一种基于柴油发电机组控制器的在线数字示波器装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及柴油发电机组控制器的波形显示装置，特别涉及一种基于柴油发电机 组控制器的在线数字示波器装置。
【背景技术】
[0002] 柴油发电机组，是一种小型的发电设备，系指以柴油为燃料，以柴油机为原动机带 动发电机发电的动力机械装置。柴油发电机组由于其轻便灵活、集成度高、操作简单，便于 维护等特点，广泛应用于船舶、铁路、矿山、军事、通讯、野外施工、以及企事业单位、行政机 关等重要场所，作为常用、备用或应急电源使用。
[0003] 柴油发电机组控制器，能够为发电机组提供智能化控制和安全保护，可检测和显 示各项运行参数，具有起机和停机等控制功能，并且在发生故障时自动处置，及时保护设备 和人员的安全。
[0004] 目前市场上存在的柴油发电机组控制器，无论是国外品牌，还是国内品牌，虽然都 能够对三相电压和电流进行测量、显示，但这些参数都是由原始的交流信号经过真均方根 运算得到的结果，这些参数的原始波形是不提供的。对于关注电源品质的用户，通常需要使 用电力分析仪器来查看实际的波形，然而电力分析仪器价格昂贵，接线复杂，且接入的是交 流高压，既不方便，也不安全。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种基于柴油发电机组控制器的在线数字示波器装置以 解决现有的柴油发电机组控制器无法直接显示波形的问题。
[0006] 为实现上述目的，本发明提供了一种基于柴油发电机组控制器的在线数字示波器 装置，包括：
[0007] 信号输入单元、信号调理电路、A/D转换单元、数据处理单元及波形显示单元；
[0008] 所述信号输入单元与柴油发电机组的控制器的接线端子相连，并接收来自所述控 制器的交流电压信号和交流电流信号;所述交流电压信号和交流电流信号输入所述信号调 理电路进行信号处理，得到交流电压调理后的信号和交流电流调理后的信号；所述交流电 压调理后的信号和交流电流调理后的信号输入所述A/D转换单元进行A/D转换，得到电压采 样信号和电流采样信号;所述电压采样信号和电流采样信号输入所述数据处理单元，进行 转换处理得到电压值和电流值;所述电压值和电流值输入所述波形显示单元进行波形显 不。
[0009] 较佳地，所述控制器与柴油发电机相连，柴油发电机的三相交流电压输出线、三相 交流电流输出线、电流公共端及电压N相端分别与控制器的8个接线端子连接，以将柴油发 电机的3路交流电压信号及3路交流电流信号输入所述控制器。
[0010] 较佳地，所述信号调理电路包括电压信号调理电路及电流信号调理电路，所述电 压信号调理电路包括运算放大器A1，电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电容C1，所述电阻R3、 电容Cl并联，并联的电阻R3、电容Cl的一端与所述运算放大器A1的反向输入端相连，另一端 与所述运算放大器A1的输出端相连，所述电阻R2的一端与所述运算放大器A1的反向输入端 相连，另一端与电阻R1相连，所述交流电压信号从电阻R1、电阻R2的公共端输入，经所述运 算放大器A1缩小后经所述电阻R4输出所述交流电压调理后的信号；
[0011] 所述电流信号调理电路包括运算放大器A2、运算放大器A3、运算放大器A4、运算放 大器A5,所述运算放大器A2、运算放大器A3同向输入端经一依次串联的电感L1、电阻R5、电 感L2相连，所述运算放大器A2、运算放大器A3的反向输入端分别经过一组并联的电感及电 容与输出端连接，所述运算放大器A2、运算放大器A3的输出端分别经过一电阻与运算放大 器A4反向输入端及同向输入端连接，所述运算放大器A5的输出端经并联的电感及电阻与运 算放大器A4的同向输入端连接，交流电流信号经电感L1、电阻R5的公共端输入，电流公共端 输出的信号经过电阻R5、电感L2的公共端输入，所述交流电流信号由所述电阻R5采样，转换 为交流电压信号，再经运算放大器A2、运算放大器A3、运算放大器A4放大后由所述运算放大 器A4的输出端输出所述交流电流调理后的信号；
[0012] 所述交流电压调理后的信号及交流电流调理后的信号输入所述A/D转换单元进行 A/D转换，得到电压的数字信号和电流的数字信号。
[0013] 较佳地，所述A/D转换单元为一单片机，所述单片机以DMA的方式对输入的模拟形 式的交流电压调理后的信号和交流电流调理后的信号进行扫描转换以分别得到所述电流 米样?目号及电流米样?目号，
[0014] 较佳地，所述单片机内具有定时器，所述定时器用于控制DMA扫描转换时的采样周 期。
[0015] 较佳地，所述采样周期为5kHz~8kHz。
[0016] 较佳地，所述A/D转换单元内设有第一数据缓冲区及第二数据缓冲区，所述第一数 据缓冲区及第二数据缓冲区用于依次轮流写入数据并在其中一个缓冲区写满后进行数据 处理。
[0017] 其中一个数据缓冲区写满后继续在另一个数据缓冲区内写入数据，在另一个数据 缓冲区内写入数据的同时处理写满的数据缓冲区内所写入的数据。
[0018] 较佳地，所述数据处理单元包括一信号数字滤波模块及信号还原模块，所述信号 数字滤波模块用于将所述电压采样信号和电流采样信号按中值滤波算法进行数字滤波处 理，得到数字滤波的电压数据及电流数据，所述信号还原模块用于根据已经标定的数据、所 述信号输入单元及信号调理电路的衰减倍数将数字滤波的电压数据及电流数据进行计算 得到所述电压值和电流值。
[0019] 较佳地，所述波形显示单元为LCD显示器，所述电压值和电流值输入所述LCD显示 器进行波形显示，其中，所述电压值和电流值以移动刷新的方式从左至右移动更新以在所 述IXD显示器上显示电压或电流的实际波形。
[0020] 较佳地，所述LCD显示器的分辨率为320*240以上，所述IXD显示器横向移动刷新的 间隔为l〇ms以下。
[0021] 本发明提供的基于柴油发电机组控制器的在线数字示波器装置通过设置信号调 理电路、A/D转换单元、数据处理单元及波形显示单元，实现了将数字示波器功能集成于柴 油发电机组控制器上，且该装置针对柴油发电机组的特性，采用单片机即可完成数据处理 并通过IXD显示。
[0022] 通过该装置显示发电机波形，无需外接其它电力示波器设备，即可实时在线检测 交流电压和电流的波形，为评价电源的品质提依据。本发明的装置安全、可靠、成本较低、易 于实现，可为柴油发电机组控制器增加附加值。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明提供的基于柴油发电机组控制器的在线数字示波器装置结构示意 图；
[0024] 图2为本发明优选实施例的柴油发电机控制器与发电机连接示意图；
[0025] 图3为本发明优选实施例的电压信号调理电路组成图；
[0026] 图4为本发明优选实施例的电流信号调理电路组成图；
[0027] 图5为本发明优选实施例的局部数据显示效果图。
【具体实施方式】
[0028] 为更好地说明本发明，兹以一优选实施例，并配合附图对本发明作详细说明，具体 如下：
[0029] 如图1所示，本发明提供了一种基于柴油发电机