水電機(jī)組遠(yuǎn)程狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)的開發(fā)與實(shí)現(xiàn)

　　概述

　　隨著信息技術(shù)的進(jìn)步和制造工業(yè)的不斷發(fā)展，越來(lái)越多的水電站正在根據(jù)自己的設(shè)備特點(diǎn)，探索“運(yùn)行狀態(tài)檢修”策略，即運(yùn)用機(jī)組在線監(jiān)測(cè)技術(shù)，在對(duì)機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，主要以設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)為依據(jù)，根據(jù)科學(xué)分析的結(jié)果來(lái)安排檢修項(xiàng)目和時(shí)間，以達(dá)到既能確保設(shè)備運(yùn)行安全，又能最大限度地提高電站經(jīng)濟(jì)效益的目的。

　　通過(guò)安裝機(jī)組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，靈活運(yùn)用監(jiān)測(cè)和分析手段，可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)組存在的問(wèn)題。對(duì)故障進(jìn)行性發(fā)展的機(jī)組，實(shí)施重點(diǎn)監(jiān)測(cè)；對(duì)個(gè)別故障嚴(yán)重發(fā)展的機(jī)組，及早實(shí)施停機(jī)檢修，將事故消滅于萌芽狀態(tài)，做到防患于未然；而對(duì)運(yùn)行狀態(tài)良好的機(jī)組，可避免強(qiáng)迫性檢修，延長(zhǎng)機(jī)組大修周期，減少大修費(fèi)用；對(duì)突發(fā)性故障，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)能自動(dòng)記錄下故障過(guò)程的完整數(shù)據(jù)資料，通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)提供的分析工具進(jìn)行及時(shí)分析，就可以迅速找到故障原因，最終解決問(wèn)題。同時(shí)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)長(zhǎng)期積累的大量數(shù)據(jù)也為今后設(shè)備的設(shè)計(jì)、制造、安裝與運(yùn)行提供了有力的參考，便于改進(jìn)和提高。

　　而在電廠進(jìn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的安裝配置，是實(shí)現(xiàn)機(jī)組狀態(tài)檢修的基礎(chǔ)。由于狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集平臺(tái)一般放置在機(jī)組單元控制室或安放在現(xiàn)地，系統(tǒng)必須具有較好的抗振和抗干擾能力，才能保證數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)可靠采集。我們根據(jù)水電廠的實(shí)際需求，應(yīng)用NI公司數(shù)據(jù)采集的PXI硬件平臺(tái)和LabVIEW軟件開發(fā)平臺(tái)，設(shè)計(jì)開發(fā)了一套水電機(jī)組遠(yuǎn)程在線監(jiān)測(cè)分析系統(tǒng)（HM9000 2.0系統(tǒng)），該系統(tǒng)綜合應(yīng)用了NI公司高性能、高精度和帶隔離抗干擾的數(shù)據(jù)采集硬件模塊和高可靠性的LabVIEW開發(fā)軟件，不僅滿足了水電機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)對(duì)抗環(huán)境惡劣性、實(shí)時(shí)性和長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行的要求，也極大縮短了開發(fā)周期，節(jié)約了開發(fā)成本。

　　NI公司的PXI (PCI eXtensions for Instrumentation，面向儀器系統(tǒng)的PCI擴(kuò)展)設(shè)備， 是一種堅(jiān)固的基于PC的測(cè)量和自動(dòng)化平臺(tái)，PXI結(jié)合了PCI的電氣總線特性與CompactPCI的堅(jiān)固性、模塊化及Eurocard機(jī)械封裝的特性，并增加了專門的同步總線和主要軟件特性。這使它成為測(cè)量和自動(dòng)化系統(tǒng)的高性能、低成本運(yùn)載平臺(tái)，因此系統(tǒng)全線采用其PXI系列產(chǎn)品。

　　結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

　　由于不同用戶對(duì)水電機(jī)組監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的要求也不盡相同，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)采用了基于因特網(wǎng)的可擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。同組態(tài)監(jiān)測(cè)軟件不同的是，這種擴(kuò)展性不僅體現(xiàn)在監(jiān)測(cè)功能的自由定制組合上，還體現(xiàn)在能滿足不同的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境需求，最大限度適應(yīng)電廠不同的基礎(chǔ)條件。

　　水電遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)雖然是遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，但鑒于電廠對(duì)數(shù)據(jù)安全性和可靠性較高的要求，采用了本地版（Local Mode）和遠(yuǎn)程版（Remote Mode）相結(jié)合的模式，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境不佳或出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，現(xiàn)地仍可以進(jìn)行監(jiān)測(cè)分析顯示，并能保證實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的連續(xù)可靠存儲(chǔ)。與完全基于web網(wǎng)頁(yè)技術(shù)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)相比，擁有更高的可靠性，有效克服了狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)化、遠(yuǎn)程化以后，過(guò)于依賴網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的問(wèn)題。

　　監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為數(shù)據(jù)層、服務(wù)器層和客戶層，硬件分別包括信號(hào)傳感器、采集機(jī)柜（集成PXI采集設(shè)備）、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、監(jiān)測(cè)系統(tǒng)客戶端等幾個(gè)部分。

　　首先，安裝在機(jī)組各個(gè)部位的傳感器將信號(hào)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)綑C(jī)旁控制室的采集機(jī)柜，采集機(jī)柜的本地采集軟件即時(shí)分析保存數(shù)據(jù)，并通知本地入庫(kù)程序讀取本地?cái)?shù)據(jù)；同時(shí)，采集機(jī)柜將經(jīng)過(guò)分析處理的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)送往數(shù)據(jù)服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器對(duì)其整理儲(chǔ)存，以便定期提供機(jī)組運(yùn)行狀態(tài)日志、信號(hào)趨勢(shì)和異常信息等。

　　電廠局域網(wǎng)內(nèi)所有用戶和連接在互聯(lián)網(wǎng)上的用戶，只要擁有管理和查看權(quán)限，就可以通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)遠(yuǎn)程版瀏覽、查詢、分析數(shù)據(jù)服務(wù)器上的機(jī)組最新狀態(tài)數(shù)據(jù)。

　　系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示：

　　圖1 監(jiān)測(cè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖