基于单片机的远程控制启动柴油机预热系统
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基于单片机的远程控制启动柴油机预热系统
【摘要】冬季东北平均气温达到零下20℃，对使用柴油机为动力的工程机械来说低温启动是冬季的棘手难题。
本文设计一种安装方便，操作简单，可靠性高的柴油机远程预热器系统。
【关键词】柴油机预热；远程控制
1.研究背景
柴油机是现代化钻井及其他设备生产中所必备的动力源，处于高寒地区的大庆油田冬季气温低，柴油机启动困难。
目前为了确保柴油机能及时启动，往往是定时将柴油机进行启动空转来提高柴油机润滑油的温度，但这样做需耗费大量的柴油。
为了达到节能减排，并保证柴油机能急时启动。
设计开发出一种柴油机预热器系统，该系统优点是体积小，可直接装在柴油机上，利于运输、安装方便；控制系统先进，操作方便，多种控制方案可选，可靠性高。
2.系统组成
本柴油机预热系统该装置包括柴油机预热器、远程控制系统、控制系统电源模块、温度传感器、继电器、液晶显示屏。
2.1 柴油机预热器
柴油机预热器是为柴油发动机冷却水、润滑油专业预热装置，柴油机预热器是工作环境可能低于4℃时柴油发动机拖动设备必备的配套装置。
当用户的使用环境有可能低于4℃时，在起动阶段，发动机的润滑油及冷却水有可能凝结成固态，失去润滑或冷却的作用，从而损坏发动机。
2.1.1 原理
通过外接交流电源对发动机冷却水、润滑油进行预热和恒温，以确保柴油发动机设备在低温环境下正常工作。
2.1.2 安装
在机组梁上选择适当位置，用螺栓将加热器水平固定在底座梁上并使出水口向上。
将加热器的进水口（水平接口）用胶管与水箱下关路连接，出水口（垂直接口）与机体上部水道孔连接。
2.2 远程控制系统
柴油机预热远程控制系统由GSM接收模块、接收模块电源、微控制器组成。
以往无人看守的柴油机预热系统一类采用连续、长时间供电，这类控制方式对电能的消耗较大，不符合国家节能减排的号召。
另一类采用定时器预制时间定时启动，这类控制方式不够灵活，定时时间固定，每天固定时间启动，若遇到柴油机工作时间提前或者柴油机当天不需要工作等情况，定时时间无法修改，导致预热系统无法根据实际情况提前预热或终止预热。
本远程控制系统可以灵活，准确的控制预热系统的启动。
系统主要分为远程无线通信模块、控制电路模块、继电器驱动电路模块、电源模块。
运用单片机和GSM（全球通）模块设计出一种利用短信和振铃实现远程遥控启动柴油机预热器的装置。
其传输距离远、安全性高、使用方便灵活。
2.3 温度传感器
温度传感器采用数字温度传感器芯片，芯片每个引脚均用热缩管隔开，防止短路，内部封胶，防水防潮优质不锈钢管封装、防水、防潮、防生锈，感温范围宽-55℃～+125℃，测温精度高，精度为±0.5℃。
支持多点组网功能，实现多点测温。
2.4 继电器
通过继电器将控制系统与预热系统进行连接，由控制系统发出控制指令，继电器作为驱动器件控制预热系统启动和停止。
2.5 液晶显示屏
本系统设计了人机交互界面，预热系统运行状态、控制温度、当前预热温度、运行时间等信息均可通过液晶显示屏显示。
3.系统功能
远程控制启动柴油机预热系统主要由柴油机预热系统、远程无线通信模块、控制电路模块、继电器驱动电路模块和电源模块组成。
用户通过手机发送短消息给数据终端，该信息是以TEXT编码方式发送，内容为字符。
数据终端使用TC35i模块接收，然后将接收到的信息发送给微处理器，微处理器通过判断短消息的内容来控制继电器的通断，从而控制预热系统的启动和停止。
在微处理器响应完用户的短消息指令后，微处理器会控制TC35i给用户回一条短信，表明自己已经执行了用户的命令。
预热系统启动后，预热温度默认设置为50℃，用户也可以根据实际需要更改预热设置温度。
这样预热系统将保持恒温预热。
超温会自动切断电路。
预热的设置温度、实际的运行温度都会通过液晶显示屏显示。
系统内置定时电路，根据需要可以执行定时控制，也可以由GSM远程控制
系统取消定时控制。
4.软件程序设计
主流程如图1所示。
在软件程序设计过程中，需要说明的是远程无线通信模块程序的设计，TC35i 通过SIM卡连接到GSM移动网络，与单片机进行串口数据通讯。
TC35i通过GSM网络与监控终端远程相连，接收或发送短信，把监控终端的相关数据通过RS232传送给单片机，单片机分析TC35i传送过来的短信包，结合用户的设置，执行相应的短信命令，把监控设备的当前状态告知手机终端，或者对外接的设备进行相应的控制。
5.结论
基于单片机的远程控制启动柴油机预热系统的设计、操作简单，扩展能力强，经济适用。
采集端实时采集、存储并显示；远程通信控制功能，通过手机终端启动预热系统和采集现场预热温度信息，该采集点通过无线通信模块TC35i以短信的方式发送给手机终端；现场各采集点也可定时发送信息给手机终端，实现了预热温控现场采集端和远程控制端的相互通信，使柴油机预热启动趋于现代化。
