CN103605355A - 快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的方法及系统 - Google Patents

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李志凌
申自明
文贤馗
邓彤天
徐章福
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Guizhou Electric Power Test and Research Institute
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Abstract

本发明公开了一种快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的方法及系统，该系统主要由数据采集器、内部通讯系统、数据库服务器、外部网络及客户端组成。通过现场振动数据在经过采集器处理之后获得的特征数据以及原始波形，直接采用光纤传输的方式通过SQL（结构化查询语言）命令写入到服务器数据库中，对数据存储模式、DMA（直接内存访问）数据采集、多缓存数据处理等多种数据处理方法的优化，实现快速远程在线监视汽轮发电机组振动参数。

Description

快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的方法及系统
技术领域
本发明涉及一种快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的方法及系统，属于参数远程在线监测技术领域。
背景技术
近几年，国内不少火电厂都在开展设备的状态检修，而开展设备状态检修的前提是充分掌握和分析设备的运行状况，以确定合适的检修策略。汽轮发电机组的振动是机组当前健康状况的综合反映，也是机组非计划停运的主要原因之一。因此对机组进行在线振动监测，及时而准确地进行分析和诊断，不只是检修的需要，对防止机组发生重大事故也有重要的意义。由于引发机组振动的原因比较复杂，当机组出现振动超限或异常时，现有的解决方式是从事振动的专业技术人员携带仪器到现场进行实测、观察、分析，提出处理意见。这种工作方式不仅费时、费力，而且从状态发生到专业技术人员赶到现场也贻误了分析和诊断的时机，严重是可能会酿成事故。
发明内容
本发明要解决的技术问题是寻求一种快速采集、存储及数据浏览的方法，开发了一套可用于汽轮发电机组振动参数快速远程监测系统，实现多通道的实时采集数据以及网络客户端访问，实现汽轮发电机组的快速远程振动监测。
本发明的技术方案是：快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的方法是将每台汽轮机的现场振动数据经过对应的现场数据采集器处理之后获得特征数据以及原始波形，并将特征数据以及原始波形通过内部通讯系统分别写入到与汽轮机对应的服务器数据库，服务器数据库通过外部网络与客户端连接，客户端直接打开网络浏览器即可实现对机组运行状态的实时监测。
上述的快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的方法是，内部通讯系统采用光纤传输的方式通过SQL命令写入到服务器数据库。
前述的快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的方法是，客户端通过网络浏览器打开的网页所见到的界面就是客户端程序的响应，客户端程序通过超文本语言的方式整合网络服务器程序提供的数据，形成特定网页形式呈现给使用客户端的远程监测用户。
前述的快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的方法是，在现场数据采集器内设有DSP芯片。
前述的快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的方法是，内部通讯系统采用的是TCP/IP协议传输及DMA模式直接由网络口获取网络包数据，同时采用了多线程网络包接收模式、多线程网络包处理和数据存储模式，这些技术能够保证DSP数据采集与数据处理的同步。
快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的系统，它包括用于采集汽轮发电机振动参数的现场数据采集器，每台现场数据采集器通过内部通讯系统分别连接不同的服务器数据库，服务器数据库通过外部网络连接客户端。
前述的快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的系统是，内部通讯系统的传送载体为光纤，现场数据采集器内设有DSP芯片。
与现有技术比较，采用本发明的技术方案后具有以下优点：
1. 采集数据通过光纤传输的方式直接通过SQL命令直接写入到服务器数据库上，大大减少用户请求数据所需要的时间。如果直接存储在本地工控机的硬盘上，服务端在相应客户端网页请求时，需要由服务器的服务端软件发送数据请求命令到现场采集工控机软件，然后再有工控机发送数据到服务器，最终相应客户IE请求，这种模式势必占用了多余的时间，增加了网络的延时。为了解决多台机组同时存储服务器数据库时的并发异常问题，服务器采用数据库分离的方式，实现一台机组对应一台数据库，保证多台机组在存储过程中不会发生存储异常。
2. 提高数据采集器和工控机服务器数据库之间的网络传输速度；如采用的是32通道的并行采集，每个样本长度默认为1024样本，每个样本占用2个字节，不考虑网络帧头帧尾的情况下所需要传输的总字节数为：1024Samples * 2 Byte * 32CH = 65536字节，为了保证传输的绝对可靠，采用的是TCP/IP协议传输，此协议它决定在传输过程中不会发生数据掉包、数据错误等可能性发生，但也有其缺点：即必须等待应答信号以确认数据的传输完毕。采用传统方式只能达到32通道数据可靠传输的时长为2秒。经过DSP芯片内存的合理布局，以及采用了网络数据缓存方式，并加大网络包缓存区到16个，并采用DMA模式直接由网络口获取网络包数据，从而释放DSP核心以使其重点放在数据的采集过程上。同时，采集软件上采用多线程网络包接收模式和多线程网络包处理和数据存储模式。通过以上技术，实现32通道数据样本在0.5秒内完成一次传输，保证DSP数据采集系统和工控机数据处理的同步。
3、现场振动数据采集器与上层服务器数据库是通过内部通讯系统进行连接的；系统采用的是TCP/IP协议传输及DMA模式直接由网络口获取网络包数据，同时采用了多线程网络包接收模式和多线程网络包处理和数据存储模式，通过这些技术能够保证DSP数据采集与数据处理的同步。
4、客户端采用浏览器模式，用户无需使用专业软件，直接打开网络浏览器即可实现对机组运行状态的实时监测。远程监测系统的客户端程序是用户在远程通过网络浏览器打开的网页所见到的界面就是客户端程序的响应，客户端程序通过超文本语言的方式整合网络服务器程序提供的数据，形成特定网页形式呈现给远程监测用户。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
本系统各部件的连接结构如图1所示，现场数据采集器1通过内部通讯系统2，将采集到的振动参数写入到服务器数据库3进行存储，客户端5再通过外部网络系统4向服务器数据库3请求数据访问。
具体运行监测方式为：
（1）在汽轮发电机组运行时，利用现场数据采集器1对现场振动数据进行采集。将采集到的数据分为两部分，一部分是供客户端用户调用实时数据，如转速、振动瞬时值等；另一部分是供客户端用户调用的历史数据，如趋势图，历史数据列表等。
（2）将现场数据采集器1中采集到的实时数据及历史数据通过内部通讯系统2写入到服务器数据库3中，服务器数据库3再根据数据用途进行存储。为了解决多台汽轮发电机组同时存储服务器数据库时的并发异常问题，服务器数据库3采用数据库分离的方式，即实现一台机组对应一台数据库，保证多台机组在存储过程中不会发生存储异常；在现场数据采集器内设有DSP芯片，内部通讯系统采用的是TCP/IP协议传输及DMA模式直接由网络口获取网络包数据，同时采用了多线程网络包接收模式、多线程网络包处理和数据存储模式，这些技术能够保证DSP数据采集与数据处理的同步。
（3）当客户端5需要访问远程设备振动数据时，服务器数据库3提供的数据通过外部网络系统4对客户端程序进行响应，而客户端程序通过超文本语言的方式整合网络资源，形成特定网页形式呈现给远程监测用户。

Claims (8)

1.一种快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的方法，其特征在于：该方法将每台汽轮机的现场振动数据经过对应的现场数据采集器处理之后获得特征数据以及原始波形，并将特征数据以及原始波形通过内部通讯系统分别写入到与汽轮机对应的服务器数据库，服务器数据库通过外部网络与客户端连接，客户端直接打开网络浏览器即可实现对机组运行状态的实时监测。
2.根据权利要求1所述的快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的方法，其特征在于：内部通讯系统采用光纤传输的方式通过SQL命令写入到服务器数据库。
3.根据权利要求1所述的快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的方法，其特征在于：客户端通过网络浏览器打开的网页所见到的界面就是客户端程序的响应，客户端程序通过超文本语言的方式整合网络服务器程序提供的数据，形成特定网页形式呈现给使用客户端的远程监测用户。
4.根据权利要求1所述的快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的方法，其特征在于：在现场数据采集器内设有DSP芯片。
5.根据权利要求4所述的快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的方法，其特征在于：内部通讯系统采用的是TCP/IP协议传输及DMA模式直接由网络口获取网络包数据，同时采用了多线程网络包接收模式、多线程网络包处理和数据存储模式，这些技术能够保证DSP数据采集与数据处理的同步。
6.一种快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的系统，它包括用于采集汽轮发电机振动参数的现场数据采集器（1），其特征在于：每台现场数据采集器（1）通过内部通讯系统（2）分别连接不同的服务器数据库（3），服务器数据库（3）通过外部网络（4）连接客户端（5）。
7.根据权利要求6所述的快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的系统，其特征在于：内部通讯系统（2）的传送载体为光纤。
8.根据权利要求6所述的快速远程在线监测汽轮发电机组振动参数的系统，其特征在于：现场数据采集器（1）内设有DSP芯片。
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