汽轮机数据管理系统开发

滕炎甫+郑凯

摘 要：汽轮机可以把蒸汽的能量而转化为机械功的一种设备，其拥有极为广泛的应用范围，尤其是的电力行业中，汽轮机发挥着无可替代的作用。该文通过对汽轮机数据管理系统的介绍，指出的传统数据管理系统所存在的一些不足之处，提出构建基于Windows操作系统以及数据库技术的数据管理及实时监测系统。

关键词：汽轮机 数据管理 开发

诜⒌绯е？汽轮机是最为重要的基础设备之一。并且，汽轮机是在非常长的周期中，一直不停地高速运转。在一些外界和自身因素的影响下，会出现一定的故障，给企业带来极大经济损失。目前，我国对于汽轮机的数据管理与监测中，也引进了相对先进的数字化系统。这些数据管理与监测系统，多是通过下位机的模式进行运转。所采用的下位机可以进行相关的数据收集工作，通常将下位机设置在汽轮机的监测现场。而上位机则对所收集的数据加以分析与管理，同时对汽轮机运行中的故障进行判断，通常将上位机设置在监控中心。这种采用上位机与下位机的运行方式，数据管理与监测系统与被监测的汽轮机依旧采取一对一的方式进行配置，也不便于对系统进行集中式的管理，无法真正发挥出数据管理与监测系统的功能。另外，采用传统方式进行数据管理与系统的监测，几乎均是基于文件系统的数据管理方式，在数据管理过程中，无法实现实时的共享数据。对于数据的查询时，也相对复杂与繁琐。而对汽轮机进行故障的判断与分析，是要依据非常多的现场实测数据来完成的，只有收集到了实时、真实的数据，才可以对信号加以处理与分析，最后准确地对故障进行判断。所以，基于此，研发了基于Windows操作系统以及数据库技术的数据管理及实时监测系统，以实现对汽轮机运行时的数据进行实时收集、分析、监测与处理。

1 系统的构成

在此系统之中，能够同时对不同的汽轮机组进行数据的收集、管理与监测，其整体的结构图如图1所示。

其中A/D板和相应的监测用主机通过ISA槽相连接，每一个A/D板收集对应汽轮机运行时的数据，同时完成对收集数据的转换工作。其能够同时管理与监测汽轮机的数量，可以依据主机之中ISA槽数量来进行调整。不同的汽轮机，能够依照所需进行监测的内容，例如：汽轮机的转数、轴径、向振动、瓦振、热工参数以及胀差等，而随时进行调整。

2 系统所具有的功能

2.1 智能化的数据信息采集功能

在此系统之中，能够依照不同的汽轮机所拥有的运行状况，而使用各异的数据信息采集方法，以完成对不同汽轮机的数据采集工作。能够达到16通道信号同步的进行整同期、等速间隔等不同的数据信息采集方式，并且系统之中还安装有能够调节拐点的抗混跟踪滤波装置，可以完成对相关振动信号的32倍频采集工作。每一次单个通道能够采集512、1024或者2048点。

2.2 状态监测功能

通过棒状图形以及数字的形式，来直观呈现出不同通道所收集的实时在线数据信息，能够实时地在线反映出不同汽轮机设置的测点、不同测点的运行状态、轴芯轨迹等相关内容。并且，当汽轮机发生异常波动时，还可以及时发出声、光等报警信号。

2.3 实时数据的分析以及诊断功能

对不同的汽轮机启动与停止以及正常运行过程中的相关数据，通过频谱方法加以分析，并得出相应的频谱图像、瀑布图像等，对不同汽轮机实时的运行情况加以全面诊断。同时，将发生故障时的相关数据传输至“黑匣子”之中，便于以后更加全面、细致地进行分析，可以更加精确判断出转子质量出现的失平衡、不对中以及裂纹等各种易出故障。同时，可以分析得出不同故障所发生的原因，给出相应解决方案。

2.4 数据管理功能

在该系统之中，所包含的数据库有实时数据库、启动数据库、停机数据库以及历史数据库等4个数据库，拥有一样的关系结构组成，即时间，1-m号振动测量点数据值，1-n号热工测量点数据值。并将时间信息当成是数据库关系结构之中的主键，可以通过时间数据来对不同的记录进行识别。若是汽轮机处于正常的工作状态，系统则会按设定的时间，对波形数据信息进行储存。而若是汽轮机处于异常工作状态，系统则会对每一组的波形数据信息进行储存。时域波形数据库之中，关系结构是时间，1-m号振动波形数据信息。在上述关系结构之中，同样将时间数据信号当成是主键，可以通过时间数据来对不同的记录进行识别。在汽轮机的运行过程中，会对出现的异常情况进行实时的数据信息记录。在汽轮机运行异常记录数据库中，关系结构为时间，测量位置名称，异常数据值。数据管理系统在设定的时间间隔会对开量及关量，进行数据信息的记录，其数据库关系结构为时间，测量位置名称，动作之前所具有的状态，动作之后所具有的状态。

2.5 趋势以及报表分析和输出功能

对汽轮机的运行实时监测数据分级划分与管理，并分析每1小时、每1天以及每1月的趋势。同时，做出日报表以及月报表。能够通过图形以及报表等各种形式，对信息进行输出。另外，用户还能够对系统再次进行开发，从而更好适应现场各种的需求。

3 系统的硬件

3.1 传感装置

应当依照不同测量数据信号所具有的特征，而选择适宜的位移、加速度、压力、电流等不同种类与型号的传感装置。

3.2 A/D转换板

所采用的A/D转换板，应当能够实现16通道慢变信号以及16通道快变信号的相关数据信息的收集工作。在慢变信号的每一通道之中，都设置上光电隔离装置。所采用的A/D转换装置具有的精度是12bit±（1/2）LSB，所具有的转换时长是2μs。

3.3 监测主机

此系统之中，所采用的监测主机是标准的工业控制计算机，设备可以实现无故障使用高达4万个小时以上。

4 系统的软件

在此系统之中，完成了相应的组态化参数设定，不仅对工厂的运行参数、汽轮机运行参数以及不同通道的相关设置，而且系统中的监测模块以及数据库模块等均能够进行动态的组态设定。所以，此系统可以更容易再次的扩容，同时具有较强的适应能力。

5 结语

该汽轮机数据管理以及监测系统，不仅涉及的结构相对简洁，同时拥有较高的技术水平，可以更好适用于汽轮机的数據管理与实时监测工作之中。现在此系统已被应用于汽轮机的实际数据管理工作之中，其所具有的可靠性及准确性都能够达到相应的要求，为企业的安全生产提供了有力保障。

参考文献

[1]周悦，胡钢，江冰，等.汽轮机热力性能计算软件设计与实现[J].微处理机，2016，37（2）：65-69.

[2]叶青锋.热电车间1#、2#汽轮机控制系统改造过程管理[J].广东化工，2016，43（11）：231-233.