1、基于組態(tài)王的大型煙機(jī)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)研究摘要：為保障煙機(jī)的平安可靠運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)科學(xué)維護(hù)，研究了基于組態(tài)王的大型煙機(jī)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)。闡述了該系統(tǒng)的組成、監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能，基于組態(tài)王開發(fā)的人機(jī)接口可視化界面等。該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)采樣參數(shù)設(shè)置、實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)曲線顯示、超限報(bào)警、報(bào)表查詢、歷史曲線顯示、時(shí)頻域分析、趨勢(shì)預(yù)測(cè)等功能?；诮M態(tài)王設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有界面友好、易于操作、運(yùn)行可靠、便于晉級(jí)等特點(diǎn)，組態(tài)化設(shè)計(jì)為監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)的研發(fā)提供了一種新方法。關(guān)鍵詞：大型煙機(jī);組態(tài)王;監(jiān)測(cè);診斷abstrat:thenitringanddiagnsissysteflargestakgasturbinebasednking

2、vieisstudiedtensurethesafetyandreliabilityftheequipentrunningandahievesientifiaintenane.thesystestrutureandthefuntinahievedbythenitringanddiagnsissysteandhuan-ahineinterfaehiaredesribed.thesysteanahievesaplingparaeterssetting,realtienitring,realtieurvesshing,ver-liitalaring,reprtquery,histryurvesshi

3、ng,tie-frequenyfielddiagnsis,trendpreditinget.thesystedesignedbasednkingviepssessesfriendlyinterfae,peratineasily,runningreliablyandupdatingnveniently.nfiguratindesignprvidesaneayfrtheresearhnthenitringanddiagnsissyste.keyrds:largestakgasturbinekingvienitringdiagnsis1.引言大型煙機(jī)機(jī)組是以石油催化裂化消費(fèi)過程中產(chǎn)生的高壓廢煙氣為介

4、質(zhì)，膨脹輸出軸功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，且具有顯著的節(jié)能和環(huán)保效益的大型機(jī)組，是關(guān)鍵性設(shè)備，保證機(jī)組的平安運(yùn)行、實(shí)現(xiàn)科學(xué)維護(hù)具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。亞控公司的組態(tài)王軟件，是運(yùn)行于irsftinds98/2000/nt/xp中文平臺(tái)的中文界面的人機(jī)界面軟件，采用了多線程、+組件等新技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)多任務(wù)、軟件運(yùn)行穩(wěn)定可靠。具有優(yōu)秀的性能、純中文界面、編程風(fēng)格簡(jiǎn)單、實(shí)時(shí)性能好，且與其他應(yīng)用程序交換方便，易調(diào)試，支持?jǐn)?shù)百種國(guó)內(nèi)流行的設(shè)備等特點(diǎn)。本文以燕山石化的大型煙機(jī)機(jī)組為對(duì)象進(jìn)展了基于組態(tài)王軟件的監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)研究。2.煙機(jī)發(fā)電機(jī)組構(gòu)造煙機(jī)機(jī)組主要由煙氣輪機(jī)、聯(lián)軸器、減速機(jī)、發(fā)電機(jī)、勵(lì)磁機(jī)等組成，煙氣輪機(jī)為y

5、ltv18000ga、減速器philadelphia、氣輪發(fā)電機(jī)為上海電機(jī)廠qf-20-2、無刷勵(lì)磁機(jī)為上海電機(jī)廠zls6-450180，構(gòu)造如圖1所示。圖1煙機(jī)機(jī)組構(gòu)造其中煙氣輪機(jī)的入口出口溫度、冷卻水壓力、煙氣入口出口壓力、煙氣輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的振動(dòng)、聯(lián)接軸的溫度及軸向位移都是表征機(jī)組正常運(yùn)行與否的重要參數(shù)，為了可以掌握機(jī)組的運(yùn)行狀況，特別是機(jī)組的振動(dòng)和軸位移狀況，機(jī)組上安裝了振動(dòng)和位移傳感器主要是非接觸式的電渦流傳感器等，來監(jiān)測(cè)參數(shù)變化為監(jiān)測(cè)診斷提供數(shù)據(jù)。3.監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)煙機(jī)工況監(jiān)測(cè)與診斷技術(shù)是一門綜合性和應(yīng)用性很強(qiáng)的技術(shù)，包括了信號(hào)檢測(cè)、特征提取和故障診斷決策三個(gè)局部。組態(tài)王軟件在工控

6、領(lǐng)域的成功應(yīng)用為軟件開發(fā)提供了很好的思路，用這種“柔性化方法開發(fā)的工控軟件具有很好的開發(fā)效率，并且能很好的適應(yīng)外部需求變化。基于組態(tài)王的煙機(jī)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要功能應(yīng)包括：1監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)采集功能。通過高性能、高速i/驅(qū)動(dòng)程序直接與外設(shè)進(jìn)展通訊，到達(dá)數(shù)據(jù)采集目的;一旦采集到數(shù)據(jù)，應(yīng)用程序?qū)?shù)據(jù)進(jìn)展處理和加工，通過動(dòng)畫和數(shù)據(jù)報(bào)表等方式，到達(dá)監(jiān)控目的;2人機(jī)界面操作環(huán)境。在開發(fā)系統(tǒng)中采用可視化風(fēng)格界面，并利用強(qiáng)大的數(shù)字、文本、圖像處理，為操作人員提供最完善的人機(jī)界面;在運(yùn)行系統(tǒng)中，提供應(yīng)操作人員友好直觀的操作界面來改變?cè)O(shè)定值和其他關(guān)鍵值的功能，并與監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)顯示圖形相結(jié)合;具有多種直觀的離散值報(bào)警和模

7、擬值報(bào)警，并能以多種途徑將得到的報(bào)警通知操作人員;3分析診斷功能。這是監(jiān)測(cè)診斷分析組態(tài)軟件的特點(diǎn)之一;4報(bào)表功能。系統(tǒng)以用戶指定的速率采集數(shù)據(jù)并將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)文件中，用戶在任何時(shí)候都能從數(shù)據(jù)文件中檢查數(shù)據(jù)、創(chuàng)立歷史數(shù)據(jù)的顯示。圖2給出了監(jiān)測(cè)診斷分析系統(tǒng)的整體構(gòu)造圖。圖2監(jiān)測(cè)診斷分析系統(tǒng)整體結(jié)針對(duì)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)所要實(shí)現(xiàn)的功能，在組態(tài)王中新建工程“基于組態(tài)的煙機(jī)研究，在工程閱讀器中建立三個(gè)畫面aintest、nitringtest和diagnsistest，定義外部設(shè)備和重要參數(shù)變量，完成數(shù)據(jù)庫構(gòu)造等。切換到“開發(fā)系統(tǒng)借助于組態(tài)王的工具和編輯功能進(jìn)展界面設(shè)計(jì)和功能設(shè)計(jì)，在“運(yùn)行系統(tǒng)驗(yàn)證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的功

8、能。3.1監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于組態(tài)王的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行界面如圖3，該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集與分析顯示功能。用戶可以進(jìn)展采樣參數(shù)如監(jiān)視機(jī)組的采樣長(zhǎng)度、采樣通道、數(shù)據(jù)保存的時(shí)間間隔、組數(shù)等設(shè)置;系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的參數(shù)進(jìn)展實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，包括煙氣輪機(jī)的入口出口溫度、冷卻水壓力、煙氣入口出口壓力、煙氣輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的振動(dòng)、聯(lián)接軸的溫度及軸向位移等;用戶在界面上可以通過發(fā)電機(jī)的振動(dòng)、聯(lián)接軸的軸向位移等實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)繪制的波形圖，直觀觀察機(jī)組重要數(shù)據(jù)的變化。圖3監(jiān)測(cè)系統(tǒng)界面采集、分析顯示是通過調(diào)用驅(qū)動(dòng)程序完成對(duì)硬件的操作，數(shù)據(jù)采集并不直接與硬件打交道，而是通過驅(qū)動(dòng)程序來控制硬件，完成硬件的初始化、數(shù)據(jù)采集和發(fā)送等與硬件控制有關(guān)的

9、任務(wù)。組態(tài)王提供了封裝好的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序模塊負(fù)責(zé)處理與硬件通訊和控制過程，為用戶提供簡(jiǎn)單接口，用戶通過接口就可以方便的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。當(dāng)監(jiān)測(cè)要求改變需要更換新的儀器硬件時(shí)，只需更改相應(yīng)驅(qū)動(dòng)程序，那么新儀器就能在原來系統(tǒng)中正常運(yùn)行。大量的機(jī)組起停數(shù)據(jù)，日常數(shù)據(jù)、故障數(shù)據(jù)等，保存在數(shù)據(jù)庫內(nèi)。數(shù)據(jù)庫技術(shù)凝聚了數(shù)據(jù)處理最為精華的思想,是管理信息的先進(jìn)工具，是數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)處理的中心。組態(tài)軟件的數(shù)據(jù)庫分為兩種：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫和歷史數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)采集的得到數(shù)據(jù)將存入實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫，可以通過dde供其他外部程序調(diào)用。3.2診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)診斷系統(tǒng)建立在監(jiān)測(cè)系統(tǒng)上，數(shù)據(jù)根據(jù)用戶的選擇從歷史數(shù)據(jù)庫存放報(bào)警、短期、中期和長(zhǎng)期數(shù)據(jù)庫

10、形成設(shè)備運(yùn)行歷史檔案，供用戶對(duì)其調(diào)用，以便對(duì)設(shè)備進(jìn)展監(jiān)視調(diào)出。基于組態(tài)王設(shè)計(jì)的診斷系統(tǒng)運(yùn)行界面如圖4，可以實(shí)現(xiàn)報(bào)警、報(bào)表、歷史曲線、診斷分析等功能。報(bào)警窗口記錄了重要參數(shù)的報(bào)警狀況和重要事件的發(fā)生情況等，可以使用戶理解設(shè)備運(yùn)行狀況;用戶可以在報(bào)表查詢面板上選擇所要查詢的報(bào)表，方便用戶查詢數(shù)據(jù)信息;在歷史曲線中可以查看多個(gè)變量的變化情況，可以動(dòng)態(tài)增加和刪除曲線，曲線變量顯示列表給出了參數(shù)變量的統(tǒng)計(jì)信息等描繪，還可以進(jìn)展曲線的動(dòng)態(tài)比擬和曲線打印等。為了進(jìn)步設(shè)備故障診斷的準(zhǔn)確率,系統(tǒng)提供了預(yù)處理模塊、時(shí)域分析模塊、頻域分析模塊和小波分析等分析模塊，通過點(diǎn)擊就可以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的功能。為了更進(jìn)一步理解設(shè)備運(yùn)

11、行的開展?fàn)顩r,系統(tǒng)提供了趨勢(shì)預(yù)測(cè)模塊,從而使故障診斷系統(tǒng)具有更大的柔性。圖4診斷系統(tǒng)界面診斷系統(tǒng)中完成不同功能的程序代碼被封裝成函數(shù)形式，在組態(tài)王中通過編寫簡(jiǎn)單的“膠水代碼，將這些代碼按照診斷系統(tǒng)要求封裝成模塊，完成診斷分析功能開發(fā)。診斷功能采用可擴(kuò)展的接口方式，用戶可以隨意擴(kuò)大模塊功能，便于晉級(jí)。監(jiān)測(cè)系統(tǒng)與診斷系統(tǒng)是既互相獨(dú)立又嚴(yán)密聯(lián)絡(luò)，這種獨(dú)立性使得各個(gè)局部可以被重復(fù)使用，進(jìn)步了可復(fù)用性，還使得可以對(duì)某一局部進(jìn)展單獨(dú)的晉級(jí)，卻不影響整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。4.結(jié)論本文作者創(chuàng)新點(diǎn)：采用組態(tài)化軟件組態(tài)王對(duì)大型煙機(jī)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)進(jìn)展了研究，能很好的實(shí)現(xiàn)大型煙機(jī)的監(jiān)測(cè)和診斷分析要求，大幅進(jìn)步了系統(tǒng)的研發(fā)效率，可隨意擴(kuò)大監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)功能，晉級(jí)方便。基于組態(tài)王設(shè)計(jì)的大型煙機(jī)監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)，界面友好、操作方便、運(yùn)行穩(wěn)定，可以及時(shí)的發(fā)現(xiàn)設(shè)備的運(yùn)行故障前兆，為消費(fèi)和維修提供了決策根據(jù)，是保證煙機(jī)機(jī)組可靠運(yùn)行，防止惡性事故發(fā)生的有效手段，基于組態(tài)王的組態(tài)化設(shè)計(jì)為監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)的研發(fā)提供了一種新的開展方向。參考文獻(xiàn)1陳進(jìn),機(jī)械設(shè)備振動(dòng)監(jiān)測(cè)與故障診斷,上海,上海交通大學(xué)出版社,19992盧文祥杜潤(rùn)生,機(jī)械工程