要介紹了系統軟件的設計。 程狀態監測和故障診斷技術的研究。 0前言隨著近年來計算機技術的不斷發展和通訊技術的成熟,信號采集與處理設備的完善,以及故障診斷技術的發展,為專家進行遠程的狀態監測和智能故障診斷提供了先進的技術手段,如果將這些技術有機的結合起來,開發出較為完善的系統,那么實現專家異地實時對不同機組故障進行診斷的愿望就可以成為現實。 本文將論述在開發旋轉機械遠程監測及診斷系統軟件方面的一些思想,首先討論系統的整體框架布局以及所具有的功能,接著介紹一下硬件基本配置,最后論述主要軟件模塊的具體功能和關鍵的實現技術。 1系統整體結構框架該系統可以在層次上分成數據采集站、工程師站、遠程診斷中心3個站點。這些站點通過網絡技術連接起來,共同處理問題,從而實現數據共享和分1.1現場數據采集站種參數。 要的數據處理。 建立實時數據庫,存放實時采集的數據,將采集的數據實時發送到上一層的工程師站。 將部分數據存儲為歷史數據,當備份在上一級數據庫遭破壞時,用于修補數據庫。 1.2工程師站主要功能包括:振動故障的初級分析和診斷。 向現場數據采集站發送控制指令。 工作站可以采用一個或多個數據服務器,專門提供數據服務,而其它終端可以共享這些數據,提供各自的服務。 1.3遠程診斷中心主要功能包括:接收現場工程師站傳送來的實時數據。 存儲異常工況和部分正常工況下的數據,用于曰后的故障分析。 運行各種服務軟件,向現場工程師提供技術支持,包括振動故障的分析、診斷及治理軟件。 2主要硬件業級高速數據采集板。 是通過以太網進行連接,現場數據采集站通過現場總線將數據實時發送到工程師站。工程師站可以通過局域網設置網關與DCS、ME系統相連接,使雙方的數據在更大的程度上實現共享。 中心通過廣域網相連接,在現場工程師站和遠程診斷中心都配置了mode通過電話線路建立點到點的數據鏈路,在此基礎上運行通訊軟件,實時傳送數據。 的數據服務器,運行WindowsNT操作系統;其它服務終端配置PC機,運行Windows 3主要軟件模塊3.1通訊模塊現場局域網用以太網連接各現場數據采集站和工程師站實現通訊任務。這些通訊任務包括:現場采集站定時將機組當前運行參數發送到工程師站。 工程師站將控制、采集等運行參數設置命令發送至數據采集站。 當工程師站的中心數據庫部分數據出現損壞時,可請求現場數據采集站將其局部數據庫發送到中心數據庫,以修補損壞的數據庫。 這些站點都是以Windows系列操作系統為平臺,采用MicrosoftNetwork網絡連接,主要在TCP/IP網絡協議的基礎上使用Winsock協議,開發應用層數據傳輸協議,并用Client/Seivei方式編寫通訊服務器端和客戶端軟件。對于時間要求較高的數據傳輸,可采用WindowsNT命名管道來傳送實時數據。 服務器端軟件可同時與多個客戶端進行連接,實現多點傳送。 采用網關把MIS、DCS系統和工程師站連接起來,可用WindowsNT命名管道傳送實時數據,使MIS站上的工程師可以監視振動狀態。對于歷史數據,MSDCS工作站可用SQLServer和Oracle的網絡訪問功能,通過ODBC數據庫接口或者ADO接口直接訪問現場工程師站的數據庫,也可采用Winsock進行傳輸。同時采用與DAS、DCS系統兼容的網絡連接模塊,可以從中獲取振動狀態監測系統中沒有引入的重要狀態參數。 現場工程師站和遠程診斷中心是通過modem建立點到點的連接的,可采用Ftp或Http協議查看和下載有關歷史數據,也可采用TCP/IP、Winsock協議編寫遠程通訊軟件傳送實時數據。在兩端應建立對話連接,可以使現場工程師和診斷中心專家進行在線交互,及時掌握更多的信息,由專家提供診斷結3.2數據庫模塊數據庫模塊的設計應采用分散和集中相結合的原則,可以將數據庫模塊分成3個部分:數據采集站的數據庫、客戶端服務器數據庫和診斷中心數據庫。 這3個部分數據庫功能是不盡相同的。 數據采集站的數據庫的設計原則現場局域網通訊訊JalElectrnic油形數據,頻譜數據等。實時數據庫采厲鏈表數據設計實時數據庫,包括振動的各種特征參數,波結構設計,如時間要求較高可采用二叉樹數據結構來設計。為修復上一級數據庫發生意外的破壞,要保存近期采集的數據,建立局部歷史數據庫,可以設置時間范圍來調整數據庫的大小。同時對于一些特殊工況下的數據也要保留為歷史數據庫。包括:常每20至100轉存儲一次數據。可以根據具體要求選擇采集的頻率。 故障的分析起到相當關鍵的作用。 現場工程師站數據庫設計原則米用大型數據庫管理系統:OracleSQLServer等,采用ADO,ODBC等數據庫接口向其它終端服務軟件提供數據服務,其存儲內容包括:現場工程師站數據庫還應提供一些基本的操作功能:基本的讀寫功能,特別應根據不同的運行狀態采用不同的存儲策略,正常工況時數據存儲密度小一些,異常工況時應加數據存儲密度,以便更精確地進行故障分析和診斷。 建立必要的索引視圖存儲過程等數據庫對象,從而既可以優化數據庫的性能,同時也為其它服務軟件提供便利的操作接口。 按照不同的診斷廠方建立相應的實時、歷史數據庫,歷史數據庫采用大型數據庫管理系統。實時數據庫接收客戶端實時發送的數據,實現遠程監測。 而歷史數據庫則主要收集一些與故障相關的特征數據,主要包括:3.3服務程序模塊服務程序模塊是遠程診斷中心的重要組成部分,現場工程師和遠端專家通過它對振動數據進行分析處理,從而進行故障診斷和制定故障治理策略。 主要包括:實時數據顯示分析可采用列表的方式顯示各種狀態參數,并且可以繪制各種圖形,有多種反映振動征兆的圖形化方法,從實時數據庫讀出數據然后繪制對應的圖形,如振動波形圖、振動頻譜、升降速波德圖、振型圖、軸心軌跡圖等,專家能夠選擇其想查看的圖形,從而進行經驗上的判斷。 故障診斷的方法各有所長,但都有各自的弊端。 基于傳統專家系統的故障診斷系統存在著知識瓶頸、知識難以維護、推理能力弱、適用性差、不精確的推理不適合解決模糊等問題。而基于神經網絡的診斷系統具有很多不確定因素,神經網絡診斷系統由于單個神經元沒有一般的意義,使得在不完全的征兆信息下的診斷受到限制甚至不可能。所以診斷系統最好是將傳統的專家系統和神經網絡結合起來,使神經網絡來構造專家系統,即把傳統的專家系統的基于符號的推理變成基于數值運算的推理,以提高專家系統的執行效率,并解決專家系統的自學習問題。 其它的一些服務程序專家可以在線交互,專家可以為工程師提供更多的感性認識。 動平衡服務,專家可以對由轉子不平衡引起的振動故障進行在線治理,遠程指導現場工程師進行不平衡治理。 隨著系統的日益完善,將會按照用戶的要求和自己的經驗提供更多的服務。 4結束語網絡化的故障診斷系統的研究正開展得如火如荼,其在汽輪機發電機組振動遠程監測和故障診斷方面的應用正在被廣泛地推廣,它給汽輪發電機組安全、穩定地運行提供了可靠地保證。