一種新型的基于現(xiàn)場總線的水輪機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

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1、一種新型的基于現(xiàn)場總線的水輪機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)

2、第1內(nèi)容顯示中l(wèi)unal>關(guān)鍵詞：水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測LONbps/130m，直接通信距離可達(dá)2700m/78kbps；其網(wǎng)絡(luò)采取了配置1500V直流隔離變壓器進(jìn)行隔離等適合于工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境的措施，具有很強的抗干擾、抗振動能力，適合于水電廠等較惡劣的工業(yè)環(huán)境。在水輪機組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)中，有幾十個現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集節(jié)點，它們通過現(xiàn)場總線將采樣結(jié)果傳送到距離較遠(yuǎn)的上位機，并且數(shù)據(jù)通信頻繁。考慮到LONS-SQLSERVER2000數(shù)據(jù)庫，提供人機交互的界面，并完成實時數(shù)據(jù)的圖形化、格式化顯示，同時用傅立葉變、換（FT）和小

3、波變換（PN3150；FLASHROM選用AT29C512；數(shù)據(jù)存儲器（RAM）選用ISSI公司的IS61C256；Neuron3150芯片與LON總線的網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)接口選用Echelon公司的自由拓?fù)湫褪瞻l(fā)器FTT10A，它是一種變壓器耦合收發(fā)器，可提供一個與雙絞線的無及性接口，且支持網(wǎng)絡(luò)的自由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)通訊介質(zhì)采用最常用的雙絞線；A/D轉(zhuǎn)換芯片采用性價比較高的AD1674芯片，其轉(zhuǎn)換精度為1/2LSB，轉(zhuǎn)換速率為100kSPS，具備三態(tài)輸出緩沖區(qū)。2.1.2存儲空間分配Neuron3150芯片片內(nèi)存儲器的地址范圍為E800H～FFFFH，包含2KB的

4、RAM（E800～EFFF）、0.5KB的EEPROM（F000～F1FF）、2.5KB的保留空間（F200～FBFF）和1KB的用于存儲器映像I/O的空間（FC00～FFFF）。外部擴展存儲器的地址由Neuron3150的地址引腳和控制引腳來確定：給FLASHROM分配的地址空間為0000～7FFF，其中，0000～3FFF的16KB空間用于系統(tǒng)固件（Firmain_structmydomain;//定義域結(jié)構(gòu)mydomain=*(access_domain(0));//讀節(jié)點域表mydomain.sub=0;//設(shè)置節(jié)點子網(wǎng)號mydomain.nod

5、e=5;//設(shè)置節(jié)點號update_damain(mydomain,0);//寫節(jié)點域表發(fā)送數(shù)據(jù)報文msg_tagtest_out;//聲明報文標(biāo)簽msg_out.tag=test_out;//傳遞報文標(biāo)簽msg_out.dest_addr.snode.node=0;//定義目的地址節(jié)點號msg_out.dest_addr.snode.sub=0;//定義目的地址子網(wǎng)號msg_out.code=0x0c;//定義報文碼msg_out.service=ACKD;//定義報文服務(wù)類型msg_out.dest_addr.snode.type=1;//定義目的節(jié)

6、點類型memcpy(msg_out.data,a0,nLength);//填充報文內(nèi)容msg_send();//發(fā)送報文在初始化程序中，用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)domain_struct定義節(jié)點的子網(wǎng)號、節(jié)點號，即設(shè)置節(jié)點在LON總線上的地址。在發(fā)送程序中利用msg_out結(jié)構(gòu)構(gòu)造報文，其中，目的地址指向適配器。顯示報文的接收程序與發(fā)送部分類似，不再多述。3.2上位機通信程序上位機與現(xiàn)場節(jié)點通訊的數(shù)據(jù)通過適配器轉(zhuǎn)發(fā)，適配器的IP必須事先指定。上位機利用msg_out變量（如前所述）創(chuàng)建顯示報文，將目標(biāo)節(jié)點的地址、需要改變的參數(shù)或要下達(dá)的命令填充到該變量中，然后用UDP

7、封裝該變量，通過以太網(wǎng)發(fā)往適配器；適配器解析上位機發(fā)來的數(shù)據(jù)包，得到顯示報文，將該顯示報文直接向相應(yīng)的節(jié)點發(fā)送。同樣，適配器也將現(xiàn)場節(jié)點發(fā)來的顯示報文通過UDP封裝后發(fā)往上位機，上位機解包后根據(jù)節(jié)點等信息將數(shù)據(jù)存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫，等待后后續(xù)的信號處理模塊和故障診斷模塊調(diào)用。4故障診斷系統(tǒng)采用連續(xù)小波變換對采集的信號進(jìn)行處理，通過變換結(jié)果進(jìn)行故障診斷。下面以采集到的水輪機的主軸上導(dǎo)Y軸方向徑向擺度信號（圖4）的數(shù)據(jù)為例說明通過小波變換進(jìn)行故障診斷的結(jié)果。選用消息矩為4的雙正交樣條小波，在[1:1:48]的尺度上對時域信號進(jìn)行連續(xù)小波變換。圖5為擺度信號的小波

8、系數(shù)在尺度一時間上的三維圖形表示。從圖中可以明顯看出周期性出現(xiàn)的四條模極大值曲線，且總是第三條斜率較小，而正常情況下三維圖中將出現(xiàn)平穩(wěn)的錐全，這說明這些點的奇異性較強。事實上這正是由于水輪機主軸滑動摩擦造成的。通過設(shè)置閾值算法得到小波的模極大值曲線，如圖6所示。兩條模極大值曲線的相交點即可以精確地指向故障點。本文結(jié)合水輪發(fā)電機組狀態(tài)監(jiān)測的實際需要，研究開發(fā)了一種基于LONS-SQLSERVER2000數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲，通過小波變換初步實現(xiàn)了故障診斷。