水電機(jī)組遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)
平臺(tái)設(shè)計(jì)
監(jiān)測系統(tǒng)要適應(yīng)電廠復(fù)雜的運(yùn)行環(huán)境,必須具有良好的硬件平臺(tái);同時(shí)又要利于開發(fā)人員進(jìn)行模塊化擴(kuò)展開發(fā),因此必須具有良好的軟件開發(fā)支持。由于LabVIEW開發(fā)軟件對(duì)于采集平臺(tái)的良好支持,而且采集部分有NI-DAQ驅(qū)動(dòng)程序的支持,能在保證采集部分穩(wěn)定性的情況下,較方便的進(jìn)行后續(xù)開發(fā),其開發(fā)軟件采用了LabVIEW 8.2。
硬件平臺(tái)采用了PXI 1031機(jī)箱、PXI8185嵌入式控制器和PXI6229多功能M系列采集卡。PXI 1031通用機(jī)箱采用了4個(gè)擴(kuò)展槽,支持3U PXI模塊,自動(dòng)溫控風(fēng)扇速度,經(jīng)過高加速壽命試驗(yàn)(HALT),可在50°C環(huán)境中無風(fēng)險(xiǎn)運(yùn)行。集成PXI 1031機(jī)箱的采集機(jī)柜位于電廠廠房,因此必須有較好的耐溫和抗振能力,PXI 1031能較好的滿足此需求。
基于產(chǎn)品總體成本考慮,系統(tǒng)采用了中等配置的PXI 8185嵌入式控制器,該控制器集成了硬盤、USB、以太網(wǎng)及其他外設(shè),采用了256MB SDRAM內(nèi)存和1.2GHz Inter Celeron處理器,能夠通過PXI Advisor配置完整的PXI系統(tǒng),而且控制器已經(jīng)安裝好Windows操作環(huán)境和驅(qū)動(dòng)程序,不需要額外添加系統(tǒng)軟件購置費(fèi)用。在實(shí)際應(yīng)用中證明該配置能滿足本地?cái)?shù)據(jù)采集軟件的硬件需求。
目前信號(hào)測點(diǎn)數(shù)目為32個(gè)通道,因此采用一塊PXI6229 M系列采集卡進(jìn)行信號(hào)采集。該采集卡采用了4路16位模擬輸出和最高48位數(shù)字輸出。
系統(tǒng)軟件平臺(tái)的開發(fā)采用了采集和分析監(jiān)測分離的模式,由于LabVIEW跟底層硬件結(jié)合較好,采集部分采用LabVIEW開發(fā),進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ),并顯示基本的數(shù)據(jù)狀態(tài)信息。界面如下圖所示:
圖2 數(shù)據(jù)采集程序界面
數(shù)據(jù)采集程序充分考慮了采集程序的可擴(kuò)展性,可以通過選擇界面進(jìn)行采集卡的增加,以便監(jiān)測更多的機(jī)組項(xiàng)目。采集程序?qū)^來的信號(hào)進(jìn)行分析判斷,確認(rèn)傳感器信號(hào)是否有誤。采集通道出錯(cuò)的信號(hào)通道紅色顯示,以便在現(xiàn)地提醒運(yùn)行人員。32通道信號(hào)經(jīng)過采集后保存成波形文件,文件每2秒鐘更新一次。
擴(kuò)展分析和遠(yuǎn)程監(jiān)測平臺(tái)采用了Delphi編程開發(fā)工具,基于TCP/IP的遠(yuǎn)程連接模式,其中本地入庫軟件安裝在PXI 8185控制器中,實(shí)現(xiàn)本地?cái)?shù)據(jù)入庫。其中,LabVIEW開發(fā)的本地采集軟件與Delphi開發(fā)的本地?cái)?shù)據(jù)入庫程序的交互模式,采用了本地采集軟件調(diào)用Windows API發(fā)送消息,提醒本地入庫程序更新數(shù)據(jù)庫中實(shí)時(shí)數(shù)據(jù),進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)在線監(jiān)測。
遠(yuǎn)程監(jiān)測軟件采用BS(瀏覽器/服務(wù)器)和CS(客戶端/服務(wù)器)結(jié)合的模式,用戶既可以直接打開網(wǎng)頁,連接Web服務(wù)器,進(jìn)行遠(yuǎn)程在線監(jiān)測,也可以安裝客戶端,進(jìn)行更加復(fù)雜的遠(yuǎn)程分析和監(jiān)測。
測點(diǎn)配置
測點(diǎn)的選取是水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵問題,測點(diǎn)數(shù)量多少及布置的合理性將直接影響信號(hào)采集的真實(shí)性和整個(gè)系統(tǒng)的分析、診斷的可信度。系統(tǒng)在總結(jié)水電機(jī)組測試、電站運(yùn)行自動(dòng)化領(lǐng)域內(nèi)眾多專家現(xiàn)場試驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合機(jī)組本身的設(shè)計(jì)、運(yùn)行性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),最終選擇了具有代表性、能準(zhǔn)確捕捉設(shè)備狀態(tài)的監(jiān)測點(diǎn)。測點(diǎn)名稱和采集信號(hào)數(shù)據(jù)如下圖所示:
表1 系統(tǒng)測點(diǎn)表
序號(hào) 測點(diǎn)名 信號(hào)類型 1 上導(dǎo)擺度X/Y方向 擺度 2 法蘭擺度X/Y方向 3 水導(dǎo)擺度X/Y方向 4 轉(zhuǎn)速/鍵相 轉(zhuǎn)速/鍵相 5 蝸殼進(jìn)口壓力脈動(dòng) 壓力脈動(dòng) 6 頂蓋下壓力脈動(dòng) 7 尾水壓力脈動(dòng) 8 蝸殼差壓 流量 9 水頭差壓 水頭 10 接力器行程 開度 11 輪葉行程 輪葉角 12 上機(jī)架X/Y向水平振動(dòng) 振動(dòng) 13 上機(jī)架Z向垂直振動(dòng) 14 定子基座X/Y向水平振動(dòng) 15 定子基座Z向垂直振動(dòng) 16 下機(jī)架X/Y向水平振動(dòng) 17 下機(jī)架Z向垂直振動(dòng) 18 頂蓋X/Y向水平振動(dòng) 19 頂蓋Z向垂直振動(dòng) 20 有功 功率
評(píng)論