汽輪機數據管理系統開發

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，尤其是的電力行業中，汽輪機發揮著無可替代的作用。該文通過對汽輪機數據管理系統的介紹，指出的傳統數據管理系統所存在的一些不足之處，提出構建基于Windows操作系統以及數據庫技術的數據管理及實時監測系統。

關鍵詞：汽輪機 數據管理 開發

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，會出現一定的故障，給企業帶來極大經濟損失。目前，我國對于汽輪機的數據管理與監測中，也引進了相對先進的數字化系統。這些數據管理與監測系統，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據收集工作，通常將下位機設置在汽輪機的監測現場。而上位機則對所收集的數據加以分析與管理，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控中心。這種采用上位機與下位機的運行方式，數據管理與監測系統與被監測的汽輪機依舊采取一對一的方式進行配置，也不便于對系統進行集中式的管理，無法真正發揮出數據管理與監測系統的功能。另外，采用傳統方式進行數據管理與系統的監測，幾乎均是基于文件系統的數據管理方式，在數據管理過程中，無法實現實時的共享數據。對于數據的查詢時，也相對復雜與繁瑣。而對汽輪機進行故障的判斷與分析，是要依據非常多的現場實測數據來完成的，只有收集到了實時、真實的數據，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，研發了基于Windows操作系統以及數據庫技術的數據管理及實時監測系統，以實現對汽輪機運行時的數據進行實時收集、分析、監測與處理。

1 系統的構成

在此系統之中，能夠同時對不同的汽輪機組進行數據的收集、管理與監測，其整體的結構圖如圖1所示。

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

2 系統所具有的功能

2.1 智能化的數據信息采集功能

在此系統之中，能夠依照不同的汽輪機所擁有的運行狀況，而使用各異的數據信息采集方法，以完成對不同汽輪機的數據采集工作。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據信息采集方式，并且系統之中還安裝有能夠調節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 狀態監測功能

通過棒狀圖形以及數字的形式，來直觀呈現出不同通道所收集的實時在線數據信息，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、軸芯軌跡等相關內容。并且，當汽輪機發生異常波動時，還可以及時發出聲、光等報警信號。

2.3 實時數據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據，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，將發生故障時的相關數據傳輸至“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生的原因，給出相應解決方案。

2.4 數據管理功能

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

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測數據分級劃分與管理，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，用戶還能夠對系統再次進行開發，從而更好適應現場各種的需求。

3 系統的硬件

3.1 傳感裝置

應當依照不同測量數據信號所具有的特征，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16通道慢變信號以及16通道快變信號的相關數據信息的收集工作。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 監測主機

此系統之中，所采用的監測主機是標準的工業控制計算機，設備可以實現無故障使用高達4萬個小時以上。

4 系統的軟件

在此系統之中，完成了相應的組態化參數設定，不僅對工廠的運行參數、汽輪機運行參數以及不同通道的相關設置，而且系統中的監測模塊以及數據庫模塊等均能夠進行動態的組態設定。所以，此系統可以更容易再次的擴容，同時具有較強的適應能力。

5 結語

該汽輪機數據管理以及監測系統，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據管理與實時監測工作之中。現在此系統已被應用于汽輪機的實際數據管理工作之中，其所具有的可靠性及準確性都能夠達到相應的要求，為企業的安全生產提供了有力保障。

參考文獻

[1]周悅，胡鋼，江冰，等.汽輪機熱力性能計算軟件設計與實現[J].微處理機，2016，37（2）：65-69.

[2]葉青鋒.熱電車間1#、2#汽輪機控制系統改造過程管理[J].廣東化工，2016，43（11）：231-233.