盧鋼

摘 要：隨著現(xiàn)階段我國(guó)工業(yè)體系的快速發(fā)展，石油資源短缺和生態(tài)環(huán)境惡化已經(jīng)成為我國(guó)當(dāng)前社會(huì)發(fā)展所面臨的主要問題，因此在能源的使用過程中合理開發(fā)和使用清潔能源便成為當(dāng)前社會(huì)發(fā)展的主要趨勢(shì)。本文中主要研究了燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，文中首先對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，然后再結(jié)合實(shí)際情況，分析了燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的功能即燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組終端與監(jiān)控中心之間的通信協(xié)議設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

關(guān)鍵詞：燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組;遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng);控制功能;設(shè)計(jì)分析

引 言

當(dāng)前我國(guó)經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)中汽車工業(yè)迅速發(fā)展且市場(chǎng)中汽車的保有量也在快速地增長(zhǎng)，這在一定程度上便造成了社會(huì)性的人員需求短缺。根據(jù)最新的數(shù)據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，截止于2018年12月底，我國(guó)國(guó)內(nèi)內(nèi)燃機(jī)生產(chǎn)總量已達(dá)到34000萬余臺(tái)，全年內(nèi)燃機(jī)耗油量高達(dá)14.71億噸，占全年耗油總量的57.6%。因此為了促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)性健康發(fā)展，我國(guó)政府將節(jié)約能源納入了我國(guó)發(fā)展中的基本國(guó)策，并在哥本哈根所召開的國(guó)際氣候大會(huì)中，明確地提出在2020年內(nèi)將我國(guó)國(guó)內(nèi)單位生產(chǎn)總值二氧化碳排放量降低至40%。

為了擺脫當(dāng)前發(fā)展中所遇到的環(huán)境污染困境，我國(guó)政府對(duì)內(nèi)燃機(jī)節(jié)能技術(shù)和清潔能源的研究大力投資，當(dāng)前已從煤層氣中開發(fā)出甲烷這種氣體，作為全新的可燃環(huán)保清潔能源，因此在未來燃?xì)獍l(fā)動(dòng)機(jī)必將成為后油氣時(shí)代的主導(dǎo)動(dòng)力產(chǎn)品，通過對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，便可以保障燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組符合當(dāng)前我國(guó)社會(huì)的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)需求，并降低企業(yè)在生產(chǎn)中的運(yùn)營(yíng)成本。

一、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

現(xiàn)階段我國(guó)煤層氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈較為龐大，并且我國(guó)煤層氣資源豐富潛力巨大，通過大力發(fā)展我國(guó)的煤層氣發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈，就可以進(jìn)一步地促進(jìn)我國(guó)能源供應(yīng)效率，使煤炭企業(yè)建立出良好的循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系，保護(hù)當(dāng)前生態(tài)環(huán)境。位于我國(guó)遼寧省的撫順礦務(wù)局老虎臺(tái)電站是我國(guó)建國(guó)以來第1個(gè)煤層氣發(fā)電項(xiàng)目，在該煤層氣發(fā)電項(xiàng)目中所裝配的Kgz-3 c燃?xì)廨啓C(jī)采用了天然氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)飧變?nèi)噴射技術(shù)，并在實(shí)際應(yīng)用中取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。位于我國(guó)安徽合肥的合肥工業(yè)大學(xué)對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)的耗氣量和排放特性進(jìn)行研究，進(jìn)而通過燃?xì)獍l(fā)電機(jī)的排氣溫度信號(hào)，對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)空燃比反饋控制精準(zhǔn)化確定，為我國(guó)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的開發(fā)提供了必要的技術(shù)支持。為了滿足未來我國(guó)日益嚴(yán)格的內(nèi)燃機(jī)排放法規(guī)要求，因此在燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)上運(yùn)用遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)，便可以實(shí)現(xiàn)人員、設(shè)備之間的數(shù)據(jù)互通互傳，提供技術(shù)管理人員的監(jiān)控應(yīng)急能力，降低燃?xì)獍l(fā)電機(jī)在運(yùn)行中的風(fēng)險(xiǎn)和成本。

二、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的功能分析

1.燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控和控制功能。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控和控制功能，主要是用于監(jiān)控中心實(shí)時(shí)監(jiān)視現(xiàn)場(chǎng)發(fā)電機(jī)組的工作狀態(tài)，通過在燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組終端發(fā)送相應(yīng)的控制命令，便可以實(shí)現(xiàn)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組終端根據(jù)固定間隔向監(jiān)控中心返回燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)的相關(guān)數(shù)據(jù)。此外通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控可以對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)傳達(dá)，工作人員也可以通過現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控查詢?nèi)細(xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)在工作中的相應(yīng)狀態(tài)，通過燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組終端Gprs傳輸方式便可以將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、冷卻液溫度、功率等相關(guān)監(jiān)控參數(shù)信息實(shí)時(shí)傳遞給系統(tǒng)監(jiān)控中心，監(jiān)控中心便可以對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組終端直接下達(dá)相應(yīng)的查詢命令，查詢?nèi)細(xì)獍l(fā)電機(jī)組的實(shí)時(shí)工作狀態(tài);通過控制功能就可以借助監(jiān)控中心時(shí)間向現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送控制指令，在燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組終端接收到控制指令后，就可以直接通過數(shù)據(jù)連接對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組實(shí)施控制。

2.燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理功能。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)管理功能，主要具備以下三點(diǎn)作用：第一，通過數(shù)據(jù)管理功能，便可以對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組運(yùn)行控制監(jiān)控中心就可以將接收到的現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施狀態(tài)信息保存到相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中，供后期工作人員對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行調(diào)查;第二，通過數(shù)據(jù)管理功能，可以對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組報(bào)警數(shù)據(jù)信息進(jìn)行儲(chǔ)存，系統(tǒng)監(jiān)控中心可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組中端所傳回的報(bào)警信息數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，在對(duì)處理后的數(shù)據(jù)儲(chǔ)存在監(jiān)控中心的相應(yīng)硬件中;第三，通過數(shù)據(jù)管理功能可以直接生成燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組中監(jiān)控系統(tǒng)的運(yùn)行記錄，通過這一項(xiàng)措施，便可以對(duì)監(jiān)控系統(tǒng)運(yùn)行中的各項(xiàng)執(zhí)行步驟進(jìn)行儲(chǔ)存和管理，并生成相關(guān)的日志供工作人員在日后進(jìn)行查詢。

3.燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)報(bào)警信息處理功能。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)報(bào)警信息處理功能，主要作用于燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組工作過程中出現(xiàn)的異常情況下，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組客戶終端就可以直接向監(jiān)控中心發(fā)出報(bào)警信號(hào)，通過報(bào)警信號(hào)便可以引發(fā)監(jiān)控中心參數(shù)異常，當(dāng)監(jiān)控中心接收到燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組終端所傳回的報(bào)警信息后，就可以在第一時(shí)間將報(bào)警發(fā)動(dòng)機(jī)組的資料從硬件中調(diào)出，同時(shí)對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行技術(shù)調(diào)整，準(zhǔn)確地識(shí)別出燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組出現(xiàn)故障的具體原因，方便技術(shù)人員對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組進(jìn)行維修。

4.燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組系統(tǒng)監(jiān)控參數(shù)。燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的主要監(jiān)控參數(shù)有以下三點(diǎn)：第一，可監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速是燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組運(yùn)行狀況最為重要的參數(shù)指標(biāo)之一，由于燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中自身所具備的特殊性質(zhì)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速必須要穩(wěn)定在相應(yīng)的區(qū)間內(nèi)，才可以保證燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組可以正常運(yùn)行;第二，可監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)功率，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組在同等的排量下，發(fā)動(dòng)機(jī)功率越大那么便可以提高更多的電能供應(yīng)。但是如果燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組的功率持續(xù)增大，就會(huì)導(dǎo)致燃油消耗量增加，同時(shí)對(duì)生態(tài)系統(tǒng)中所排放的污染物質(zhì)也會(huì)隨之增加;第三，可監(jiān)控發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度通常需要控制在80℃至90℃之間，如果發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度過低，那么便會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行過程中潤(rùn)滑不夠充分，從而導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃?xì)馊紵怀浞?，使發(fā)動(dòng)機(jī)功率下降。如果發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻液溫度過高，便很容易導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)零部件出現(xiàn)膨脹變形、缸套活塞卡死等現(xiàn)象，除此之外還會(huì)發(fā)生潤(rùn)滑油粘度增加，破壞軸承油膜，使燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)零部件磨損增加。

三、燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組終端與監(jiān)控中心之間通信協(xié)議設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

在燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組終端與監(jiān)控中心之間進(jìn)行通信協(xié)議的設(shè)計(jì)過程中，需要在這兩者中接入GPRS網(wǎng)絡(luò)，這樣便可以接入，該通信協(xié)議在監(jiān)控中心與發(fā)電機(jī)組之間建成穩(wěn)固的連接，進(jìn)行信息數(shù)據(jù)的互通。在構(gòu)建通信網(wǎng)絡(luò)以客戶或服務(wù)器模式為主體時(shí)，便可以在基于TCP-IP通信協(xié)議下實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)連接化，這樣客戶端燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組GPRS終端和GPRS公共網(wǎng)絡(luò)之間就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)應(yīng)的連接方式。當(dāng)監(jiān)控中心接收到請(qǐng)求信號(hào)并同意后，燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組終端與監(jiān)控中心之間就可以產(chǎn)生數(shù)據(jù)信息的通信。

四、結(jié)束語

燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中，需要在基于GPRS通信模塊開發(fā)體系的基礎(chǔ)上，對(duì)燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)監(jiān)控預(yù)警信息管理系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)，通過此設(shè)計(jì)便可以優(yōu)化燃?xì)猓l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)系統(tǒng)的總體監(jiān)控參數(shù)，確保該發(fā)電機(jī)組在運(yùn)行過程中發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、功率、瓦斯?jié)舛取⑺疁?、排氣溫度等都得到有效的控制，提高燃?xì)獍l(fā)電機(jī)組發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行安全性。

參考文獻(xiàn)

[1] 楊新宇，程培源，楊旭峰等.一種燃?xì)鉁u輪發(fā)電機(jī)組在線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].電力系統(tǒng)保護(hù)與控制，2018，36（014）：71-73.

[2] 張浩，錢振華，彭道剛， et al.汽輪發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J].上海電力學(xué)院學(xué)報(bào)， 2017， 23（2）：138-140.

[3] 高慶文.基于組態(tài)軟件的柴油發(fā)電機(jī)組遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].智能計(jì)算機(jī)與應(yīng)用， 2013， 3（002）：92-96.

[4] 王剛.基于PLC的天然氣發(fā)電機(jī)組監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀器儀表， 2011（03）：45-45.