水电机组远程状态监测分析系统的开发与实现

平台设计

　　监测系统要适应电厂复杂的运行环境，必须具有良好的硬件平台；同时又要利于开发人员进行模块化扩展开发，因此必须具有良好的软件开发支持。由于LabVIEW开发软件对于采集平台的良好支持，而且采集部分有NI-DAQ驱动程序的支持，能在保证采集部分稳定性的情况下，较方便的进行后续开发，其开发软件采用了LabVIEW8.2。

　　硬件平台采用了PXI1031机箱、PXI8185嵌入式控制器和PXI6229多功能M系列采集卡。PXI 1031通用机箱采用了4个扩展槽，支持3U PXI模块，自动温控风扇速度，经过高加速寿命试验（HALT），可在50°C环境中无风险运行。集成PXI 1031机箱的采集机柜位于电厂厂房，因此必须有较好的耐温和抗振能力，PXI 1031能较好的满足此需求。

　　基于产品总体成本考虑，系统采用了中等配置的PXI 8185嵌入式控制器，该控制器集成了硬盘、USB、以太网及其他外设，采用了256MB SDRAM内存和1.2GHz Inter Celeron处理器，能够通过PXI Advisor配置完整的PXI系统，而且控制器已经安装好Windows操作环境和驱动程序，不需要额外添加系统软件购置费用。在实际应用中证明该配置能满足本地数据采集软件的硬件需求。

　　目前信号测点数目为32个通道，因此采用一块PXI6229 M系列采集卡进行信号采集。该采集卡采用了4路16位模拟输出和最高48位数字输出。

　　系统软件平台的开发采用了采集和分析监测分离的模式，由于LabVIEW跟底层硬件结合较好，采集部分采用LabVIEW开发，进行数据采集和存储，并显示基本的数据状态信息。界面如下图所示：

　　图2 数据采集程序界面

　　数据采集程序充分考虑了采集程序的可扩展性，可以通过选择界面进行采集卡的增加，以便监测更多的机组项目。采集程序对过来的信号进行分析判断，确认传感器信号是否有误。采集通道出错的信号通道红色显示，以便在现地提醒运行人员。32通道信号经过采集后保存成波形文件，文件每2秒钟更新一次。

　　扩展分析和远程监测平台采用了Delphi编程开发工具，基于TCP/IP的远程连接模式，其中本地入库软件安装在PXI 8185控制器中，实现本地数据入库。其中，LabVIEW开发的本地采集软件与Delphi开发的本地数据入库程序的交互模式，采用了本地采集软件调用Windows API发送消息，提醒本地入库程序更新数据库中实时数据，进而实现远程实时在线监测。

　　远程监测软件采用BS（浏览器/服务器）和CS（客户端/服务器）结合的模式，用户既可以直接打开网页，连接Web服务器，进行远程在线监测，也可以安装客户端，进行更加复杂的远程分析和监测。

测点配置

　　测点的选取是水电机组状态监测系统的关键问题，测点数量多少及布置的合理性将直接影响信号采集的真实性和整个系统的分析、诊断的可信度。系统在总结水电机组测试、电站运行自动化领域内众多专家现场试验经验的基础上，结合机组本身的设计、运行性能和结构特点，最终选择了具有代表性、能准确捕捉设备状态的监测点。测点名称和采集信号数据如下图所示：

　　表1 系统测点表