本申请实施例涉及发动机电子控制技术领域，尤其涉及一种氧浓度监控方法、装置、设备及存储介质。
背景技术：
在船用低速发动机中，受燃气反应活性限制，双燃料机被迫采用较低的压缩比，但这样会造成柴油模式下的热效率低下，而低速发动机由于结构及强度极限等限制，可变压缩比技术还不成熟，因此通过控制扫气箱扫气气体中的氧气浓度，避免燃气过早燃爆成为主要解决方案，例如，现有技术中的动态控制氧浓度(dynamiccombustioncontrol-oxygen，dco)系统。dco系统的实现原理是通过将部分双燃料主机产生的废气进行洗涤冷却后，引入主机增压器的压气机，使其与新鲜空气混合，实现对扫气气体中氧浓度含量的控制。但是，目前的解决方案不能保证气体燃烧率。
技术实现要素：
为了解决上述至少一个技术问题，本申请实施例提供了以下方案。
第一方面，本申请实施例还提供了一种氧浓度监控方法，该方法包括：
控制器接收启动命令，并根据启动命令进入设定工作模式；
其中，设定工作模式包括工作模式一、工作模式二、工作模式三中的任意一种；
控制器在设定工作模式下根据监控的氧浓度控制执行器；
在控制器确定发动机负载稳定的情况下，控制器切换设定工作模式下的控制方式。
第二方面，本申请实施例还提供了一种氧浓度监控装置，该装置包括：
接收模块，用于接收启动命令，并根据启动命令进入设定工作模式；
其中，设定工作模式包括工作模式一、工作模式二、工作模式三中的任意一种；
控制模块，用于在设定工作模式下根据监控的氧浓度控制执行器；
切换模块，用于在上述装置确定发动机负载稳定的情况下，切换设定工作模式下的控制方式。
第三方面，本申请实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，当处理器执行计算机程序时，实现如本申请任意实施例提供的氧浓度监控方法。
第四方面，本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时，实现如本申请任意实施例提供的氧浓度监控方法。
本申请实施例提供一种氧浓度监控方法、装置、设备及存储介质，具体包括控制器接收启动命令，并根据启动命令进入设定工作模式；其中，设定工作模式包括工作模式一、工作模式二、工作模式三中的任意一种；控制器在设定工作模式下根据监控的氧浓度控制执行器；在控制器确定发动机负载稳定的情况下，控制器切换设定工作模式下的控制方式。通过这样的实现方式可以基于实际需求灵活控制整个系统的工作模式，调节气体氧浓度，保证气体的燃烧率。
附图说明
图1为本申请实施例中的dco系统示意图；
图2是本申请实施例中的dco气路原理图；
图3是本申请实施例中的氧浓度监控方法的流程图；
图4是本申请实施例中的操作面板示意图；
图5是本申请实施例中的dco系统控制方式示意图；
图6是本申请实施例中的控制器在设定工作模式下根据监控的氧浓度控制执行器的方法流程图；
图7是本申请实施例中的氧浓度监控装置结构示意图；
图8是本申请实施例中的电子设备结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。
另外，在本申请实施例中，“可选地”或者“示例性地”等词用于表示作例子、例证或说明。本申请实施例中被描述为“可选地”或者“示例性地”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“可选地”或者“示例性地”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
如图1所示，本申请实施例提供的氧浓度监控方法可以应用于dco系统中，由控制器采集各执行器，比如，发动机、传感器、洗涤塔、流量计等部件发送的信号，并对采集的信号进行运算处理，根据运算结果调节dco系统中背压阀的开度、风机转速等，达到将扫气气体浓度调节至设定值的目的。
如图1所示，该dco系统中可以包括各类传感器、风机、阀、循环柜、流量计、发动机等外围交互设备，以及控制器、模拟量输入模块和操作面板(例如，本地操作面板和集控室操作面板)。控制器用于进行数据采集、数据分析以及将运算后的数据发送至各执行器(例如，阀、风机等外围交互设备)，控制器与模拟量输入模块可以采用通信接口(比如，rs-485总线)，进行数据交换，这样可以基于模拟量输入模块扩展控制器的模拟量输入通道。同样地，风机与控制器，以及循环柜与控制器之间也可以采用rs-485总线进行数据传输。发动机可以采用高层通信协议(canopen)与控制器进行数据传输，将调整扫气气体氧浓度所需的转速信号、负载信号、工作模式等信息发送至控制器。各类传感器(比如，温湿压一体传感器、温度传感器、压力传感器、压差传感器和氧浓度传感器)可以通过模拟量输入模块将采集的信号传送到控制器中。
在dco系统中可以包含气路和水路两部分，其中，气路原理图如图2所示，气路中由风机引出废气，进入洗涤器。水路中循环泵组抽取循环水罐中的水，通过换热器冷却，再送入洗涤器中，通过喷淋设施实现与废气的充分接触。
图3为本申请实施例提供的一种氧浓度监控方法的流程图，该方法可以应用于图1所示dco系统中的控制器中，如图1所示，该方法可以包括：
s301、控制器接收启动命令，并根据启动命令进入设定工作模式。
本步骤中的接受命令可以通过操作面板控制发送。示例性地，操作面板的设计示意图可以如图4所示。其中，设定工作模式可以包括工作模式一、工作模式二、工作模式三中的任意一种，不同的工作模式对应不同的扫气箱氧浓度的含量，每种工作模式都可以包括自动控制方式和手动控制方式两种控制方式。其中，自动控制方式可以理解为以控制器为主，控制整个dco系统的自动运行，手动控制方式可以理解为操作人员在操作界面上手动控制整个dco系统的运行，比如，在dco系统匹配不同的发动机时，可以通过手动控制的方式进行各类参数标定，或者，以手动控制的方式切换不同的工作模式，例如，从工作模式一切换至工作模式二，从工作模式三切换至工作模式一等。在通常情况下，发动机的工作模式可以是固定不变的，并且在dco系统运行时，如图2所示的风机入口阀和入口阀可以是联锁的，但在不同工作模式之间切换的过程中，为了保持dco系统在整个切换过程中的连续运行，这两个阀门需要同时开启一段时间，以保证工作模式的平滑切换。
进一步地，如图5所示，在自动控制方式下，可以设置开环控制方式和闭环控制方式。
控制器接收操作人员通过本地操作面板或集控室操作面板发送的启动命令后，进入工作模式一、工作模式二、工作模式三中的任意一种工作模式。
需要说明的是，在这三种工作模式下，可以设置两条气流路径，例如，工作模式一中的气体流过入口阀，工作模式二和工作模式三中的气体流过风机入口阀。
可选地，为保证系统的安全运行，设置系统启动时，可以省去手动控制方式，优先考虑自动控制模式并进入开环工作模式。即控制器根据启动命令进入设定的工作模式可以包括控制器根据启动命令进入设定的工作模式下的开环控制方式。在开环控制方式下，系统中的各部件或设备可以根据预先设置的表格中的相关参数进入工作。
s302、控制器在设定工作模式下根据监控的氧浓度控制执行器。
示例性地，执行器可以包括图1所示系统中的风机、阀、各类传感器以及循环柜等，氧浓度可以由氧浓度传感器采集并传输至控制器，即控制器进入对应工作模式后，可以在相应工作模式下根据获取的当前氧浓度含量控制风机、阀门、传感器等以调节气体氧浓度。
s303、在控制器确定发动机负载稳定的情况下，控制器切换设定工作模式下的控制方式。
在系统运行过程中，控制器可以通过canopen总线获取发动机的负载情况，在控制器确定发动机的负载处于稳定状态下时，可以改变当前设定工作模式下自动控制的控制方式，例如，从开环控制方式切换至闭环控制方式。其中，闭环控制方式可以理解为整个dco系统按照期望的废气再循环(exhaustgasreturn，egr)率的数据表工作，期望的egr率可以由控制器通过查表或者由发动机给定的方式确定。在闭环控制方式下，可以标定发动机在不同状态下egr率的数据表。
可选地，在需要的情况下，也可以通过手动切换的方式将控制器的开环控制方式切换为闭环控制方式。
本申请实施例提供了一种氧浓度监控方法，该方法可以包括控制器接收启动命令，并根据启动命令进入设定工作模式；其中，设定工作模式包括工作模式一、工作模式二、工作模式三中的任意一种；控制器在设定工作模式下根据监控的氧浓度控制执行器；在控制器确定发动机负载稳定的情况下，控制器切换设定工作模式下的控制方式。通过这样的实现方式可以基于实际需求灵活控制整个系统的工作模式，调节气体氧浓度，保证气体的燃烧率。
如图6所示，在一种示例中，上述步骤s302的实现方式可以包括但不限于以下步骤：
s601、控制器获取期望egr率和反馈egr率。
如上所述，期望egr率可以由控制器通过查表或者由发动机给定的方式确定，反馈egr率的获取方式可以为氧浓度传感器采集氧气浓度含量并通过模拟量输入模块传输给控制器，由控制器根据氧浓度含量计算得到。
s602、控制器根据期望egr率和反馈egr率，以比例-积分-导数(proportion-integral-differential，pid)控制的方式控制执行器。
可选地，上述执行器可以包括背压阀，和/或，风机。
示例性地，在控制器工作的设定工作模式为工作模式一的情况下，本步骤的实现方式可以包括控制器根据期望egr率和反馈egr率，以pid控制的方式输出背压阀的位置(或开度)以改变废气的回压，从而达到监控氧浓度的目的。
在控制器工作的设定工作模式为工作模式二的情况下，本步骤的实现方式可以包括控制器根据期望egr率和反馈egr率，以pid控制的方式调整风机转速来改变废气的回压，从而达到监控氧浓度的目的。
在控制器工作的设定工作模式为工作模式三的情况下，本步骤的实现方式可以包括控制器根据期望egr率和反馈egr率，以pid控制的方式控制背压阀的开度，并控制风机处于待机状态。若背压阀的开度大于预设开度值，并且反馈egr率仍未达到目标egr率，即反馈egr率大于预设值，那么控制器可以控制背压阀保持当前开度，并控制风机的转速。这样通过对背压阀和风机的顺序触发实现egr率的控制，可以降低系统运行的不稳定风险。
在一种示例中，若控制器工作在工作模式一下，其向背压阀发送的控制信号为全开信号，即背压阀为全开，并且反馈egr率大于预设值，仍然未达到目标egr率，那么控制器可以进一步以pid控制的方式控制出口阀的开度，以实现更小的egr率。
或者，若控制器工作在工作模式二下，其向风机发送最低转速信号，控制风机转速处于最低转速，但反馈egr率仍然大于预设值，那么控制器可以以pid控制的方式控制出口阀的开度，来降低egr率，以达到目标egr率。
或者，若控制器工作在工作模式三下，其依次控制背压阀和风机，使背压阀处于全开状态，风机转速处于最低转速时，若反馈egr率仍然大于预设值，那么控制器可以以pid控制的方式控制出口阀，以达到目标egr率。
需要说明的是，上述预设值可以理解为目标egr率。在上述任意一种工作模式下，为了实现控制器能够通过pid控制的方式依次控制不同的执行器，例如，确保背压阀和出口阀的有序工作等，可以设置pid控制不同执行器切换时的误差裕度。
进一步地，在控制器控制整个系统工作在任意一种工作模式的闭环控制方式的情况下时，若控制器检测发动机的负载变化超出了预设的变化范围，那么控制器可以将当前设定工作模式下的闭环控制方式切换为开环控制方式。
可选地，也可以通过手动切换的方式将自动控制方式下的闭环控制方式切换为开环控制方式。
在一种示例中，在自动控制方式的条件下，切换不同的工作模式时，可以针对系统中的相应的执行器设置必要的安全规则。例如，设置背压阀角度变化不超过设定阈值，设置风机转速变化不超过设定转速等。
在一种示例中，可以将自动控制方式切换为手动控制方式，切换为手动控制方式后，各执行器可以保持自动控制方式下的最后一个信号状态，不自动更新，由操作人员手动设置需要更新的参数。或者，也可以将手动控制方式切换为自动控制方式，切换为自动控制方式后，系统中的控制器、执行器可以通过查表的方式更新相关参数(例如，阀门开度、风机转速等)。
图7为本申请实施例提供的一种氧浓度监控装置，如图7所示，该装置可以包括：接收模块701、控制模块702、切换模块703；
其中，接收模块，用于接收启动命令，并根据启动命令进入设定工作模式，设定工作模式包括工作模式一、工作模式二、工作模式三中的任意一种；
控制模块，用于在设定工作模式下根据监控的氧浓度控制执行器；
切换模块，用于在上述装置确定发动机负载稳定的情况下，切换设定工作模式下的控制方式。
在一种示例中，接收模块可以包括启动单元；
启动单元，用于根据启动命令进入设定的工作模式下的开环控制方式。
在一种示例中，上述控制模块，可以用于获取期望egr率和反馈egr率，并根据期望egr率和反馈egr率，以pid控制的方式控制执行器，其中，执行器可以包括背压阀，和/或，风机。
示例性地，上述控制模块，具体用于根据期望egr率和反馈egr率，以pid控制的方式控制背压阀的开度，并控制风机处于待机状态；在背压阀的开度大于预设开度值，并且反馈egr率大于预设值(目标egr率)的情况下，控制模块，还可以控制背压阀保持当前开度，并控制风机的转速。
在一种示例中，上述控制模块，还可以用于在背压阀全开且反馈egr率大于预设值的情况下，以pid控制的方式控制出口阀；
或者，在风机转速处于最低转速且反馈egr率大于预设值的情况下，控制模块以pid控制的方式控制出口阀；
或者，在背压阀全开，风机转速处于最低转速，并且反馈egr率大于预设值的情况下，控制模块以pid控制的方式控制出口阀。
在一种示例中，切换模块，用于将设定工作模式下的开环控制方式切换为闭环控制方式。
可选地，在设定工作模式的控制方式为闭环控制方式的情况下，若上述装置确定发动机的负载变化超出预设的变化范围，则切换模块还可以将设定工作模式下的闭环控制方式切换为开环控制方式。
图8为本申请实施例8提供的一种电子设备的结构示意图，如图8所示，该设备包括处理器801、存储器802、输入装置803和输出装置804；设备中处理器的数量可以是一个或多个，图8中以一个处理器为例；设备中的处理器、存储器、输入装置和输出装置可以通过总线或其他方式连接，图8中以通过总线连接为例。
存储器作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本申请图3中的氧浓度监控方法对应的程序指令/模块(例如，氧浓度监控装置中的接收模块701、控制模块702、切换模块703)。处理器通过运行存储在存储器中的软件程序、指令以及模块，从而执行设备的各种功能应用以及数据处理，即实现上述的氧浓度监控方法。
存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于处理器远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至设备/终端/服务器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
输入装置可用于接收输入的数字或字符信息，以及产生与设备的用户设置以及功能控制有关的键信号输入。输出装置可包括操作面板等显示设备。
本申请实施例还提供一种包含计算机可执行指令的存储介质，该计算机可执行指令在由计算机处理器执行时用于执行一种氧浓度监控方法，该方法包括：
控制器接收启动命令，并根据启动命令进入设定工作模式；
其中，设定工作模式包括工作模式一、工作模式二、工作模式三中的任意一种；
控制器在设定工作模式下根据监控的氧浓度控制执行器；
在控制器确定发动机负载稳定的情况下，控制器切换设定工作模式下的控制方式。
通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本申请可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(read-onlymemory,rom)、随机存取存储器(randomaccessmemory,ram)、闪存(flash)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
值得注意的是，上述氧浓度监控装置中所包括的模块只是按照功能逻辑进行划分，但并不局限于上述的划分方式，只要能够实现相应的功能即可；另外，电子控制模块等模块的具体名称也只是为了便于区分，并不用于限制本申请的保护范围。
注意，上述仅为本申请的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本申请不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本申请的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本申请进行了较为详细的说明，但是本申请不仅仅限于以上实施例，在不脱离本申请构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本申请的范围由所附的权利要求范围决定。
1.一种氧浓度监控方法，其特征在于，包括：
控制器接收启动命令，并根据所述启动命令进入设定工作模式；
其中，所述设定工作模式包括工作模式一、工作模式二、工作模式三中的任意一种；
所述控制器在所述设定工作模式下根据监控的氧浓度控制执行器；
在所述控制器确定发动机负载稳定的情况下，所述控制器切换所述设定工作模式下的控制方式。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，控制器根据所述启动命令进入设定的工作模式，包括：
所述控制器根据所述启动命令进入设定的工作模式下的开环控制方式。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述控制器在所述设定工作模式下根据监控的氧浓度控制执行器，包括：
所述控制器获取期望废气再循环egr率和反馈egr率；
所述控制器根据所述期望egr率和反馈egr率，以比例-积分-导数pid控制的方式控制执行器；
其中，所述执行器包括背压阀，和/或，风机。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制器根据所述期望egr率和反馈egr率，以pid控制的方式控制背压阀和风机，包括：
所述控制器根据所述期望egr率和反馈egr率，以pid控制的方式控制所述背压阀的开度，并控制所述风机处于待机状态；
在所述背压阀的开度大于预设开度值，且所述反馈egr率大于预设值的情况下，所述控制器控制所述背压阀保持当前开度，并控制风机的转速。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述控制器在所述设定工作模式下根据监控的氧浓度控制执行器，还包括：
在所述背压阀全开且所述反馈egr率大于预设值的情况下，所述控制器以pid控制的方式控制出口阀；
或者，在所述风机转速处于最低转速且所述反馈egr率大于预设值的情况下，所述控制器以pid控制的方式控制出口阀；
或者，在所述背压阀全开，所述风机转速处于最低转速，并且所述反馈egr率大于预设值的情况下，所述控制器以pid控制的方式控制出口阀。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制器切换所述设定工作模式下的控制方式，包括：
所述控制器将所述设定工作模式下的开环控制方式切换为闭环控制方式。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在设定工作模式的控制方式为闭环控制方式的情况下，若所述控制器确定所述发动机的负载变化超出预设的变化范围，则所述控制器将所述设定工作模式下的闭环控制方式切换为开环控制方式。
8.一种氧浓度监控装置，其特征在于，包括：
接收模块，用于接收启动命令，并根据所述启动命令进入设定工作模式；
其中，所述设定工作模式包括工作模式一、工作模式二、工作模式三中的任意一种；
控制模块，用于在设定工作模式下根据监控的氧浓度控制执行器；
切换模块，用于在所述装置确定发动机负载稳定的情况下，切换所述设定工作模式下的控制方式。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，实现如权利要求1-7任一项所述的氧浓度监控方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1-7任一项所述的氧浓度监控方法。
技术总结