本发明涉及一种发电机组数据参数显示控制系统。本系统包括数据采集处理部分和LED显示控制部分，数据采集处理部分包括数据采集处理电路、通讯驱动电路和电源电路，LED显示控制部分包括LED显示控制电路、LED显示屏和电源模块。本系统传输距离远，并能保持高度同步显示发电机组的各项参数。数据传输采用冗余传输和纠错控制，抗干扰能力强。可有效抑制共模干扰，且带有防雷功能，能大大降低雷击使通讯器件损坏的概率。完全脱离计算机通讯，可靠应用在工厂恶略环境中。完全适用于大中型发电机组的设备监测及报警，因此具有在大中型企业中广泛推广应用的前景。
1.一种发电机组数据参数显示控制系统，其特征在于：包括数据采集处理部分和LED显示控制部分，数据采集处理部分包括数据采集处理电路、通讯驱动电路和电源电路，LED显示控制部分包括LED显示控制电路、LED显示屏和电源模块，数据采集处理电路与通讯驱动电路连接，通讯驱动电路与LED显示控制电路连接，LED显示控制电路连接LED显示屏，电源电路分别连接数据采集处理电路及通讯驱动电路，电源模块分别连接LED显示控制电路及LED显示屏；
所述数据采集处理电路包括一路光电耦合器IC1、单片机IC2、两路光电耦合器IC3、时钟芯片IC4和四路光电耦合器IC5，RS-232接口的3脚通过电阻R1与一路光电耦合器IC1的2脚连接，RS-232接口的5脚连接一路光电耦合器IC1的3脚，一路光电耦合器IC1的8脚接电源VCC端，一路光电耦合器IC1的6脚接单片机IC2的3脚，一路光电耦合器IC1的
5脚接地GND端，单片机IC2的9脚通过电阻R2接地GND端，单片机IC2的18脚分别与晶振JT1的一端及电容C1的一端连接，单片机IC2的19脚分别与晶振JT1的另一端及电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电容C1的另一端连接后接地GND端，单片机IC2的40脚分别接电阻排A1的1脚及电容C3的一端，电容C3的另一端接地GND端，电阻排A1的2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚和9脚分别接单片机IC2的1脚、2脚、3脚、4脚、33脚、
34脚、12脚和13脚，单片机IC2的28脚接光电耦合器IC5的10脚及电阻R12的一端，单片机IC2的27脚接四路光电耦合器IC5的12脚及电阻R11的一端，单片机IC2的24脚接四路光电耦合器IC5的14脚及电阻R10的一端，单片机IC2的23脚接四路光电耦合器IC5的16脚及电阻R9的一端，单片机IC2的22脚和21脚分别通过电阻R6和电阻R8与指示灯插座LED1和LED2的3脚连接，单片机IC2的14脚和15脚分别通过电阻R5和电阻R7与指示灯插座LED1和LED2的1脚连接，指示灯插座LED1的2脚和4脚与指示灯插座LED2的2脚和4脚连接后接电源VCC端，电阻R9、电阻R10、电阻R11及电阻R12的另一端连接后接电源VCC端，四路光电耦合器IC5的9脚与11脚、13脚和15脚连接后接地GND端，四路光电耦合器IC5的4脚、6脚和8脚连接后接外地WGND端，四路光电耦合器IC5的7脚、
5脚、3脚和1脚分别通过电阻R13、电阻R14、电阻R15和电阻R16与接插件SW1的2脚、3脚、4脚和16脚连接，接插件SW1的1脚接外电源WHV端，时钟芯片IC4的8脚接地GND端，时钟芯片IC4的12脚接电源VCC端，时钟芯片IC4的11脚、10脚和9脚分别接单片机IC2的12脚、33脚和32脚，接口J1的2脚和4脚连接后接外电源5V，接口J1的1脚和3脚分别通过电阻R3和电阻R4与两路光电耦合器IC3的1脚和3脚连接，两路光电耦合器IC3的2脚和4脚连接后接外地WGND端，两路光电耦合器IC3的8脚和6脚分别接单片机IC2的13脚和1脚，两路光电耦合器IC3的7脚和5脚连接后接地GND端。
2.如权利要求1所述的发电机组数据参数显示控制系统，其特征在于：所述通讯驱动电路包括隔离收发器IC6和隔离收发器IC7，隔离收发器IC6的1脚和7脚与电容C4的一端连接后接电源VCC端，隔离收发器IC6的2脚和8脚与电容C4的另一端连接后接地GND端，隔离收发器IC6的4脚和5脚连接后接单片机IC2的2脚，隔离收发器IC6的16脚接外电源5V，隔离收发器IC6的15脚和9脚连接后接外地WGND端，隔离收发器IC6的12脚与电阻R17的一端及防雷器V1的一端连接后接RS-485-1接口的1脚，隔离收发器IC6的
13脚与电阻R17的另一端及防雷器V2的一端连接后接RS-485-1接口的2脚，防雷器V1的另一端与防雷器V2的另一端连接后接接外地WGND端，隔离收发器IC7的1脚和7脚连接后接电源VCC端，隔离收发器IC7的2脚和8脚连接后接地GND端，隔离收发器IC7的16脚与电容C5的另一端连接后接外地WGND端，隔离收发器IC7的12脚与电阻R18的一端及瞬变抑制二极管V3的一端连接后接RS-485-2接口的1脚，隔离收发器IC7的13脚与电阻R18的另一端及瞬变抑制二极管V4的一端连接后接RS-485-2接口的2脚，瞬变抑制二极管V3的另一端与瞬变抑制二极管V4的另一端连接后接接外地WGND端。
3.如权利要求1所述的发电机组数据参数显示控制系统，其特征在于：所述电源电路包括三端稳压器U1和三端稳压器U2、两个交流电源AC和一个直流电源DC，交流电源AC8.5V的1脚与二极管D2的正极及二极管D4的负极连接，交流电源AC8.5V的2脚与二极管D1的正极及二极管D3的负极连接，二极管D1的负极、二极管D2的负极及电解电容C7的正端与三端稳压器U1的1脚连接，二极管D3的正极、二极管D4的正极、电解电容C7的负端及电解电容C8的负端与三端稳压器U1的2脚连接后接地GND端，三端稳压器U1的3脚与电解电容C8的正端连接后接电源VCC端，交流电源AC15V的1脚与二极管D6的正极及二极管D8的负极连接，交流电源AC15V的2脚与二极管D5的正极及二极管D7的负极连接，二极管D5的负极、二极管D6的负极、电解电容C9的正端及电容C6的一端与三端稳压器U2的1脚连接，二极管D7的正极、二极管D8的正极、电解电容C9的负端及电容C6的另一端与三端稳压器U2的2脚连接后接外地WGND端，三端稳压器U2的3脚接外电源5V，直流电源DC的1脚接外地WGND端，直流电源DC的2脚接外电源WHV端。
4.如权利要求1所述的发电机组数据参数显示控制系统，其特征在于：所述LED显示控制电路包括单片机IC8和收发器IC9，单片机IC8的1脚与接口J2的5脚连接，接口J2的6脚接单片机IC8的28脚，接口J2的7脚和8脚接地GND端，接口J2的9脚和10脚分别接单片机IC8的3脚和27脚，接口J2的16脚、15脚、14脚和13脚分别与单片机IC8的
22脚、23脚、24脚和25脚连接，单片机IC8的3脚和6脚连接，单片机IC8的11脚通过电阻R19与发光二极管LED1的负极连接，发光二极管LED1的正极接电源VCC端，单片机IC8的14脚接晶振JT2的一端及电容C11的一端，单片机IC8的15脚接晶振JT2的另一端及电容C12的一端，单片机IC8的15脚接电阻R20的一端，单片机IC8的16脚接地GND端，电容C11和电容C12的另一端连接后接地GND端，单片机IC8的29脚与电阻R21和电阻R22的一端连接，电阻R21的另一端接地GND端，电阻R22的另一端接电源VCC端，单片机IC8的30脚、31脚、32脚、33脚、34脚、35脚、36脚和37脚分别与电阻R24、R25、R26、R27、R28、R29、R30和R31的一端连接后与接插件SW2的9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚和16脚连接，单片机IC8的38脚通过电容C10接地GND端，接插件SW2的1脚、2脚、3脚、
4脚、5脚、6脚、7脚和8脚连接后接地GND端，单片机IC8的42脚接收发器IC9的1脚，单片机IC8的17脚接收发器IC9的2脚和3脚，单片机IC8的43脚接收发器IC9的4脚，同时通过电阻R23接电源VCC端，收发器IC9的5脚接地GND端，收发器IC9的6脚和7脚分别与接口J3的4脚和3脚连接，接口J3的2脚接地GND端，接口J3的1脚接电源VCC端，收发器IC9的8脚与电容C13的一端连接后接电源VCC端，电容C13的另一端接地GND端，接口J2的1脚、2脚和3脚接地GND端，接口J2的4脚接单片机IC8的26脚，接口J4的1脚接电源VCC端，接口J4的2脚和3脚分别接单片机IC8的5脚和7脚，接口J4的4脚接地GND端。
发电机组数据参数显示控制系统
技术领域
[0001] 本发明涉及用于发电机组的监测设备，特别涉及一种发电机组数据参数显示控制系统。
背景技术
[0002] 在发电机组的生产管理过程中，一般采取异步监测或单点监测，这种方式存在不能同步显示数据或者不能多点多参数同时监测的缺陷。
发明内容
[0003] 鉴于上述现有技术状况和存在的问题，本发明提供一种发电机组数据参数显示控制系统。通过本系统的设计，可实现对发电机组生产过程中的温度、压力、功率、功率因数、连续累计运行时间等数据进行实时显示，并且可在主控室和不同分控室同步显示这些数据，若有参数超过正常值，则会多屏幕同时显示报警提示信息。
[0004] 本发明采取的技术方案是：一种发电机组数据参数显示控制系统，其特征在于：包括数据采集处理部分和LED显示控制部分，数据采集处理部分包括数据采集处理电路、通讯驱动电路和电源电路，LED显示控制部分包括LED显示控制电路、LED显示屏和电源模块，数据采集处理电路与通讯驱动电路连接，通讯驱动电路与LED显示控制电路连接，LED显示控制电路连接LED显示屏，电源电路分别连接数据采集处理电路及通讯驱动电路，电源模块分别连接LED显示控制电路及LED显示屏。
[0005] 本系统的数据采集处理部分负责将前端发电机组各传感器信号进行采集、数据转换及量化，然后通过工业RS-485总线发送到各LED显示控制部分，LED显示控制部分将接收到的数据按扫描驱动方式处理后，直接控制LED显示屏进行各参数滚动显示。
[0006] 本发明所产生的有益效果是：本系统传输距离远，并能保持高度同步显示发电机组的各项参数。数据传输采用冗余传输和纠错控制，抗干扰能力强。可有效抑制共模干扰，且带有防雷功能，能大大降低雷击使通讯器件损坏的概率。完全脱离计算机通讯，可靠应用在工厂恶略环境中。完全适用于大中型发电机组的设备监测及报警，因此具有在大中型企业中广泛推广应用的前景。
附图说明
[0007] 图1为本发明连接原理框图。
[0008] 图2为数据采集处理电路原理图。
[0009] 图3为通讯驱动电路原理图。
[0010] 图4为电源电路原理图。
[0011] 图5为LED显示控制电路原理图。
具体实施方式
[0012] 以下结合附图对本发明作进一步说明。参照图1，发电机组数据参数显示控制系统包括数据采集处理部分和LED显示控制部分，数据采集处理部分包括数据采集处理电路、通讯驱动电路和电源电路，LED显示控制部分包括LED显示控制电路、LED显示屏和电源模块，数据采集处理电路与通讯驱动电路连接，通讯驱动电路与LED显示控制电路连接，LED显示控制电路连接LED显示屏，电源电路分别连接数据采集处理电路及通讯驱动电路，电源模块分别连接LED显示控制电路及LED显示屏。采用电源模块的型号为S-201-24。
[0013] 数据采集处理电路包括一路光电耦合器IC1（型号为6N317）、单片机IC2（型号为STC12C5A60S2）、两路光电耦合器IC3（型号为TCP521-2）、时钟芯片IC4（型号为SD2405）和四路光电耦合器IC5（型号为TCP521-4）；通讯驱动电路包括隔离收发器IC6（型号为ADM2483）和隔离收发器IC7（型号为ADM2483）；电源电路包括三端稳压器U1（型号为7850）和三端稳压器U2（型号为7850）、两个交流电源AC和一个直流电源DC；LED显示控制电路包括单片机IC8（型号为STC12C5A60S2）和收发器IC9（型号为MAX487）。
[0014] 参照图2，数据采集处理电路RS-232接口的3脚通过电阻R1与一路光电耦合器IC1的2脚连接，RS-232接口的5脚连接一路光电耦合器IC1的3脚，一路光电耦合器IC1的8脚接电源VCC端，一路光电耦合器IC1的6脚接单片机IC2的3脚，一路光电耦合器IC1的5脚接地GND端，单片机IC2的9脚通过电阻R2接地GND端，单片机IC2的18脚分别与晶振JT1的一端及电容C1的一端连接，单片机IC2的19脚分别与晶振JT1的另一端及电容C2的一端连接，电容C2的另一端与电容C1的另一端连接后接地GND端，单片机IC2的40脚分别接电阻排 A1的1脚及电容C3的一端，电容C3的另一端接地GND端，电阻排 A1的2脚、3脚、4脚、5脚、6脚、7脚、8脚和9脚分别接单片机IC2的1脚、2脚、3脚、4脚、33脚、34脚、12脚和13脚，单片机IC2的28脚接光电耦合器IC5的10脚及电阻R12的一端，单片机IC2的27脚接四路光电耦合器IC5的12脚及电阻R11的一端，单片机IC2的24脚接四路光电耦合器IC5的14脚及电阻R10的一端，单片机IC2的23脚接四路光电耦合器IC5的16脚及电阻R9的一端，单片机IC2的22脚和21脚分别通过电阻R6和电阻R8与指示灯插座LED1和LED2的3脚连接，单片机IC2的14脚和15脚分别通过电阻R5和电阻R7与指示灯插座LED1和LED2的1脚连接，指示灯插座LED1的2脚和4脚与指示灯插座LED2的2脚和4脚连接后接电源VCC端，电阻R9、电阻R10、电阻R11及电阻R12的另一端连接后接电源VCC端，四路光电耦合器IC5的9脚与11脚、13 脚和15脚连接后接地GND端，四路光电耦合器IC5的4脚、6脚和8脚连接后接外地WGND端，四路光电耦合器IC5的7脚、
5脚、3脚和1脚分别通过电阻R13、电阻R14、电阻R15和电阻R16与接插件 SW1的2脚、
3脚、4脚和16脚连接，接插件SW1的1脚接外电源 WHV端，时钟芯片IC4的8脚接地GND端，时钟芯片IC4的12脚接电源VCC端，时钟芯片IC4的11脚、10脚和9脚分别接单片机IC2的12脚、33脚和32脚，接口J1的2脚和4脚连接后接外电源5V，接口 J1的1脚和3脚分别通过电阻R3和电阻R4与两路光电耦合器IC3的1脚和3脚连接，两路光电耦合器IC3的2脚和4脚连接后接外地WGND端，两路光电耦合器IC3的8脚和6脚分别接单片机IC2的13脚和1脚，两路光电耦合器IC3的7脚和5脚连接后接地GND端。
[0015] 参照图3，通讯驱动电路隔离收发器IC6的1脚和7脚与电容C4的一端连接后接电源VCC端，隔离收发器IC6的2脚和8脚与电容C4的另一端连接后接地GND端，隔离收发器IC6的4脚和5脚连接后接单片机IC2的2脚，隔离收发器IC6的16脚接外电源5V，隔离收发器IC6的15脚和9脚连接后接外地WGND端，隔离收发器IC6的12脚与电阻R17的一端及防雷器V1的一端连接后接RS-485-1接口的1脚，隔离收发器IC6的13脚与电阻R17的另一端及防雷器V2的一端连接后接RS-485-1接口的2脚，防雷器V1的另一端与防雷器V2的另一端连接后接接外地WGND端，隔离收发器IC7的1脚和7脚连接后接电源VCC端，隔离收发器IC7的2脚和8脚连接后接地GND端，隔离收发器IC7的16脚与电容C5的另一端连接后接外地WGND端，隔离收发器IC7的12脚与电阻R18的一端及瞬变抑制二极管V3的一端连接后接RS-485-2接口的1脚，隔离收发器IC7的13脚与电阻R18的另一端及瞬变抑制二极管V4的一端连接后接RS-485-2接口的2脚，瞬变抑制二极管V3的另一端与瞬变抑制二极管V4的另一端连接后接接外地WGND端。
[0016] 参照图4，电源电路交流电源AC8.5V的1脚与二极管D2的正极及二极管D4的负极连接，交流电源AC8.5V的2脚与二极管D1的正极及二极管D3的负极连接，二极管D1的负极、二极管D2的负极及电解电容C7的正端与三端稳压器U1的1脚连接，二极管D3的正极、二极管D4的正极、电解电容C7的负端及电解电容C8的负端与三端稳压器U1的2脚连接后接地GND端，三端稳压器U1的3脚与电解电容C8的正端连接后接电源VCC端，交流电源AC15V的1脚与二极管D6的正极及二极管D8的负极连接，交流电源AC15V的2脚与二极管D5的正极及二极管D7的负极连接，二极管D5的负极、二极管D6的负极、电解电容C9的正端及电容C6的一端与三端稳压器U2的1脚连接，二极管D7的正极、二极管D8的正极、电解电容C9的负端及电容C6的另一端与三端稳压器U2的2脚连接后接外地WGND端，三端稳压器U2的3脚接外电源5V，直流电源DC的1脚接外地WGND端，直流电源DC的2脚接外电源 WHV端。
[0017] 参照图5，LED显示控制电路单片机IC8的1脚与接口J2的5脚连接，接口J2的6脚接单片机IC8的28脚，接口J2的7脚和8脚接地GND端，接口J2的9脚和10脚分别接单片机IC8的3脚和27脚，接口J2的16脚、15脚、14脚和13脚分别与单片机IC8的22脚、23脚、24脚和25脚连接，单片机IC8的3脚和6脚连接，单片机IC8的11脚通过电阻R19与发光二极管LED1的负极连接，发光二极管LED1的正极接电源VCC端，单片机IC8的
14脚接晶振JT2的一端及电容C11的一端，单片机IC8的15脚接晶振JT2的另一端及电容C12的一端，单片机IC8的15脚接电阻R20的一端，单片机IC8的16脚接地GND端，电容C11和电容C12的另一端连接后接地GND端，单片机IC8的29脚与电阻R21和电阻R22的一端连接，电阻R21的另一端接地GND端，电阻R22的另一端接电源VCC端，单片机IC8的
30脚、31脚、32脚、33脚、34脚、35脚、36脚和37脚分别与电阻R24、 R25、R26、R27 、R28、 R29、R30和 R31的一端连接后与接插件SW2的9脚、10脚、11脚、12脚、13脚、14脚、15脚和16脚连接，单片机IC8的38脚通过电容C10接地GND端，接插件SW2的1脚、2脚、3脚、
4脚、5脚、6脚、7脚和8脚连接后接地GND端，单片机IC8的42脚接收发器IC9的1脚，单片机IC8的17脚接收发器IC9的2脚和3脚，单片机IC8的43脚接收发器IC9的4脚，同时通过电阻R23接电源VCC端，收发器IC9的5脚接地GND端，收发器IC9的6脚和7脚分别与接口J3的4脚和3脚连接，接口J3的2脚接地GND端，接口J3的1脚接电源VCC端，收发器IC9的8脚与电容C13的一端连接后接电源VCC端，电容C13的另一端接地GND端，接口J2的1脚、2脚和3脚接地GND端，接口J2的4脚接单片机IC8的26脚，接口J4的1脚接电源VCC端，接口J4的2脚和3脚分别接单片机IC8的5脚和7脚，接口J4的4脚接地GND端。
[0018] 数据采集处理部分原理：数据采集处理部分将传感器4-20mA信号变换为RS485数字信号后通过隔离收发器IC6隔离并转换为TTL电平，然后输入到单片机IC2进行数据处理。A1为10K上拉阻排，电容C3、C4、C5和C6为电源去耦电容。IC4为时钟芯片，为显示屏提供日期及时间显示。电阻R5、R6、R7和R8与指示灯LED1和LED2外部设置输入信号通过接插件SW1经四路光电耦合器IC5光耦隔离后输入给单片机IC2处理。晶振JT1、电容C1和C2组成震荡电路为单片机IC2提供时钟信号。交流8.5V电源通过二极管D1、D2、D3和D4整流后经电容C7滤波给三端稳压器U1稳压为5V，再经电容C8低频滤波后提供给单片机IC2和时钟芯片IC4等器件作为内部电源用。交流15V电源通过二极管D5、D6、D7和D8整流后经电容C9和C6滤波给三端稳压器U2稳压为5V后提供给两路光电耦合器IC3、隔离收发器IC6、隔离收发器IC7等器件作为外部电源用。电阻R17和R18为通信终端匹配电阻。V1、V2、V3、V4为通信防雷器件。单片机IC2处理后的数据经过隔离收发器IC7隔离并转换为RS-485信号输出给LED显示控制部分。J1为秒同步信号和电站连续累计运行时间输入信号。秒同步信号作为数据采集和其它DCS系统保持同步需由DCS DO输出秒中断信号给LED数据采集部分，DO为不带电源纯开关触点信号。秒同步信号应为500ms接通，500ms断开。电站连续累计运行时间为通过DCS DO触点接通为开始计时，触点断开为停止计时，计时时，触点DO需保持接通状态。当停止计时，则显示原计时时间不变，当再次计时则从0重新计时。
[0019] LED显示控制部分原理：数据信号经J3口的RS485A和RS485B输入到收发器IC9，将差分信号转换为TTL电平给单片机IC8处理。发光二极管LED1为工作及通信指示灯。晶振JT2、电容C11和C12组成震荡电路为收发器IC9提供时钟信号。J3为烧录程序用内部接口。C10和C13为电源去耦电容。R24-R31为单片机IC8上拉电阻。接插件SW2为本LED显示控制部分地址码设定用，以区别数据显示。R19和R20为低压复位电阻，用来增加单片机IC8抗干扰。J2为信号输出端，用来连接LED显示屏接口。LA、LB、LC、LD为显示屏行选择地址。RDEN为数据接收选择端。R1、R2为上下半屏数据输出端。LT为数据锁存端，SK为数据时钟端。显示数据时，当某一路信号小于4mA时，则数据显示为**.*(按照相应的数据位数)，以提示本路信号异常或未连接。当数据报警时则会快闪显示本数据。所有显示数据当整数位高位为0时，则不显示，但显示位置不变。
[0020] 本系统具有很好的系统功能扩容性和技术升级性。可对多个参数进行多屏实时滚动显示，无需对传输距离进行手动调整。
[0021] 技术特点：
[0022] 1、传输距离远，多个显示屏可相距1公里以上。
[0023] 2、数据传输采用冗余传输和纠错控制，抗干扰能力强。可有效抑制共模干扰，且带有防雷功能，防雷保护能力为5kV。
[0024] 3、实时显示各参数数据，带有数据平均值滤波功能。
[0025] 4、带有阀值报警显示功能，数据出现非正常值时自动闪烁显示。
[0026] 5、可对显示数据进行量程范围调整，可设置显示滤波平均时间，用以满足多种显示要求。
[0027] 6、故障时间自动记录及掉电数据保护。
[0028] 拼接屏及现场使用条件：现场一般为多点同时监测，且显示参数可选。通信距离一般为300-600米之间，现场干扰严重，在数据超过设置阀值时需要报警显示。对整个系统的可靠性要求很高，为长时间不间断连续运转。
[0029] (1) 数据采集处理部分
[0030] 输出接口：RS-485；模拟信号数据分辨率：16位；电源电压：AC220V 50Hz；使用环境温度：-20℃～60℃；相对湿度：0～90%（非冷凝）。
[0031] (2) LED显示控制部分
[0032] 输入接口：RS-485；支持LED单元板数量：256（块）；帧刷新率：125帧/秒；扫描方式：1/16（行）；电源电压：5V；使用环境温度：-20℃～60℃；相对湿度：0～90%（非冷凝）。
[0033] 综上所述，发电机组数据参数显示控制系统在领域里有着巨大的潜力，它能满足高效、节能、环保等多项当今社会发展趋势的必要条件，为用户提供性价比最高的系统显示控制机制，对促进此类产品的发展具有比较重要的意义。为设备管理提高自动化水平、降低管理过程中的运做成本、提高生产效率、不断提高市场应用率必将产生重要的现实意义和较大的长远意义，为社会创造出最有价值的体系。
