石泉水電站機組在線監測系統設計方案(編輯修改稿)

　

【文章內容簡介】 需要根據每臺機組監測的參數數量和信號類別來確定 ,一般振動、擺度、壓力脈動等穩定性參數共用一個數據采集單元。為方便就地監視和維護 ,機柜內應配置 1 個工業液晶顯示器。機柜內還應配置一套交直流雙供逆變電源裝置 ,以提高電源可靠性。機柜內還需配置一套傳感器電源裝置 ,為各傳感器提供工作電源。為實現網絡通訊 ,一般機柜內還需配置光纖交換機。 根據測點配置情況 ,每臺機組的機柜內需放置 TN8000 數據采集箱 1 臺、15〃工業液晶顯示器 1 個、光纖收發器 1 個、傳感器電源模塊 1 套、端子及輔件等。 數據采集站設備配置清單如下 : 序號 設 備 名 稱 規格型號 生產廠家 單位 數量 備 注 1 振動、擺度、壓力脈動 數據采集箱 TN8001 華科同安 套 1 2 工業液晶顯示器 51G BENQ 臺 1 3 機柜內傳感器電源及輔件 TN8016 華科同安 套 1 4 光纖收發器臺灣 臺 1 5 鍵盤、鼠標國產 套 1 6 盤柜 2200 800 600 國產 個 1 TN8000 數據采集箱 TN8000 數據采集箱是數據采集站的核心設備 ,主要負責各種信號的采集、存儲和數據處理 ,并進行實時監測和分析 ,同時對相關數據進行特征參數提取 ,得到機組狀態數據 ,完成機組故障的預警、并將數據通過網絡傳至數據服務器 ,供進一步的狀態監測分析和診斷。 TN8000 數據采集單元采用模塊化結構 ,具有多重容錯和抗干擾技術 ,采用先進的硬件設計和制造工藝 ,已有 400 多臺應用在水電、火電機組上 ,具有高度的可靠性 ,已在工業現場得到長期實踐考驗。 TN8001 振動擺度壓力脈動數據采集箱 振動、擺度、壓力脈動及工況參數均可由 TN8004 快變量采集模塊采集 ,每塊模塊可采集 8 個通道 ,每個數采箱可最多配置 6 塊快變量模塊 ,即 48 個快變量參數。根據石泉水電站機組的測點配置情況 ,每臺機組需要配置 1 個 TN8001振動擺度壓力脈動數據采集箱 ,測量模塊配置可根據最終監測參數確定。另外 ,每個采集箱還需配置鍵相模塊 1塊 (1通道 /塊 )、繼電器輸出模塊 1塊 (16路 /塊 )、系統板與存儲板各 1 塊。 通過 TN8001 數據采集箱的數據采集 ,系統可以得到不同工況下信號各頻段范圍內的準確可靠的實時數據 ,為后續分析和 故障診斷提供可信的狀態數據。 通過繼電器輸出模塊 ,TN8000 系統可向外輸出 16 路獨立的繼電器信號 ,繼電器信號邏輯可組態。 TN8001 振動擺度壓力脈動數據采集箱配置 : 備 用 繼電器輸出模塊 模擬量輸出模塊 模擬量輸入模塊 壓力監測模塊 振動監測模塊 振動監測模塊 擺度監測模塊 鍵相模塊 系統板 存儲板 TN8001 智能高速數采箱 TN8000 數據采集箱模塊化結構特點 TN8000 數據采集箱采用標準的積木式模塊化結構 ,可以熱插拔。由框架、系統板和各種采集模塊組成。每個 TN8000 智能數據采集箱所需的數據采集板的類型和數量可根據現場傳感器的數量、信號類型進行靈活配置。 智能數據采集箱中各模塊均可獨立工作 ,其中某一通道或某一模塊的故障不會影響其他通道或其他模塊正常工作。某一模塊發生故障時用戶僅需自行用備用模塊更換即可。采集箱內提供導軌以便于插拔 ,模塊安裝后可用緊固螺釘鎖緊以防止誤插拔。具有安裝、維護、更換方便、可靠性好的特點。 各采集模塊前面板每個通道均具有通道 OK 指示燈 ,通道正常工作時指示燈為綠色 ,當某一通道或某一采集模塊出現故障時 ,對應 OK 指示燈就會熄滅。 TN8000 數據采集箱采集模塊 TN8000 智能數據采集箱可以提供多種采集模塊 : 快變量監測模塊用于采集各種擺度、振動、壓力脈動和工況信號 。 鍵相模塊用于采集鍵相 /轉速信號 。 空氣間隙模塊用于采集空氣間隙信號和磁通量信號 。 繼電器輸出模塊用于輸出報警信號或保護動作信號 。 系統板用于協調各采集模塊工作 ,并提供串行通訊接口和以態網絡接口 ,與外部設備進行通訊 。 存儲模塊用于存儲數據采集箱有關程序和部分機組狀態數據。 TN8000 硬件技術特點 模塊化結構 ,系統擴展 、安裝、維護方便 ,可靠性高。 基于計算機中斷技術、 DMA 技術、 FIFO 技術及最新模擬數字電子技術開發的硬件系統 ,保證了數據采集的實時性、準確性和可靠性。 整周期控制電路采用新穎的自適應鎖相環技術 ,避免了在信號分析中的泄漏效應和柵欄效應。 采集電路采用了先進的自動跟蹤抗混濾波器和自適應放大電路 ,減少了混疊誤差和量化誤差 ,保證了采樣精度。 鍵相采集板采用了閥值電平自動跟蹤電路 ,克服了必須經常調整閥值電平的麻煩 ,提高了系統的可靠性。 采用多重容錯、自診斷和抗干擾技術 ,保證系統安全可靠。 對機組的振動、擺度、壓力脈動、發電機空氣間隙和磁通量信號進行同步整周期采樣 ,確保采集數據的實時、同步和完整。 一次采樣 32 個周期 ,確保能夠捕捉水輪機組特有的低頻隨機信號。 采樣頻率可通過設置軟件進行設備 ,可滿足現場的不同需要。 采用多種硬件故障檢查手段 ,包括上電自檢、周期自檢和用戶啟動自檢。各采集模塊均提供通道 OK 指示燈和采集板正常工作指示燈 ,當某一通道或某一采集模塊出現故障時 ,對應 OK 指示燈就會熄滅 ,同時在顯示器畫面上就會出現硬件故障報警指示。 硬件穩定性 :存儲單元采用電子盤存儲 ,沒有硬盤和風扇等易損部件 ,可保證系統穩定可靠運行 ,并具有較高的抗震能力。 硬件獨立性 :數據采集單元及各采集模塊均可獨立運行 ,用戶進行的數據監測與分析不會影響采集單元的正常運行。 TN8000 數據采集箱性能指標 序號 項目 指標 1 CPU 及其主頻 工業級板載超低功耗 Intel 處理器 , 2 內存 1GB 3 最大支持采集快變量通道 TN8001: 48 個穩定性參數 ,2 個鍵相通道 TN8002: 28 個氣隙和磁通量參數 ,2 個鍵相通道 4 數據采集方式 等相位整周期采樣和等時間間隔采樣 ,支持連續采樣 5 最高采集速度 200kHz 6 AD 轉換精度 16Bit 7 記錄容量 16GB,電子盤 8 轉速測量范圍 1~1000r/min 9 外部通信接口 100M 以態網 RJ45 口和 RS232/485 串口 10 外部設備連接接口 鍵盤、鼠標、 VGA 11 采集裝置外形尺寸 (長寬高 ) 423 162 mm 12 實際配置的操作系統 Windows2020 13 電源 /功耗 輸入電源 :47~63Hz, 180~264VAC, 整機功耗 :200W 工作溫度 :10~75℃ TN8016 傳 感器供電電源 每個數據采集站配置 1 套 TN8016 傳感器供電電源 ,為各種傳感器提供直流工作電壓 ,該電源采用工業級線性電源模塊 ,能滿足為所有類型傳感器提供電源。 傳感器供電電源指標參數如下 : 序號 項目 指標 1 輸入電壓 交流 220V 2 輸出電壓 +24V,3A 24V,1A 177。 12V,各 1A 3 其他特性 每個通道均可獨立供電 ,提供短路保護功能 ,相鄰通道互不影響。 工業液晶顯示器 每個數據采集站配置 1 個工業液晶顯示器 ,供現地進行實時監測、分析及系統 維護使用 ,該液晶顯示器采用 BENQ公司的 17寸工業級液晶顯示器 ,性能指標如下 : 序號 項目 指標 1 顯示設備類型 17 寸 TFT 2 設備外形尺寸 (長寬厚 ) 338mm 331mm 136mm 3 實際顯示區尺寸 (長寬 ) 305mm 230mm 4 最高分標率 1024 768 5 最高支持色彩數 1620 萬 上位機設備及其它外設 電站 4 臺機組在線監測系統共用一套上位機系統。每套上位機系統包括服務器及相關網絡設備。根據狀態監測系統的需要 ,上位機系統需配置以下設備 : 序號 設備名稱 數量 單位 備注 1 狀態數據服務器 1 套 2 WEB 服務器 1 套 3 打印機 1 臺 4 單向安全隔離裝置 1 套 5 工業以太網交換機 1 個 6 上位機網絡柜 1 個 7 光纖收發器 5 套 狀態數據服務器 狀態數據服務器用于存儲和管理從各數據采集箱傳送過來的機組實時狀態數據、歷史狀態數據及各特征數據 ,并能根據相關數據進行自動分析和診斷。它同時也可以接收其他數據采集系統的數據 ,具有很好的擴展性和兼容性。與GPS 的通訊也由狀態數據服務器負責。狀態數據服務器也可 供現場工程師進行相關系統設置和監測分析工作。 由于全廠所監測機組的所有狀態數據均需存儲在狀態數據服