柴油发电机控制系统远程监测管理

一、概述

 发电机远程监控系统由发电机智能控制器、无线数据采集器(DTU)、服务器、监控中心组成。采用无线传输方式接入互联网，可以远程实时监控发电机组：发电机的启动和停止、发电状况、油机状况、燃油状况、市电状况、通讯48V电池组状况等，同时发送短信和数据通知相关维护人员，实现了发电机组的全方位维护保养管理和发电量管理。特别是在日常维护管理中，监控人员根据实时监控的故障或警告信息（机油压力、水箱温度、燃油量、发电电压）及时汇报并派人处理，保障机组始终处于良好的备用状态。

二、背景

     改革开放以来，工厂、交通、电信、船舶、金融等领域迅猛发展。随着这些领域的快速发展，各种基础设施和自动化电子设备也迅速增多，同时对这些设备不间断供电的需求也随之增加。柴油发电机作为一种常规备用电源被广泛运用到各行各业，可以预见，在没有可替代大功率的备用电源出现的将来，发电机的运用会越来越多。因为传统的发电机管理与维护方式是靠专业人员定期检查，并且当发电机发电时，需要值守在现场密切注意发电机的运行状态。这就带来了一个问题，需要管理的柴油发电机数量的增多、地理位置分散与日益增高的人力成本之间的矛盾。各行各业，尤其是发电机租赁行业，迫切存在一种需求，就是对分散的发电机进行统一的，有针对性的管理。
    针对上述情况，我们的方案提供一种对发电机进行无线远程监控的解决方法，可以不受地域限制的，有针对性的，对众多发电机进行管理和维护，能极大地提高管理人员的工作效率。

三、工作原理

    一般情况下，管理人员一般通过发电机控制器监视发电机的各种状态，并通过控制器面板发出指令。控制器是我们操作管理发电机的中介部件，所以对众多的柴油发电机进行远程监控管理，需要解决3个问题，一是控制器必须有数据接口，二是如何远程，三是如何集中管理。
     首先，在计算机上，用软件模拟控制器面板，管理人员与软件的交互数据，通过控制器数据接口传递到控制器。此方案中，本公司的LXC6610控制器及其配置软件实现此功能。
    无线数据传输模块是一种基于GPRS网络（手机数据网络）的模块。它有两个接口，一个天线，通过天线，可以接入互联网；另一个RS232数据接口，可以连接发电机控制器数据接口。由此，发电机控制器间接接入了互联网，可以与互联网中的配置软件进行数据交互，用户通过配置软件实现远程监控发电机的功能。此方案中，采用本公司的LXI980型号DTU。
     本方案中，数据中心服务计算机，集中管理着所有接入互联网的控制器。它全天候地监控者发电机的启停、油量、油压等状况，并记录下各种警报信息。用户可以随时启动自己计算机上的配置软件连接到数据中心，以查看各个发电机的当前状态，并接收实时警报信息。

四、系统组成

发电机远程监控系统由发电机智能控制器、无线数据采集器(DTU)、服务器、监控中心组成。

1.发电机控制器

       发电机的核心控制部分，我们主要通过它监控发电机的运行。此方案中，我们采用本公司的LXC6610发电机控制器，带RS232数据接口，可以直接与LXI980型号的无线数据模块相连，并与之进行数据交互。控制器是发电机远程控制系统的核心部分，就如同人的大脑一样，可操控和支配整台发电机。

     控制器采用32位微处理器技术，实现发电机组的自动开机/停机、多种参数精密测量、报警保护及“三遥”功能。控制器采用大荧幕液晶(240*128LCD)图形显示器，在一个页面下可显示几乎全部的重要参数，省却翻页。同时可显示中文、英文及其他多种语言，全部参数可从控制器面板调整，也可使用PC机通过USB, RS485或GPRS远程调整及监测。其结构紧凑、接线简单、可靠性高，可广泛应用于各种类型的发电机组自动化系统，还可用于消防水泵，空压机的自动化控制系统。

2.无线数据模块

      无线数据传输模块的作用是接入互联网，将来自控制数据通过天线发送到互联网，将来自互联网的数据转发到控制器。该模块包含一个标识ID，在接入互联网时区别于无线数据模块。此方案中，我们采用本公司的LXI980无线数据模块。它跨越GPRS网络和互联网，桥接计算机与串口设备，解决R232串口设备只能近距离连接计算机的问题。带GPS功能，可定位RS232串口设备。具有短信收发功能，可在传输数据的同时收发短信。特别适合无人值守的应用。
       无线数据模块 是 一款工业级带 GPS 全球卫星定位功能的 GPRS DTU 产品。该产品内部集成了高性能、低功耗的工业级 GPS 模块和 GPRS 模块，是 GPS 全球定位技术和无线 GPRS 通信技术完美结合的一款产品。
       无线数据模块 基于 ARM 平台、嵌入式操作系统，内置工业级模块，可在恶劣环境下使用，工作温度适用范围可达－40℃~＋85℃。LXI980 提供标准 RS232 串行接口，可以快速与 PLC、工控机、仪器、仪表、RTU 等设备相连，通过 GPRS 网络将与 LXI980相连的设备数据传输到Internet 上的一台主机上，实现数据远程透明传输，与此同时可将前端设备所处地的 GPS 位置信息上报至主机上，实现设备的定位。
       LXI980 具有定位、无线数据通信及数据处理能力，外形小巧，坚固耐用，稳定可靠，安装方便，可广泛应用于建筑、交通等行业。特别适合塔吊监控、重型机械管理，也可用于出租车运营管理，运输车辆、特种车辆、车辆租赁管理 及相关的租赁 等领域。
       控制器与LXI980绑定后，只有通过密码才能解绑,若强行解绑,控制器会记录报警信息或拒绝下次启动发电机,此功能尤其适用于发电机租凭行业.同时还有GPS卫星定位功能,可随时了解机组的位置.另外可通过电脑远程监控修改远在千里之外的发电机组的配置参数，以更适合其现场的应用。辅以多达150条的黑匣子记录，可了解发电机组在故障发生瞬间的运行参数，包括：电压、电流、有功功率、功率因数、油压、水温、转速等重要参数。对LXI980进行个性化定制，并将其集成现有设备中，用户可以通过互联网和手机跟踪、监控、管理现有设备。

3.数据传输网络 

       整个系统的数据传输跨越了GPRS手机数据网络和互联网，实现该系统，数据中心、用户计算机必须能够接入互联网，为无线数据模块配备具有GPRS流量的SIM卡。同时在系统运行期间，需要定期检查SIM卡是否有GPRS流量。

4.数据中心服务器

       它是整个系统的核心部分，其作用包括3个方面。
       其一，管理所有通过无线数据模块(DTU)接入互联网控制器。当无线数据模块(DTU)接入数据中心时，它会告知数据中心自己的标识ID，数据中心通过该ID区分不同的控制器。
       其二，管理所有用户计算机上配置软件的连接。数据中心通过用户名和密码管理区分所有的连接到数据中心的用户。当用户计算机上的控制器配置软件启动时，它会自动连接到数据中心，并进行登录验证，用户可以在配置软件中修改默认   的用户名和密码。用户分为两类，一类是公共用户，一类是私人用户，两类用户享有不同的数据权限。
      其三，数据中转，控制器管理。配置软件管理着和用户相关的无线数据模块ID列表。公共用户，数据中心只响应某一时刻此类用户与控制器的数据交互；私有用户，数据中心将此类用户相关的无线数据模块ID列表同步到数据中心，定期(时间可以自行设置)扫描它们标识的发电机的工作状态，实时报警、跟踪启停情况、跟踪油量变化，并存于数据库，便于以后查询。
      厂家默认的数据中心提供客户公共用户，客户自建数据中心拥有两类用户。客户自建数据中心，以监控1000台发电机，历史数据保存2年的规模，请按以下步骤：
      置办服务器计算机。(CPU：双核2.9G以上；内存：4G；硬盘:500G；带宽：8M；操作系统：Windows 2003)。
      向本公司索要数据中心服务软件，与软件安装指导说明。
      购买安装防火墙等安全软件，申请静态IP地址。