发电机组控制系统及发电系统的制作方法

本发明涉及发电机组控制领域，具体而言，涉及一种发电机组控制系统及发电系统。

背景技术：

目前的发电机组的控制系统中，各个控制器之间通过简单的关系连接，使得数据的交换不充分，数据不能进行充分共享和统筹运算，从而导致整个控制系统复杂化，控制精度低，控制灵活性差。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种发电机组控制系统及发电系统，通过对发电机组的数据进行统筹运算，并生成对应的控制策略，并且可以根据需要扩展更多的控制模块，可以非常方便地增加或者减少控制功能，从而提高了控制精度和控制灵活性。

为了实现上述目的，本发明较佳实施例采用的技术方案如下：

本发明较佳实施例提供一种发电机组控制系统，应用于发电机组。所述发电机组控制系统包括：

用于检测发电机组的运行信号并对发电机组进行控制的发电机组控制器，其中，所述运行信号包括发动机的机油压力信号、冷却水温信号、发电机以及母线上的电流信号、电压信号、频率信号、相位信号；

用于检测发动机的点火信号并对发动机的点火装置进行控制的点火控制器；

用于检测发动机的爆震信号，并对发动机的点火时刻以及发动机爆震停机进行控制的爆震控制器；以及

分别与所述发电机组控制器、所述点火控制器、所述爆震控制器电性连接，用于采集发电机组的工作状态数据，并根据所述工作状态数据、运行信号、点火信号以及爆震信号生成用于对所述发电机组的进行统筹控制的控制策略的主控制器，其中，所述控制策略包括对所述发电机组控制器、点火控制器、爆震控制器进行控制以使所述发电机组控制器、点火控制器、爆震控制器对所述发电机组进行控制的控制策略。

在本发明较佳实施例中，所述主控制器包括：

用于采集所述发电机组的工作状态数据并对所述发电机组进行控制的主控制模块；以及

与所述主控制模块通信连接，用于根据采集到的工作状态数据以及所述运行信号、点火信号以及爆震信号生成对应的控制策略的中央控制器，所述主控制模块根据所述控制策略对所述发电机组的工作状态进行控制。

在本发明较佳实施例中，所述主控制器还包括：

与所述中央控制器电性连接用于与外部监控终端进行通信的通信模块。

在本发明较佳实施例中，所述主控制器还包括：

与所述中央控制器电性连接用于接收输入的控制指令并发送给所述中央控制器的输入模块。

在本发明较佳实施例中，所述主控制模块包括：

用于采集发电机组的第一类工作状态数据的本地控制模块；以及

设置在发电机组上的用于采集发电机组的第二类工作状态数据的远程控制模块。

在本发明较佳实施例中，所述本地控制模块包括：

用于采集所述发电机组的第一类模拟信号的第一输入子模块。其中，所述第一类模拟信号包括控制阀位置信号、功率信号、燃气阀前后压力信号、爆震强度信号、进气歧管压力信号、调速信号、调压信号、机油压力信号、空气压力信号、外部功率控制信号。

用于输出控制模拟信号的第一输出子模块。其中，所述控制模拟信号包括点火提前角调整信号、各阀门位置控制信号。

用于采集所述发电机组的第一类数字信号的第二输入子模块。其中，所述第一类数字信号包括爆震信号、点火信号、并机和并网反馈信号、冷却水流量开关信号、水箱液位开关信号、补油箱液位开关信号、燃气泄漏报警信号和故障报警信号等数字信号。

用于输出数字控制信号的第二输出子模块。其中，所述数字控制信号包括起机信号、停机信号、并机信号、并网信号、故障报警信号、复位信号、启动马达速度控制信号。

用于采集发电机组的转速传感器发送的脉冲信号的频率采集子模块。

在本发明较佳实施例中，所述本地控制模块还包括：

用于外部监控终端和中央控制器通信的通信子模块。

在本发明较佳实施例中，所述远程控制模块包括：

用于采集所述发电机组的第二类模拟信号的第三输入子模块。其中，所述第二类模拟信号包括空气阀开度信号、冷却水三通阀开度信号、旁通阀开度信号、机油位置信号、曲轴箱压力信号、燃气浓度信号。

用于采集所述发电机组的第二类数字信号的第四输入子模块。其中，所述第二类数字信号包括信号冷却水水泵状态信号、冷却风扇状态信号、风阀状态信号、预热状态信号、预泵油状态信号、补油状态信号。

用于输出数字控制信号的第三输出子模块。其中，所述数字控制信号包括冷却水水泵控制信号、冷却风扇控制信号、风阀控制信号、预热控制信号、预泵油控制信号、补油控制信号。

用于采集所述发电机组的温度信号的温度采集子模块。其中，所述温度信号包括燃气温度、进气歧管进气温度、控制柜内温度、冷却水进水温度、冷却水出水温度。

用于采集所述发电机组的高温信号的热电偶温度采集子模块。其中，所述高温信号包括缸温、缸排温、涡后排温等高温信号。

在本发明较佳实施例中，所述远程控制模块还包括：

用于与中央控制器通信的无线通信子模块。

本发明较佳实施例还提供一种发电机组控制系统，所述发电机组控制系统与所述发电机组电性连接，用于对所述发电机组进行控制。

相对于现有技术而言，本发明具有以下有益效果：

本发明实施例提供的发电机组控制系统及发电系统，该发电机组控制系统包括：用于检测发电机的运行信号并对发电机进行控制的发电机组控制器；用于检测发动机的点火正时信号并对发动机组的点火装置进行控制的点火控制器；用于检测发动机的爆震信号的爆震控制器；以及分别与发电机组控制器、点火控制器以及爆震控制器电性连接，用于全面采集发电机组的工作状态数据，并生成用于控制发电机组的控制策略的主控制器，主控制器对整个发电机组进行统筹控制，特别是使发电机组控制器、点火控制器和爆震控制器根据控制策略对发电机组进行控制。主控制器还可以根据需要扩展更多的控制模块，可以非常方便地增加或者减少控制功能。基于上述设计，本发明提供的技术方案通过将发电机组的数据进行统筹运算，并生成对应的控制策略，从而提高了控制精度和控制灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。

图1为本发明较佳实施例提供的发电机组控制系统的结构框图；

图2为图1中所示的主控制器的一种结构框图；

图3为图1中所示的主控制器的另一种结构框图；

图4为图1中所示的主控制器的另一种结构框图；

图5为图2中所示的主控制模块的结构框图；

图6为图5中所示的本地控制模块的一种结构框图；

图7为图5中所示的本地控制模块的另一种结构框图；

图8为图5中所示的远程控制模块的一种结构框图；

图9为图5中所示的远程控制模块的另一种结构框图。

图标：10-发电机组控制系统；100-发电机组控制器；200-点火控制器；300-爆震控制器；400-主控制器；410-主控制模块；411-本地控制模块；4111-第一输入子模块；4112-第一输出子模块；4113-第二输入子模块；4114-第二输出子模块；4115-频率采集子模块；4116-通信子模块；412-远程控制模块；4121-第三输入子模块；4122-第三输出子模块；4123-第四输入子模块；4124-温度采集子模块；4125-热电偶温度采集子模块；4126-无线通信子模块；420-中央控制器；430-通信模块；440-输入模块。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

请参阅图1，为本发明较佳实施例提供的发电机组控制系统10的结构框图。本实施例中，所述发电机组控制系统10可以用于对发电机组进行控制，其中，所述发电机组可以是，但不仅限于燃气发电机组。

如图1所示，所述发电机组控制系统10可以包括发电机组控制器100、点火控制器200、爆震控制器300、主控制器400，所述发电机组控制器100、点火控制器200以及爆震控制器300分别与所述主控制器400通信连接。

具体地，在本实施例中，所述发电机组控制器100可以用于检测发电机的运行信号，并对发电机的起机、停机、复位、故障保护、调压、调频、并机、并网等进行控制。本实施例中，所述运行信号可以发电机和母线的电流信号、电压信号、频率信号、相位信号、机油压力、冷却水温及其它数字输入信号。

所述点火控制器200可以用于检测发动机的点火信号并对发动机的点火装置进行控制。

所述爆震控制器300可以用于检测发动机的爆震信号。

所述主控制器400可以用于采集发电机组的工作状态数据，并根据所述工作状态数据、运行信号、点火信号以及爆震信号生成用于丢所述发电机组进行统筹控制的控制策略。其中，所述控制策略包括对所述发电机组控制器100、点火控制器200、爆震控制器300进行控制以使所述发电机组控制器100、点火控制器200、爆震控制器300对所述发电机组进行控制的控制策略。所述主控制器400还可以根据需要扩展更多的控制模块，可以非常方便地增加或者减少控制功能。

所述主控制器400可将所述控制策略发送给所述发电机组控制器100、点火控制器200和爆震控制器300，以使所述发电机组控制器100、点火控制器200和爆震控制器300根据所述控制策略对所述发电机组进行控制，同时主控制器400也可以通过主控制模块410对发电机组进行控制。详细地，所述工作状态数据包括温度数据、功率数据、压力数据、浓度数据、爆震强度数据、液位数据以及各个设备的状态反馈数据。

本实施例中，所述控制策略可以包括根据所述爆震信号生成的点火控制策略以及根据所述爆震信号生成的停机控制策略。作为所述控制策略的一种实施方式，所述爆震控制器300可以将采集到的爆震信号发送到主控制器400，主控制器400根据爆震信号对应的爆震强度做出相应的点火策略。当有爆震发生时，且爆震强度小于一预设值时，主控制器400首先会发送一个点火提前角修正量给所述点火控制器200，所述点火控制器200根据所述点火提前角修正量相应地减小点火提前角。如果在减小点火提前角后，爆震依然没有消除，所述主控制器400会自动降低所述发电机组的输出功率；如果降低输出功率之后依然没有消除爆震，所述主控制器400会将输出功率降到零，同时发送一个停机指令给所述发电机组控制器100，从而实现所述发电机组的停机。如果爆震强度超出预设值，此时为了保护所述发电机组，主控制器400可以发出控制指令，关闭燃气电磁阀以及停止点火控制器200的输出，从而实现紧急停机。

基于上述设计，本实施例通过对发电机组的数据进行集中后统筹运算，并生成对应的控制策略，各个控制器根据所述控制策略协调控制所述发电机组，从而提高了控制精度和控制灵活性。

更为具体地，请参阅图2，作为一种实施方式，所述主控制器400可以包括主控制模块410以及中央控制器420。所述主控制模块410与所述中央控制器420通信连接。所述主控制模块410可以用于采集所述发电机组的工作状态数据并可对所述发电机组进行控制。所述中央控制器420用于根据采集到的工作状态数据以及所述运行信号、点火信号以及爆震信号生成对应的控制策略。所述主控制模块410可根据所述控制策略对所述发电机组的工作状态进行控制。

请进一步参阅图3，所述主控制器400还可以包括与所述中央控制器420电性连接用于与外部监控终端进行通信的通信模块430。具体地，所述通信模块430可以用于将所述中央控制器420生成的控制策略等数据发送给外部监控终端，所述外部监控终端可以向所述通信模块430发送相应的控制指令，所述中央控制器420执行控制指令以对所述发电机组进行控制，从而实现所述发电机组的远程控制。中央控制器420本身也有通信端口，外部监控终端通过这些通信端口可以直接实现对发电机组的实时监控。

具体地，所述通信模块430可以用于接收以及发送电磁波，实现电磁波与电信号的相互转换，从而与通讯网络或者外部监控终端进行通讯。所述通信模块430可与各种网络如互联网、企业内部网、无线网络进行通讯或者通过无线网络与外部监控终端进行通讯。上述的无线网络可包括蜂窝式电话网、无线局域网或者城域网。上述的无线网络可以使用各种通信标准、协议及技术，包括但并不限于全球移动通信系统、增强型移动通信技术、宽带码分多址技术，码分多址技术、时分多址技术、蓝牙、无线保真技术、网络电话、全球微波互联接入、其他用于邮件、即时通讯及短消息的协议，以及任何其他合适的通讯协议，甚至可包括那些当前仍未被开发出来的协议。

请进一步请参阅图4，本实施例中，所述主控制器400还可以包括与所述中央控制器420电性连接用于接收输入的控制指令并发送给所述中央控制器420的输入模块440。具体地，所述输入模块440可以是但不仅限于电阻式、电容式、红外线以及表面声波等多种类型实现的触控面板。除了触控面板，所述输入模块440还可以包括其他输入设备。具体地，其他输入设备可以包括但不限于物理键盘、功能键(比如控制按键、开关按键等)、轨迹球、鼠标、操作杆等中的一种或多种。

请参阅图5，所述主控制模块410可以包括用于采集发电机组的第一类工作状态数据并且输出中央控制器420控制策略的本地控制模块411，所述本地控制模块411跟中央控制器420之间采用并口通信模式，数据交换快，适合节气门等对反应速度要求特别高的设备，保证发电机组的控制速度。主控制模块410包括用于采集发电机组的第二类工作状态数据并且输出中央控制器420控制策略的远程控制模块412，远程控制模块412的安装位置可以按照需求灵活选择，保证发电机组的布线优化和数据采集精度。

可选地，所述本地控制模块411插接于所述中央控制器420，所述远程控制模块412与所述中央控制器420远程通信连接。所述远程控制模块412可以根据需要安装在远离中央控制器420的不同地方，既能优化布线，又能提高测量和控制精度。

基于上述设计，通过将本地控制模块411和远程控制模块412相结合，既提高了数据采集精度，又保证了控制的速度和精确度。

作为一种实施方式，所述本地控制模块411的具体结构请参阅图6，所述本地控制模块411可以包括第一输入子模块4111、第一输出子模块4112、第二输入子模块4113、第二输出子模块4114以及频率采集子模块4115。

本实施例中，所述第一输入子模块4111可以用于采集所述发电机组的第一类模拟信号。其中，所述第一类模拟信号主要有控制阀位置信号、功率信号、燃气阀前后压力信号、爆震强度信号、进气歧管压力信号、调速信号、调压信号、机油压力信号、空气压力信号、外部功率控制信号。特别说明，输入不是特定这些信号，还可以根据需要增加或减少输入信号。

所述第一输出子模块4112可以用于输出控制模拟信号。其中，所述控制模拟信号主要有点火提前角调整信号、各阀门位置控制信号。特别说明，输出不是特定这些信号，还可以根据需要增加或减少输出信号。

所述第二输入子模块4113可以用于采集所述发电机组的第一类数字信号。其中，所述第一类数字主要有爆震信号、点火信号、并机和并网反馈信号、冷却水流量开关信号、水箱液位开关信号、补油箱液位开关信号、燃气泄漏报警信号和故障报警信号等数字信号。特别说明，输入不是特定这些信号，还可以根据需要增加或减少输入信号。

所述第二输出子模块4114用于输出数字控制信号。其中，所述数字控制信号主要有起机信号、停机信号、并机信号、并网信号、故障报警信号、复位信号、启动马达速度控制信号。特别说明，输出不是特定这些信号，还可以根据需要增加或减少输出信号。

所述频率采集子模块4115可以用于采集发电机组的转速传感器发送的脉冲信号。特别说明，输入不是特定这些信号，还可以根据需要增加或减少输入信号。

进一步地，请参阅图7，所述本地控制模块411还可以包括通信子模块4116。通信子模块4116还可以跟其它控制器例如外部监控终端进行通信。

作为一种实施方式，所述远程控制模块412的具体结构请参阅图8，所述远程控制模块412可以包括第三输入子模块4121、第三输出子模块4122、第四输入子模块4123、温度采集子模块4124以及热电偶温度采集子模块4125。

本实施例中，所述第三输入子模块4121可以用于采集所述发电机组的第二类模拟信号。其中，所述第二类模拟信号主要有空气阀开度信号、冷却水三通阀开度信号、旁通阀开度信号、机油位置信号、曲轴箱压力信号、燃气浓度信号。特别说明，输入不是特定这些信号，还可以根据需要增加或减少输入信号。

所述第三输出子模块4122可以用于输出数字控制信号。其中，所述数字控制信号主要有冷却水水泵控制信号、冷却风扇控制信号、风阀控制信号、预热控制信号、预泵油控制信号、补油控制信号。特别说明，输出不是特定这些信号，还可以根据需要增加或减少输出信号。

所述第四输入子模块4123用于采集所述发电机组的第二类数字信号。其中，所述第二类数字信号主要有信号冷却水水泵状态信号、冷却风扇状态信号、风阀状态信号、预热状态信号、预泵油状态信号、补油状态信号。特别说明，输入不是特定这些信号，还可以根据需要增加或减少输入信号。

所述温度采集子模块4124可以用于采集所述发电机组的温度信号。其中，所述温度信号主要有燃气温度、进气歧管进气温度、控制柜内温度、冷却水进水温度、冷却水出水温度。特别说明，输入不是特定这些信号，还可以根据需要增加或减少输入信号。

所述热电偶温度采集子模块4125可以用于采集所述发电机组的高温信号。其中，所述高温信号主要有缸温、缸排温、涡后排温等高温信号。特别说明，输入不是特定这些信号，还可以根据需要增加或减少输入信号。

请进一步参阅图9，所述远程控制模块412还可以包括用于与中央控制器420通信的无线通信子模块4126，所述无线通信子模块4126可以用于将采集到的远程信号发送给所述中央控制器420。

通过采用串口通信模式可以实现所述远程控制模块412的远距离传输，使得所述远程控制模块412可以根据实际需要安装在最合适地方。例如，所述热电偶温度采集子模块4125需要离热电偶尽量近，这时就应该采用远程控制模块412。

需要注意的是，所述主控制器400还可以根据需要扩展更多的控制模块，可以非常方便地增加或者减少控制功能。

综上所述，本发明实施例提供的发电机组控制系统10及发电系统，该发电机组控制系统10包括：用于检测发电机组的运行信号并对发电机组进行控制的发电机组控制器100；用于检测发动机的点火信号并对发动机的点火装置进行控制的点火控制器200；用于检测发动机的爆震信号的爆震控制器300；以及分别与发电机组控制器100、点火控制器200以及爆震控制器300电性连接，用于采集发电机组的工作状态数据，并生成用于控制发电机组的控制策略的主控制器400，主控制器400对整个发电机组进行统筹控制，特别是发电机组控制器100、点火控制器200和爆震控制器300根据控制策略对发电机组进行控制，主控制器400还可以根据需要扩展更多的控制模块，可以非常方便地增加或者减少控制功能。基于上述设计，本发明提供的技术方案通过将发电机组的数据进行统筹运算，并生成对应的控制策略，从而提高了控制精度和控制灵活性。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。