水電機組遠程狀態(tài)監(jiān)測分析系統(tǒng)的開發(fā)與實現

　　平臺設計

　　監(jiān)測系統(tǒng)要適應電廠復雜的運行環(huán)境，必須具有良好的硬件平臺；同時又要利于開發(fā)人員進行模塊化擴展開發(fā)，因此必須具有良好的軟件開發(fā)支持。由于LabVIEW開發(fā)軟件對于采集平臺的良好支持，而且采集部分有NI-DAQ驅動程序的支持，能在保證采集部分穩(wěn)定性的情況下，較方便的進行后續(xù)開發(fā)，其開發(fā)軟件采用了LabVIEW 8.2。

　　硬件平臺采用了PXI 1031機箱、PXI8185嵌入式控制器和PXI6229多功能M系列采集卡。PXI 1031通用機箱采用了4個擴展槽，支持3U PXI模塊，自動溫控風扇速度，經過高加速壽命試驗（HALT），可在50°C環(huán)境中無風險運行。集成PXI 1031機箱的采集機柜位于電廠廠房，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、以太網及其他外設，采用了256MB SDRAM內存和1.2GHz Inter Celeron處理器，能夠通過PXI Advisor配置完整的PXI系統(tǒng)，而且控制器已經安裝好Windows操作環(huán)境和驅動程序，不需要額外添加系統(tǒng)軟件購置費用。在實際應用中證明該配置能滿足本地數據采集軟件的硬件需求。

　　目前信號測點數目為32個通道，因此采用一塊PXI6229 M系列采集卡進行信號采集。該采集卡采用了4路16位模擬輸出和最高48位數字輸出。

　　系統(tǒng)軟件平臺的開發(fā)采用了采集和分析監(jiān)測分離的模式，由于LabVIEW跟底層硬件結合較好，采集部分采用LabVIEW開發(fā)，進行數據采集和存儲，并顯示基本的數據狀態(tài)信息。界面如下圖所示：

　　圖2 數據采集程序界面

　　數據采集程序充分考慮了采集程序的可擴展性，可以通過選擇界面進行采集卡的增加，以便監(jiān)測更多的機組項目。采集程序對過來的信號進行分析判斷，確認傳感器信號是否有誤。采集通道出錯的信號通道紅色顯示，以便在現地提醒運行人員。32通道信號經過采集后保存成波形文件，文件每2秒鐘更新一次。

　　擴展分析和遠程監(jiān)測平臺采用了Delphi編程開發(fā)工具，基于TCP/IP的遠程連接模式，其中本地入庫軟件安裝在PXI 8185控制器中，實現本地數據入庫。其中，LabVIEW開發(fā)的本地采集軟件與Delphi開發(fā)的本地數據入庫程序的交互模式，采用了本地采集軟件調用Windows API發(fā)送消息，提醒本地入庫程序更新數據庫中實時數據，進而實現遠程實時在線監(jiān)測。

　　遠程監(jiān)測軟件采用BS（瀏覽器/服務器）和CS（客戶端/服務器）結合的模式，用戶既可以直接打開網頁，連接Web服務器，進行遠程在線監(jiān)測，也可以安裝客戶端，進行更加復雜的遠程分析和監(jiān)測。

　　測點配置

　　測點的選取是水電機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的關鍵問題，測點數量多少及布置的合理性將直接影響信號采集的真實性和整個系統(tǒng)的分析、診斷的可信度。系統(tǒng)在總結水電機組測試、電站運行自動化領域內眾多專家現場試驗經驗的基礎上，結合機組本身的設計、運行性能和結構特點，最終選擇了具有代表性、能準確捕捉設備狀態(tài)的監(jiān)測點。測點名稱和采集信號數據如下圖所示：

　　表1 系統(tǒng)測點表