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)^來的信號進(jìn)行分析判斷，確認(rèn)傳感器信號是否有誤。采集通道出錯(cuò)的信號通道紅色顯示，以便在現(xiàn)地提醒運(yùn)行人員。32通道信號經(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)名稱和采集信號數(shù)據(jù)如下圖所示：

　　表1 系統(tǒng)測點(diǎn)表