机和监控模块之间采用严格的主从方式交换数据(监控模块只有在收到监控主机的命令后才会返回相应的数据，而不会主动发送数据给监控主机)。这样的设计非常适合构建我们的柴油发电机组远程监控平台。

　　柴油发电机组监控模块根据功能的强弱不同，已经形成了系列产品，以适应不同的需求。监控模块本身结构灵活，功能扩充也很方便。

　　3 通信协议

　　我们使用两种通信协议：电信总局通信协议和MODBUS通信协议。

　　电信总局通信协议参照电信总局《通信局(站)电源、空调及环境集中监控管理系统前端智能设备通信协议》，编码方式为ASCII码。信息传输方式为异步方式，起始位1位，数据位8位，停止位1位，无校验。传输波特率为19.2KB/S，9.6KB/S，2.4KB/S，1.2KB/S，0.6KB/S，0.3KB/S可选。

　　MODBUS通信协议的编码方式、信息传输方式与电信总局通信协议要求相同。

　　MODBUS协议描述如下：

　　命令格式：AA，CC，SSSS，WWWW，LRC，CR，LR

　　AA： 地址(两字节);

　　CC： 命令(两字节);

　　SSSS： 数据地址(四字节);

　　WWWW：数据(四字节);

　　LRC： 校验码(两字节);

　　CR： 回车;

　　LR： 换行。

　　响应格式：AA，CC，RENUM，DATA，LRC，CR，LR

　　RENUM：返回响应数据字节数;

　　DATA： 返回数据;

　　其余解释与命令格式相同。