一種基于柴油發電機組控制器的在線數字示波器裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及柴油發電機組控制器的波形顯示裝置，特別涉及一種基于柴油發電機 組控制器的在線數字示波器裝置。
【背景技術】
[0002] 柴油發電機組，是一種小型的發電設備，系指以柴油為燃料，以柴油機為原動機帶 動發電機發電的動力機械裝置。柴油發電機組由于其輕便靈活、集成度高、操作簡單，便于 維護等特點，廣泛應用于船舶、鐵路、礦山、軍事、通訊、野外施工、以及企事業單位、行政機 關等重要場所，作為常用、備用或應急電源使用。
[0003] 柴油發電機組控制器，能夠為發電機組提供智能化控制和安全保護，可檢測和顯 示各項運行參數，具有起機和停機等控制功能，并且在發生故障時自動處置，及時保護設備 和人員的安全。
[0004] 目前市場上存在的柴油發電機組控制器，無論是國外品牌，還是國內品牌，雖然都 能夠對三相電壓和電流進行測量、顯示，但這些參數都是由原始的交流信號經過真均方根 運算得到的結果，這些參數的原始波形是不提供的。對于關注電源品質的用戶，通常需要使 用電力分析儀器來查看實際的波形，然而電力分析儀器價格昂貴，接線復雜，且接入的是交 流高壓，既不方便，也不安全。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的在于提供一種基于柴油發電機組控制器的在線數字示波器裝置以 解決現有的柴油發電機組控制器無法直接顯示波形的問題。
[0006] 為實現上述目的，本發明提供了一種基于柴油發電機組控制器的在線數字示波器 裝置，包括：
[0007] 信號輸入單元、信號調理電路、A/D轉換單元、數據處理單元及波形顯示單元；
[0008] 所述信號輸入單元與柴油發電機組的控制器的接線端子相連，并接收來自所述控 制器的交流電壓信號和交流電流信號;所述交流電壓信號和交流電流信號輸入所述信號調 理電路進行信號處理，得到交流電壓調理后的信號和交流電流調理后的信號；所述交流電 壓調理后的信號和交流電流調理后的信號輸入所述A/D轉換單元進行A/D轉換，得到電壓采 樣信號和電流采樣信號;所述電壓采樣信號和電流采樣信號輸入所述數據處理單元，進行 轉換處理得到電壓值和電流值;所述電壓值和電流值輸入所述波形顯示單元進行波形顯 不。
[0009] 較佳地，所述控制器與柴油發電機相連，柴油發電機的三相交流電壓輸出線、三相 交流電流輸出線、電流公共端及電壓N相端分別與控制器的8個接線端子連接，以將柴油發 電機的3路交流電壓信號及3路交流電流信號輸入所述控制器。
[0010] 較佳地，所述信號調理電路包括電壓信號調理電路及電流信號調理電路，所述電 壓信號調理電路包括運算放大器A1，電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電容C1，所述電阻R3、 電容Cl并聯，并聯的電阻R3、電容Cl的一端與所述運算放大器A1的反向輸入端相連，另一端 與所述運算放大器A1的輸出端相連，所述電阻R2的一端與所述運算放大器A1的反向輸入端 相連，另一端與電阻R1相連，所述交流電壓信號從電阻R1、電阻R2的公共端輸入，經所述運 算放大器A1縮小后經所述電阻R4輸出所述交流電壓調理后的信號；
[0011] 所述電流信號調理電路包括運算放大器A2、運算放大器A3、運算放大器A4、運算放 大器A5,所述運算放大器A2、運算放大器A3同向輸入端經一依次串聯的電感L1、電阻R5、電 感L2相連，所述運算放大器A2、運算放大器A3的反向輸入端分別經過一組并聯的電感及電 容與輸出端連接，所述運算放大器A2、運算放大器A3的輸出端分別經過一電阻與運算放大 器A4反向輸入端及同向輸入端連接，所述運算放大器A5的輸出端經并聯的電感及電阻與運 算放大器A4的同向輸入端連接，交流電流信號經電感L1、電阻R5的公共端輸入，電流公共端 輸出的信號經過電阻R5、電感L2的公共端輸入，所述交流電流信號由所述電阻R5采樣，轉換 為交流電壓信號，再經運算放大器A2、運算放大器A3、運算放大器A4放大后由所述運算放大 器A4的輸出端輸出所述交流電流調理后的信號；
[0012] 所述交流電壓調理后的信號及交流電流調理后的信號輸入所述A/D轉換單元進行 A/D轉換，得到電壓的數字信號和電流的數字信號。
[0013] 較佳地，所述A/D轉換單元為一單片機，所述單片機以DMA的方式對輸入的模擬形 式的交流電壓調理后的信號和交流電流調理后的信號進行掃描轉換以分別得到所述電流 米樣?目號及電流米樣?目號，
[0014] 較佳地，所述單片機內具有定時器，所述定時器用于控制DMA掃描轉換時的采樣周 期。
[0015] 較佳地，所述采樣周期為5kHz~8kHz。
[0016] 較佳地，所述A/D轉換單元內設有第一數據緩沖區及第二數據緩沖區，所述第一數 據緩沖區及第二數據緩沖區用于依次輪流寫入數據并在其中一個緩沖區寫滿后進行數據 處理。
[0017] 其中一個數據緩沖區寫滿后繼續在另一個數據緩沖區內寫入數據，在另一個數據 緩沖區內寫入數據的同時處理寫滿的數據緩沖區內所寫入的數據。
[0018] 較佳地，所述數據處理單元包括一信號數字濾波模塊及信號還原模塊，所述信號 數字濾波模塊用于將所述電壓采樣信號和電流采樣信號按中值濾波算法進行數字濾波處 理，得到數字濾波的電壓數據及電流數據，所述信號還原模塊用于根據已經標定的數據、所 述信號輸入單元及信號調理電路的衰減倍數將數字濾波的電壓數據及電流數據進行計算 得到所述電壓值和電流值。
[0019] 較佳地，所述波形顯示單元為LCD顯示器，所述電壓值和電流值輸入所述LCD顯示 器進行波形顯示，其中，所述電壓值和電流值以移動刷新的方式從左至右移動更新以在所 述IXD顯示器上顯示電壓或電流的實際波形。
[0020] 較佳地，所述LCD顯示器的分辨率為320*240以上，所述IXD顯示器橫向移動刷新的 間隔為l〇ms以下。
[0021] 本發明提供的基于柴油發電機組控制器的在線數字示波器裝置通過設置信號調 理電路、A/D轉換單元、數據處理單元及波形顯示單元，實現了將數字示波器功能集成于柴 油發電機組控制器上，且該裝置針對柴油發電機組的特性，采用單片機即可完成數據處理 并通過IXD顯示。
[0022] 通過該裝置顯示發電機波形，無需外接其它電力示波器設備，即可實時在線檢測 交流電壓和電流的波形，為評價電源的品質提依據。本發明的裝置安全、可靠、成本較低、易 于實現，可為柴油發電機組控制器增加附加值。
【附圖說明】
[0023] 圖1為本發明提供的基于柴油發電機組控制器的在線數字示波器裝置結構示意 圖；
[0024] 圖2為本發明優選實施例的柴油發電機控制器與發電機連接示意圖；
[0025] 圖3為本發明優選實施例的電壓信號調理電路組成圖；
[0026] 圖4為本發明優選實施例的電流信號調理電路組成圖；
[0027] 圖5為本發明優選實施例的局部數據顯示效果圖。
【具體實施方式】
[0028] 為更好地說明本發明，茲以一優選實施例，并配合附圖對本發明作詳細說明，具體 如下：
[0029] 如圖1所示，本發明提供了一種基于柴油發電機