汽輪機數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)開發(fā)

滕炎甫+鄭凱

摘 要：汽輪機可以把蒸汽的能量而轉化為機械功的一種設備，其擁有極為廣泛的應用范圍，尤其是的電力行業(yè)中，汽輪機發(fā)揮著無可替代的作用。該文通過對汽輪機數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的介紹，指出的傳統(tǒng)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)所存在的一些不足之處，提出構建基于Windows操作系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫技術的數(shù)據(jù)管理及實時監(jiān)測系統(tǒng)。

關鍵詞：汽輪機 數(shù)據(jù)管理 開發(fā)

詵⒌緋е？汽輪機是最為重要的基礎設備之一。并且，汽輪機是在非常長的周期中，一直不停地高速運轉。在一些外界和自身因素的影響下，會出現(xiàn)一定的故障，給企業(yè)帶來極大經(jīng)濟損失。目前，我國對于汽輪機的數(shù)據(jù)管理與監(jiān)測中，也引進了相對先進的數(shù)字化系統(tǒng)。這些數(shù)據(jù)管理與監(jiān)測系統(tǒng)，多是通過下位機的模式進行運轉。所采用的下位機可以進行相關的數(shù)據(jù)收集工作，通常將下位機設置在汽輪機的監(jiān)測現(xiàn)場。而上位機則對所收集的數(shù)據(jù)加以分析與管理，同時對汽輪機運行中的故障進行判斷，通常將上位機設置在監(jiān)控中心。這種采用上位機與下位機的運行方式，數(shù)據(jù)管理與監(jiān)測系統(tǒng)與被監(jiān)測的汽輪機依舊采取一對一的方式進行配置，也不便于對系統(tǒng)進行集中式的管理，無法真正發(fā)揮出數(shù)據(jù)管理與監(jiān)測系統(tǒng)的功能。另外，采用傳統(tǒng)方式進行數(shù)據(jù)管理與系統(tǒng)的監(jiān)測，幾乎均是基于文件系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理方式，在數(shù)據(jù)管理過程中，無法實現(xiàn)實時的共享數(shù)據(jù)。對于數(shù)據(jù)的查詢時，也相對復雜與繁瑣。而對汽輪機進行故障的判斷與分析，是要依據(jù)非常多的現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)來完成的，只有收集到了實時、真實的數(shù)據(jù)，才可以對信號加以處理與分析，最后準確地對故障進行判斷。所以，基于此，研發(fā)了基于Windows操作系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)庫技術的數(shù)據(jù)管理及實時監(jiān)測系統(tǒng)，以實現(xiàn)對汽輪機運行時的數(shù)據(jù)進行實時收集、分析、監(jiān)測與處理。

1 系統(tǒng)的構成

在此系統(tǒng)之中，能夠同時對不同的汽輪機組進行數(shù)據(jù)的收集、管理與監(jiān)測，其整體的結構圖如圖1所示。

其中A/D板和相應的監(jiān)測用主機通過ISA槽相連接，每一個A/D板收集對應汽輪機運行時的數(shù)據(jù)，同時完成對收集數(shù)據(jù)的轉換工作。其能夠同時管理與監(jiān)測汽輪機的數(shù)量，可以依據(jù)主機之中ISA槽數(shù)量來進行調整。不同的汽輪機，能夠依照所需進行監(jiān)測的內(nèi)容，例如：汽輪機的轉數(shù)、軸徑、向振動、瓦振、熱工參數(shù)以及脹差等，而隨時進行調整。

2 系統(tǒng)所具有的功能

2.1 智能化的數(shù)據(jù)信息采集功能

在此系統(tǒng)之中，能夠依照不同的汽輪機所擁有的運行狀況，而使用各異的數(shù)據(jù)信息采集方法，以完成對不同汽輪機的數(shù)據(jù)采集工作。能夠達到16通道信號同步的進行整同期、等速間隔等不同的數(shù)據(jù)信息采集方式，并且系統(tǒng)之中還安裝有能夠調節(jié)拐點的抗混跟蹤濾波裝置，可以完成對相關振動信號的32倍頻采集工作。每一次單個通道能夠采集512、1024或者2048點。

2.2 狀態(tài)監(jiān)測功能

通過棒狀圖形以及數(shù)字的形式，來直觀呈現(xiàn)出不同通道所收集的實時在線數(shù)據(jù)信息，能夠實時地在線反映出不同汽輪機設置的測點、不同測點的運行狀態(tài)、軸芯軌跡等相關內(nèi)容。并且，當汽輪機發(fā)生異常波動時，還可以及時發(fā)出聲、光等報警信號。

2.3 實時數(shù)據(jù)的分析以及診斷功能

對不同的汽輪機啟動與停止以及正常運行過程中的相關數(shù)據(jù)，通過頻譜方法加以分析，并得出相應的頻譜圖像、瀑布圖像等，對不同汽輪機實時的運行情況加以全面診斷。同時，將發(fā)生故障時的相關數(shù)據(jù)傳輸至“黑匣子”之中，便于以后更加全面、細致地進行分析，可以更加精確判斷出轉子質量出現(xiàn)的失平衡、不對中以及裂紋等各種易出故障。同時，可以分析得出不同故障所發(fā)生的原因，給出相應解決方案。

2.4 數(shù)據(jù)管理功能

在該系統(tǒng)之中，所包含的數(shù)據(jù)庫有實時數(shù)據(jù)庫、啟動數(shù)據(jù)庫、停機數(shù)據(jù)庫以及歷史數(shù)據(jù)庫等4個數(shù)據(jù)庫，擁有一樣的關系結構組成，即時間，1-m號振動測量點數(shù)據(jù)值，1-n號熱工測量點數(shù)據(jù)值。并將時間信息當成是數(shù)據(jù)庫關系結構之中的主鍵，可以通過時間數(shù)據(jù)來對不同的記錄進行識別。若是汽輪機處于正常的工作狀態(tài)，系統(tǒng)則會按設定的時間，對波形數(shù)據(jù)信息進行儲存。而若是汽輪機處于異常工作狀態(tài)，系統(tǒng)則會對每一組的波形數(shù)據(jù)信息進行儲存。時域波形數(shù)據(jù)庫之中，關系結構是時間，1-m號振動波形數(shù)據(jù)信息。在上述關系結構之中，同樣將時間數(shù)據(jù)信號當成是主鍵，可以通過時間數(shù)據(jù)來對不同的記錄進行識別。在汽輪機的運行過程中，會對出現(xiàn)的異常情況進行實時的數(shù)據(jù)信息記錄。在汽輪機運行異常記錄數(shù)據(jù)庫中，關系結構為時間，測量位置名稱，異常數(shù)據(jù)值。數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)在設定的時間間隔會對開量及關量，進行數(shù)據(jù)信息的記錄，其數(shù)據(jù)庫關系結構為時間，測量位置名稱，動作之前所具有的狀態(tài)，動作之后所具有的狀態(tài)。

2.5 趨勢以及報表分析和輸出功能

對汽輪機的運行實時監(jiān)測數(shù)據(jù)分級劃分與管理，并分析每1小時、每1天以及每1月的趨勢。同時，做出日報表以及月報表。能夠通過圖形以及報表等各種形式，對信息進行輸出。另外，用戶還能夠對系統(tǒng)再次進行開發(fā)，從而更好適應現(xiàn)場各種的需求。

3 系統(tǒng)的硬件

3.1 傳感裝置

應當依照不同測量數(shù)據(jù)信號所具有的特征，而選擇適宜的位移、加速度、壓力、電流等不同種類與型號的傳感裝置。

3.2 A/D轉換板

所采用的A/D轉換板，應當能夠實現(xiàn)16通道慢變信號以及16通道快變信號的相關數(shù)據(jù)信息的收集工作。在慢變信號的每一通道之中，都設置上光電隔離裝置。所采用的A/D轉換裝置具有的精度是12bit±（1/2）LSB，所具有的轉換時長是2μs。

3.3 監(jiān)測主機

此系統(tǒng)之中，所采用的監(jiān)測主機是標準的工業(yè)控制計算機，設備可以實現(xiàn)無故障使用高達4萬個小時以上。

4 系統(tǒng)的軟件

在此系統(tǒng)之中，完成了相應的組態(tài)化參數(shù)設定，不僅對工廠的運行參數(shù)、汽輪機運行參數(shù)以及不同通道的相關設置，而且系統(tǒng)中的監(jiān)測模塊以及數(shù)據(jù)庫模塊等均能夠進行動態(tài)的組態(tài)設定。所以，此系統(tǒng)可以更容易再次的擴容，同時具有較強的適應能力。

5 結語

該汽輪機數(shù)據(jù)管理以及監(jiān)測系統(tǒng)，不僅涉及的結構相對簡潔，同時擁有較高的技術水平，可以更好適用于汽輪機的數(shù)據(jù)管理與實時監(jiān)測工作之中?，F(xiàn)在此系統(tǒng)已被應用于汽輪機的實際數(shù)據(jù)管理工作之中，其所具有的可靠性及準確性都能夠達到相應的要求，為企業(yè)的安全生產(chǎn)提供了有力保障。

參考文獻

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