專利名稱：水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，尤其涉及一種水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，屬于在線監(jiān)測(cè)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自上世紀(jì)90年代以來，旨在提高水電機(jī)組運(yùn)行可靠性和經(jīng)濟(jì)效益的“狀態(tài)檢修”成為研究的焦點(diǎn)，以掌握水電機(jī)組健康狀況為目標(biāo)的狀態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)取得了長(zhǎng)足的發(fā)展與進(jìn)步，多種水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)投入工業(yè)應(yīng)用。這些系統(tǒng)可以歸納為兩類一類是專項(xiàng)監(jiān)測(cè)裝置，對(duì)水輪發(fā)電機(jī)組或其中某個(gè)設(shè)備的某項(xiàng)(類)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，如加拿大VibroSystM公司的發(fā)電機(jī)氣隙監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(AGMS)、加拿大IRIS公司的便攜式局部放電監(jiān)測(cè)儀(PDA)、華 中科技大學(xué)HSJ機(jī)組振擺監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。另一類是集合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，即將多個(gè)專項(xiàng)監(jiān)測(cè)裝置集合到同一網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上，如加拿大VibroSystM公司的水輪發(fā)電機(jī)組在線監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)(ZOOM)、北京華科同安公司的TN8000水電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測(cè)分析故障診斷系統(tǒng)、北京奧技異電氣技術(shù)研究所的PSTA2003網(wǎng)絡(luò)化全狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等。水電機(jī)組是一個(gè)由水力、機(jī)械、電氣、控制和輔助設(shè)備構(gòu)成的強(qiáng)耦合復(fù)雜大系統(tǒng)，牽一發(fā)而動(dòng)全身，所以不僅需要對(duì)機(jī)組進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)，而且要求將各項(xiàng)監(jiān)測(cè)集成在同一平臺(tái)上，并實(shí)現(xiàn)信息共享和行為協(xié)調(diào)(如同步采集、同步存儲(chǔ)、關(guān)聯(lián)分析等)。上述的專項(xiàng)監(jiān)測(cè)裝置和集合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)都無法滿足要求(I)沒有實(shí)現(xiàn)全面監(jiān)測(cè)。雖然部分系統(tǒng)稱具有實(shí)現(xiàn)全狀態(tài)監(jiān)測(cè)能力，但均未實(shí)現(xiàn)，普遍沒有對(duì)控制設(shè)備和輔助設(shè)備的監(jiān)測(cè)，而這些設(shè)備不僅對(duì)機(jī)組的安全和可靠性至關(guān)重要，而且故障率高、維護(hù)密集(maintenance intensive)(相對(duì)水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)等主機(jī)而言)。(2)沒有關(guān)聯(lián)協(xié)同機(jī)制。在集合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，雖然各監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)在帶上GPS時(shí)標(biāo)后可以集合起來，開展關(guān)聯(lián)分析，但由于各監(jiān)測(cè)裝置獨(dú)立采集、存儲(chǔ)、分析，相互間沒有協(xié)同機(jī)制，經(jīng)常出現(xiàn)在對(duì)同一事件進(jìn)行分析時(shí)因?yàn)閿?shù)據(jù)不完整而無法關(guān)聯(lián)的問題。(3)沒有實(shí)現(xiàn)多源一體化。機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)來源多樣其一為控制系統(tǒng)采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)，分為微秒級(jí)的保護(hù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)(保護(hù)錄波裝置等)、毫秒級(jí)的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)數(shù)據(jù)(調(diào)速器、勵(lì)磁調(diào)節(jié)器等)和秒級(jí)的監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)(監(jiān)控現(xiàn)地控制單元等)；其二是各在線監(jiān)測(cè)裝置采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)，有納秒級(jí)的局部放電數(shù)據(jù)、微秒級(jí)的聲波數(shù)據(jù)、毫秒級(jí)(可達(dá)O. I毫秒)的機(jī)械狀態(tài)數(shù)據(jù)；當(dāng)前的各種水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)不能有效解決機(jī)組多源多尺度異構(gòu)狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機(jī)融合問題。為此，迫切需要發(fā)明更先進(jìn)的水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，旨在實(shí)現(xiàn)水電機(jī)組水力、機(jī)械、電氣、控制及輔助設(shè)備等的全方位監(jiān)測(cè)，建立各專項(xiàng)監(jiān)測(cè)裝置之間關(guān)聯(lián)協(xié)同機(jī)制，并實(shí)現(xiàn)多來源、多時(shí)標(biāo)、異構(gòu)機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機(jī)融合，這對(duì)提高分析與診斷結(jié)果的準(zhǔn)確性、全面性與可信性以及設(shè)備的可靠性與可利用率，減少維護(hù)成本從而逐步實(shí)現(xiàn)機(jī)組的狀態(tài)維修等具有十分重要的意義。
發(fā)明內(nèi)容
為了改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，技術(shù)方案如下文所述。本發(fā)明提供的水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用帶物理隔離的單向現(xiàn)場(chǎng)總線通訊實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、監(jiān)控IXU、調(diào)速器和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器之間的連接，其特征在于所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括綜合單元、控制單元、機(jī)械單元與電氣單元，其中，四個(gè)監(jiān)測(cè)單元彼此之間通過CAN網(wǎng)與以太網(wǎng)相連接，綜合單元又通過機(jī)組監(jiān)測(cè)局域網(wǎng)與光纖收發(fā)器連接至遠(yuǎn)程維護(hù)網(wǎng)，所述控制單元連接一調(diào)速器、一勵(lì)磁調(diào)節(jié)器及一信號(hào)傳感與調(diào)理器，所述機(jī)械單元連接一機(jī)械單元信號(hào)傳感與調(diào)理器，所述電氣單元連接一電氣單元信號(hào)傳感與調(diào)理器與變壓器油監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，所述綜合單元連接監(jiān)控LCU與故障錄波裝置。優(yōu)選的，通過上述結(jié)構(gòu)，所述四個(gè)監(jiān)測(cè)單元通過實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線與以太網(wǎng)被集成到統(tǒng)一的平臺(tái)上，構(gòu)成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，每個(gè)監(jiān)測(cè)單元對(duì)相應(yīng)子系統(tǒng)或設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，同時(shí)與其它監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互、協(xié)同合作、關(guān)聯(lián)同步動(dòng)作及信息共享，共同實(shí)現(xiàn)水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同監(jiān)測(cè)。優(yōu)選的，上述控制單元對(duì)機(jī)組控制設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)與分析。優(yōu)選的，上述綜合單元還包括對(duì)輔助設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)，所需信息均來自監(jiān)控IXU，所述輔助設(shè)備包括油系統(tǒng)、頂蓋漏水與排水系統(tǒng)及技術(shù)供水系統(tǒng)等。優(yōu)選的，上述在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)包括一體化監(jiān)測(cè)和協(xié)同監(jiān)測(cè)，通過工況同步、異常事件同步及時(shí)間同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多來源、多時(shí)標(biāo)、異構(gòu)機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機(jī)融合。優(yōu)選的，上述一體化監(jiān)測(cè)是指通過工況同步、異常事件同步及時(shí)間同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多來源、多時(shí)標(biāo)、異構(gòu)機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機(jī)融合，由綜合單元進(jìn)行統(tǒng)一組織、存儲(chǔ)與管理，從而確保這些數(shù)據(jù)與工況事件、異常事件的關(guān)聯(lián)性。本發(fā)明同時(shí)提供了一種如上述的水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用方法，所述工況同步指的是實(shí)時(shí)辨識(shí)機(jī)組工況事件后，各監(jiān)測(cè)單元能夠同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與記錄；所述異常事件同步指的是實(shí)時(shí)辨識(shí)機(jī)組異常事件后，各監(jiān)測(cè)單元能夠同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與記錄；所述時(shí)間同步指的是各監(jiān)測(cè)單元及其采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)均能在時(shí)鐘上與GPS同步對(duì)齊。優(yōu)選的，上述協(xié)同監(jiān)測(cè)指的是運(yùn)用團(tuán)隊(duì)智能技術(shù)將各監(jiān)測(cè)單元有機(jī)集成為一個(gè)機(jī)組監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)，監(jiān)測(cè)單元之間既能進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互、信息共享與行為協(xié)同，又能同步響應(yīng)機(jī)組發(fā)生的異常事件、工況事件等，實(shí)現(xiàn)同步采集、同步存儲(chǔ)及關(guān)聯(lián)分析。優(yōu)選的，上述團(tuán)隊(duì)智能指的是若干能力與專長(zhǎng)互補(bǔ)的成員按照組織、分工、協(xié)同和制約，通過信息與資源共享及彼此之間的交互過程實(shí)現(xiàn)一個(gè)負(fù)有共同責(zé)任的目標(biāo)時(shí)所釋放出來的智能；所述工況事件與異常事件的實(shí)時(shí)識(shí)別在毫秒級(jí)內(nèi)完成；其中，異常事件包括監(jiān)控系統(tǒng)辨識(shí)的各種狀態(tài)越限、開關(guān)異常動(dòng)作以及在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)出的狀態(tài)越限、性能降低或性能越限；、
所述工況事件為停機(jī)等待、開機(jī)過程、空載過程、并網(wǎng)過程、負(fù)載過程、加負(fù)荷過程、減負(fù)荷過程、解列過程和停機(jī)過程。與目前存在的各類機(jī)組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)I、全方位監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)對(duì)象包括了水電機(jī)組水力、機(jī)械、電氣、控制及輔助設(shè)備等各方面狀態(tài)，為開展機(jī)組的綜合分析與診斷提供全面的數(shù)據(jù)源。2、一體化監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組多來源、多時(shí)標(biāo)、異構(gòu)狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機(jī)融合，為開展設(shè)備關(guān)聯(lián)分析提供了高質(zhì)量的數(shù)據(jù)源。3、協(xié)同監(jiān)測(cè)，將團(tuán)隊(duì)智能技術(shù)運(yùn)用于機(jī)組在線監(jiān)測(cè)，所有監(jiān)測(cè)單元構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的機(jī)組監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)，可以更有效地進(jìn)行實(shí)時(shí)交互、行為協(xié)同與信息共享。4、充分的數(shù)據(jù)共享，一方面各個(gè)監(jiān)測(cè)單元構(gòu)成一個(gè)信息與資源共享的有機(jī)整體；另一方面通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊方式與監(jiān)控LCU、調(diào)速器及勵(lì)磁調(diào)節(jié)器等數(shù)字化設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息 共享。5、高可靠性，選用的傳感器、采集卡及工業(yè)計(jì)算機(jī)等硬件設(shè)備均具備較高的運(yùn)行可靠性，同時(shí)傳感器本身及其安裝方式均不影響機(jī)組的可靠性，通過帶物理隔離的單向通訊方式與監(jiān)控LCU、調(diào)速器及勵(lì)磁調(diào)節(jié)器等控制設(shè)備進(jìn)行信息共享，使信息只能由控制設(shè)備向機(jī)組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)單向流動(dòng)，反方向不存在信息流動(dòng)的物理鏈路，保證控制設(shè)備的信息
安全與可靠。6、信息交互的及時(shí)性，監(jiān)測(cè)單元之間實(shí)時(shí)信息交互的精度可達(dá)毫秒級(jí)。7、行為協(xié)同的速動(dòng)性，機(jī)組工況事件與異常事件的實(shí)時(shí)辨識(shí)與同步可在毫秒級(jí)內(nèi)完成。8、選擇性智能存儲(chǔ)策略，機(jī)組在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量是巨大的，對(duì)于存儲(chǔ)介質(zhì)是個(gè)極大的挑戰(zhàn)，通過關(guān)聯(lián)機(jī)組工況事件與異常事件信息及實(shí)時(shí)信號(hào)特征識(shí)別技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)的選擇性智能存儲(chǔ)，一方面盡可能地有效保存機(jī)組綜合分析與診斷所需的狀態(tài)信號(hào)特征，另一方面最大限度地節(jié)約了存儲(chǔ)空間。9、進(jìn)一步提高了分析結(jié)果的可靠性與可信性，由于實(shí)現(xiàn)了機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機(jī)融合，保證了不同子系統(tǒng)之間運(yùn)行狀態(tài)的有機(jī)關(guān)聯(lián)，能夠?qū)λ姍C(jī)組開展綜合分析與診斷，可以進(jìn)一步提高分析與診斷結(jié)果的可靠性與可信性。
圖I是本發(fā)明系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)記1-綜合單元；2_控制單元；3_機(jī)械單元；4_電氣單元；5_控制單元信號(hào)傳感與調(diào)理器；6_機(jī)械單元信號(hào)傳感與調(diào)理器；7_電氣單元信號(hào)傳感與調(diào)理器；8-變壓器油監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；9_監(jiān)控IXU ;10_調(diào)速器；11_勵(lì)磁調(diào)節(jié)器；12_故障錄波裝置；13-CAN網(wǎng)；14-機(jī)組監(jiān)測(cè)局域網(wǎng)與光纖收發(fā)器。
具體實(shí)施例方式為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實(shí)施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖I所示，在通過帶物理隔離的單向現(xiàn)場(chǎng)總線通訊與監(jiān)控IXU8、調(diào)速器9及勵(lì)磁調(diào)節(jié)器10等已有數(shù)字化設(shè)備充分共享狀態(tài)信息的基礎(chǔ)上，通過實(shí)時(shí)CAN網(wǎng)13與以太網(wǎng)14將綜合單元I、控制單元2、機(jī)械單元3及電氣單元4等監(jiān)測(cè)單元集成到一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)且構(gòu)成了一個(gè)有機(jī)的機(jī)組監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)，每個(gè)監(jiān)測(cè)單元都是該監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)中不可或缺的一個(gè)成員，既專職于機(jī)組某個(gè)子系統(tǒng)或設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)，又能夠與其它監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行實(shí)時(shí)交互、信息共享、行為協(xié)同及關(guān)聯(lián)同步動(dòng)作，共同完成水電機(jī)組的全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)。本發(fā)明在通過帶物理隔離的單向現(xiàn)場(chǎng)總線通訊與監(jiān)控IXU、調(diào)速器及勵(lì)磁調(diào)節(jié)器等已有數(shù)字化設(shè)備充分共享狀態(tài)信息的基礎(chǔ)上，將整個(gè)機(jī)組的在線監(jiān)測(cè)按照監(jiān)測(cè)對(duì)象或功能劃分為綜合單元、控制單元、機(jī)械單元及電氣單元等四個(gè)監(jiān)測(cè)單元，所有監(jiān)測(cè)單元通過實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線與以太網(wǎng)被集成到一個(gè)統(tǒng)一的平臺(tái)上，構(gòu)成一個(gè)有機(jī)的機(jī)組監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)，每個(gè)監(jiān)測(cè)單元都是機(jī)組監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)中的一個(gè)成員，一方面專職于機(jī)組某個(gè)子系統(tǒng)或設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)，一方面與其它監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互、協(xié)同合作、關(guān)聯(lián)同步動(dòng)作及信息共享，共同實(shí)現(xiàn)水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同監(jiān)測(cè)?？刂茊卧ㄟ^帶物理隔離的實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線或串口通訊方式獲取調(diào)速器已采集的 調(diào)速系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息；通過帶物理隔離的實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線或串口通訊方式獲取勵(lì)磁調(diào)節(jié)器已采集的勵(lì)磁系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)信息；增加傳感器及狀態(tài)采集設(shè)備直接采集機(jī)組控制系統(tǒng)部分缺失或精度達(dá)不到設(shè)備分析要求的運(yùn)行狀態(tài)(如導(dǎo)葉主接力器位移、輪葉主接力器位移、導(dǎo)葉中間接力器位移、輪葉中間接力器位移、導(dǎo)葉主配壓閥位移、輪葉主配壓閥位移、導(dǎo)葉開腔油壓、輪葉開腔油壓、導(dǎo)葉關(guān)腔油壓、輪葉關(guān)腔油壓及濾網(wǎng)油壓、轉(zhuǎn)子電壓、轉(zhuǎn)子電流、發(fā)電機(jī)三相電壓、發(fā)電機(jī)三相電流等)；在充分集成控制系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對(duì)相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與處理，實(shí)現(xiàn)機(jī)械調(diào)速操作機(jī)構(gòu)的運(yùn)行狀況與性能的監(jiān)測(cè)與分析，以及勵(lì)磁系統(tǒng)的運(yùn)行狀況與性能的監(jiān)測(cè)與分析。此外，控制單元根據(jù)機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)實(shí)時(shí)判別機(jī)組的運(yùn)行工況并實(shí)時(shí)計(jì)算各工況相應(yīng)的性能指標(biāo)，同時(shí)可以對(duì)機(jī)組發(fā)生的各類事件與運(yùn)行工況做出同步響應(yīng)，并結(jié)合事件信息、工況信息及信號(hào)本身的典型特征(如機(jī)組頻率、電壓發(fā)生了突變)實(shí)現(xiàn)原始采樣數(shù)據(jù)、瞬變狀態(tài)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)同步采集與選擇性智能存儲(chǔ)。機(jī)械單元采集與機(jī)組穩(wěn)定性有關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)信息(如機(jī)組大軸擺動(dòng)、機(jī)架振動(dòng)、支持蓋振動(dòng)、鐵芯振動(dòng)、水壓力脈動(dòng)、水輪機(jī)空化空蝕、發(fā)電機(jī)氣隙與磁場(chǎng)強(qiáng)度等)，利用時(shí)域分析、頻域分析及小波分析等時(shí)頻分析方法對(duì)相關(guān)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)分析與處理，實(shí)現(xiàn)機(jī)組穩(wěn)定性及水輪機(jī)空化、效率與水壓力脈動(dòng)、發(fā)電機(jī)氣隙與磁場(chǎng)強(qiáng)度的監(jiān)測(cè)與分析。此外，機(jī)械單元可以對(duì)機(jī)組發(fā)生的各類事件與運(yùn)行工況做出同步響應(yīng)，并結(jié)合事件信息、工況信息及信號(hào)本身的典型特征(如振動(dòng)、擺動(dòng)峰峰值超過了一定的閾值)實(shí)現(xiàn)原始采樣數(shù)據(jù)、瞬變狀態(tài)數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)同步采集與選擇性智能存儲(chǔ)。電氣單元采集與機(jī)組定子絕緣、主變壓器絕緣等有關(guān)的運(yùn)行狀態(tài)信息(如發(fā)電機(jī)局放、變壓器局放、鐵芯與夾件接地電流、套管末屏接地電流等)，并通過現(xiàn)場(chǎng)總線與變壓器油監(jiān)測(cè)系統(tǒng)連接獲取變壓器油氣相關(guān)狀態(tài)信息；利用時(shí)域特征分析及基于信號(hào)知識(shí)庫的實(shí)時(shí)識(shí)別與分類技術(shù)實(shí)現(xiàn)各類放電脈沖信號(hào)的有效識(shí)別與分類，并在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)機(jī)組定子絕緣、主變壓器絕緣的監(jiān)測(cè)與分析。此外，電氣單元可以對(duì)機(jī)組發(fā)生的各類事件與運(yùn)行工況做出同步響應(yīng)，并結(jié)合事件信息、工況信息及信號(hào)本身的典型特征(如局放信號(hào)較大或變化率較大等)實(shí)現(xiàn)原始采樣數(shù)據(jù)的選擇性智能存儲(chǔ)。綜合單元通過帶物理隔離的實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線或串口通訊方式獲取監(jiān)控IXU已采集的機(jī)組大部分運(yùn)行狀態(tài)信息；作為整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫，負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)接收其他三個(gè)監(jiān)測(cè)單元實(shí)時(shí)上傳的狀態(tài)指標(biāo)量數(shù)據(jù)、性能指標(biāo)數(shù)據(jù)及其它分析結(jié)果；可以對(duì)機(jī)組發(fā)生的各類事件與運(yùn)行工況做出同步響應(yīng)，并結(jié)合工況信息與事件信息實(shí)現(xiàn)全方位、多時(shí)標(biāo)機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)的選擇性智能存儲(chǔ)；同時(shí)，通過實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線或以太網(wǎng)通訊與其它特殊用途的監(jiān)測(cè)裝置(如故障錄波)實(shí)現(xiàn)狀態(tài)數(shù)據(jù)共享，在機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)充分集成的基礎(chǔ)上，進(jìn)行集成監(jiān)測(cè)、綜合分析及故障診斷。此外，利用監(jiān)控LCU的狀態(tài)數(shù)據(jù)，綜合單元實(shí)現(xiàn)了油系統(tǒng)、頂蓋漏水與排水系統(tǒng)及技術(shù)供水系統(tǒng)的在線監(jiān)測(cè)與分析。全方位監(jiān)測(cè)指的是對(duì)水電機(jī)組水力、機(jī)械、電氣、控制及輔助設(shè)備等方方面面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其基本要點(diǎn)如下I、不僅實(shí)現(xiàn)了發(fā)電機(jī)、變壓器、水輪機(jī)及機(jī)組穩(wěn)定性等設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)，而且還實(shí)現(xiàn)了控制設(shè)備與輔助設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)。2、控制設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)包括調(diào)速系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)與勵(lì)磁系統(tǒng)在線監(jiān)測(cè)兩部分內(nèi)容。
3、輔助設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)功能包含在綜合單元中，所需信息均來自監(jiān)控LCU，沒有增加額外的測(cè)點(diǎn)。輔助設(shè)備包括油系統(tǒng)、頂蓋漏水與排水系統(tǒng)及技術(shù)供水系統(tǒng)等?！w化監(jiān)測(cè)指的是通過工況同步、異常事件同步及時(shí)間同步等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多來源、多時(shí)標(biāo)、異構(gòu)機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機(jī)融合，其基本要點(diǎn)如下I、將多來源、多時(shí)標(biāo)、異構(gòu)機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)在綜合單元內(nèi)進(jìn)行融合，由該監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行統(tǒng)一組織、存儲(chǔ)與管理，從而確保這些數(shù)據(jù)與工況事件、異常事件等的關(guān)聯(lián)性。2、工況同步指的是實(shí)時(shí)辨識(shí)機(jī)組工況事件后，各監(jiān)測(cè)單元能夠同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與記錄。3、異常事件同步指的是實(shí)時(shí)辨識(shí)機(jī)組異常事件后，各監(jiān)測(cè)單元能夠同步進(jìn)行數(shù)據(jù)米集與記錄。4、時(shí)間同步指的是各監(jiān)測(cè)單元及其采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)均能在時(shí)鐘上與GPS同步對(duì)齊。協(xié)同監(jiān)測(cè)指的是運(yùn)用團(tuán)隊(duì)智能技術(shù)將各監(jiān)測(cè)單元有機(jī)集成為一個(gè)機(jī)組監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)，監(jiān)測(cè)單元之間既能進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互、信息共享與行為協(xié)同，又能同步響應(yīng)機(jī)組發(fā)生的異常事件、工況事件等，實(shí)現(xiàn)同步采集、同步存儲(chǔ)及關(guān)聯(lián)分析等。其基本要點(diǎn)如下I、團(tuán)隊(duì)智能指的是若干能力與專長(zhǎng)互補(bǔ)的成員按照組織、分工、協(xié)同、制約等一系列人類團(tuán)隊(duì)運(yùn)作機(jī)制，通過信息與資源共享及彼此之間的交互過程實(shí)現(xiàn)一個(gè)負(fù)有共同責(zé)任的目標(biāo)時(shí)所釋放出來的智能。2、監(jiān)測(cè)單元之間的實(shí)時(shí)信息交互，其精度可達(dá)毫秒級(jí)。高精度的實(shí)時(shí)交互能力可以有效提升監(jiān)測(cè)單元之間信息共享與行為協(xié)同的速動(dòng)性。3、工況事件與異常事件的實(shí)時(shí)識(shí)別可以在毫秒級(jí)內(nèi)完成；其中，異常事件包括監(jiān)控系統(tǒng)辨識(shí)的各種狀態(tài)越限、開關(guān)異常動(dòng)作等以及在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)出的狀態(tài)越限、性能降低、性能越限等；工況事件為開機(jī)、空載、甩大負(fù)荷、甩小負(fù)荷、負(fù)載、加負(fù)荷、減負(fù)荷、停機(jī)
坐寸ο關(guān)聯(lián)機(jī)組工況事件與異常事件信息并通過實(shí)時(shí)信號(hào)特征識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)的選擇性智能存儲(chǔ)是本發(fā)明的顯著特點(diǎn)，其基本要點(diǎn)如下I、當(dāng)機(jī)組發(fā)生重要的工況事件時(shí)，保存工況事件過程時(shí)間段內(nèi)的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
2、當(dāng)機(jī)組發(fā)生異常事件時(shí)，保存異常事件過程時(shí)間段內(nèi)的狀態(tài)數(shù)據(jù)。3、當(dāng)機(jī)組狀態(tài)信號(hào)本身的時(shí)域或頻域特征出現(xiàn)較大變化時(shí)，保存特征變化時(shí)刻前后各一段時(shí)間的狀態(tài)數(shù)據(jù)。4、當(dāng)機(jī)組處于穩(wěn)態(tài)運(yùn)行時(shí)，每固定周期(如30min)存儲(chǔ)一段時(shí)間(如60s)的狀態(tài)數(shù)據(jù)。以上所述，僅是用以說明本發(fā)明的具體實(shí)施案例而已，并非用以限定本發(fā)明的可 實(shí)施范圍，舉凡本領(lǐng)域熟練技術(shù)人員在未脫離本發(fā)明所指示的精神與原理下所完成的一切等效改變或修飾，仍應(yīng)由本發(fā)明權(quán)利要求的范圍所覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用帶物理隔離的單向現(xiàn)場(chǎng)總線通訊實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、監(jiān)控IXU (9)、調(diào)速器(10)和勵(lì)磁調(diào)節(jié)器(11)之間的連接，其特征在于所述監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括綜合單元(I)、控制單元(2)、機(jī)械單元(3)與電氣單元(4)，其中，四個(gè)監(jiān)測(cè)單元彼此之間通過CAN網(wǎng)(13)與以太網(wǎng)相連接，綜合單元(I)又通過機(jī)組監(jiān)測(cè)局域網(wǎng)與光纖收發(fā)器(14)連接至遠(yuǎn)程維護(hù)網(wǎng)，所述控制単元(2)連接ー調(diào)速器(10)、一勵(lì)磁調(diào)節(jié)器(11)及一信號(hào)傳感與調(diào)理器(5)，所述機(jī)械単元(3)連接ー機(jī)械單元信號(hào)傳感與調(diào)理器(6)，所述電氣単元(3)連接ー電氣單元信號(hào)傳感與調(diào)理器(7)與變壓器油監(jiān)測(cè)系統(tǒng)(8)，所述綜合單元(I)連接監(jiān)控IXU (9)與故障錄波裝置(12)。
2.如權(quán)利要求I所述的水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于通過上述結(jié)構(gòu)，所述四個(gè)監(jiān)測(cè)單元通過實(shí)時(shí)現(xiàn)場(chǎng)總線與以太網(wǎng)被集成到統(tǒng)ー的平臺(tái)上，構(gòu)成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，每個(gè)監(jiān)測(cè)單元對(duì)相應(yīng)子系統(tǒng)或設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，同時(shí)與其它監(jiān)測(cè)單元進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互、協(xié)同合作、關(guān)聯(lián)同步動(dòng)作及信息共享，共同實(shí)現(xiàn)水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同監(jiān)測(cè)。
3.如權(quán)利要求I所述的水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述控制単元(2)對(duì)機(jī)組控制設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)與分析。
4.如權(quán)利要求I所述的水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述綜合単元(I)還包括對(duì)輔助設(shè)備的在線監(jiān)測(cè)，所需信息均來自監(jiān)控IXU (9)，所述輔助設(shè)備包括油系統(tǒng)、頂蓋漏水與排水系統(tǒng)及技術(shù)供水系統(tǒng)等。
5.如權(quán)利要求1-4之一所述的水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在干所述在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)包括一體化監(jiān)測(cè)和協(xié)同監(jiān)測(cè)，通過エ況同步、異常事件同步及時(shí)間同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多來源、多時(shí)標(biāo)、異構(gòu)機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機(jī)融合。
6.如權(quán)利要求5所述的水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于所述一體化監(jiān)測(cè)是指通過エ況同步、異常事件同步及時(shí)間同步技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多來源、多時(shí)標(biāo)、異構(gòu)機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機(jī)融合，由綜合單元(I)進(jìn)行統(tǒng)ー組織、存儲(chǔ)與管理，從而確保這些數(shù)據(jù)與エ況事件、異常事件的關(guān)聯(lián)性。
7.如權(quán)利要求6所述的水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的使用方法，其特征在于 所述エ況同步指的是實(shí)時(shí)辨識(shí)機(jī)組エ況事件后，各監(jiān)測(cè)單元能夠同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與記錄； 所述異常事件同步指的是實(shí)時(shí)辨識(shí)機(jī)組異常事件后，各監(jiān)測(cè)單元能夠同步進(jìn)行數(shù)據(jù)采集與記錄； 所述時(shí)間同步指的是各監(jiān)測(cè)單元及其采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)均能在時(shí)鐘上與GPS同步對(duì)齊。
8.如權(quán)利要求5所述的使用方法，其特征在于所述協(xié)同監(jiān)測(cè)指的是運(yùn)用團(tuán)隊(duì)智能技術(shù)將各監(jiān)測(cè)單元有機(jī)集成為ー個(gè)機(jī)組監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)，監(jiān)測(cè)単元之間既能進(jìn)行實(shí)時(shí)信息交互、信息共享與行為協(xié)同，又能同步響應(yīng)機(jī)組發(fā)生的異常事件、エ況事件等，實(shí)現(xiàn)同步采集、同步存儲(chǔ)及關(guān)聯(lián)分析。
9.如權(quán)利要求8所述的使用方法，其特征在于所述團(tuán)隊(duì)智能指的是若干能力與專長(zhǎng)互補(bǔ)的成員按照組織、分エ、協(xié)同和制約，通過信息與資源共享及彼此之間的交互過程實(shí)現(xiàn)一個(gè)負(fù)有共同責(zé)任的目標(biāo)時(shí)所釋放出來的智能；所述エ況事件與異常事件的實(shí)時(shí)識(shí)別在毫秒級(jí)內(nèi)完成；其中，異常事件包括監(jiān)控系統(tǒng)辨識(shí)的各種狀態(tài)越限、開關(guān)異常動(dòng)作以及在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)檢測(cè)出的狀態(tài)越限、性能降低或性能越限； 所述エ況事件為停機(jī)等待、開機(jī)過程、空載過程、并網(wǎng)過程、負(fù)載過程、加負(fù)荷過程、減負(fù)荷過程、解列過程和停機(jī)過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括綜合單元、控制單元、機(jī)械單元及電氣單元等，運(yùn)用團(tuán)隊(duì)智能技術(shù)將各監(jiān)測(cè)單元集成為一個(gè)有機(jī)的機(jī)組監(jiān)測(cè)團(tuán)隊(duì)，監(jiān)測(cè)單元之間通過實(shí)時(shí)交互、信息共享、行為協(xié)同，共同實(shí)現(xiàn)水電機(jī)組全方位一體化協(xié)同監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了水電機(jī)組水力、機(jī)械、電氣、控制及輔助設(shè)備等的全方位監(jiān)測(cè)，通過工況同步、異常事件同步等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了多來源、多時(shí)標(biāo)、異構(gòu)的機(jī)組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機(jī)融合，并關(guān)聯(lián)工況事件與異常事件信息及實(shí)時(shí)信號(hào)特征識(shí)別技術(shù)實(shí)現(xiàn)了狀態(tài)數(shù)據(jù)的選擇性智能存儲(chǔ)。該系統(tǒng)具有全方位、一體化、行為協(xié)同、高可靠等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)G05B19/418GK102707680SQ201210159569
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者李朝暉, 艾遠(yuǎn)高, 謝國(guó)財(cái) 申請(qǐng)人:李朝暉