專利名稱：水電機組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在線監(jiān)測系統(tǒng)，尤其涉及一種水電機組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測系統(tǒng)，屬于在線監(jiān)測領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
自上世紀90年代以來，旨在提高水電機組運行可靠性和經(jīng)濟效益的“狀態(tài)檢修”成為研究的焦點，以掌握水電機組健康狀況為目標的狀態(tài)監(jiān)測技術(shù)取得了長足的發(fā)展與進步，多種水電機組狀態(tài)監(jiān)測系統(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監(jiān)測裝置，對水輪發(fā)電機組或其中某個設(shè)備的某項(類)狀態(tài)進行監(jiān)測，如加拿大VibroSystM公司的發(fā)電機氣隙監(jiān)測系統(tǒng)(AGMS)、加拿大IRIS公司的便攜式局部放電監(jiān)測儀(PDA)、華 中科技大學(xué)HSJ機組振擺監(jiān)測系統(tǒng)等。另一類是集合監(jiān)測系統(tǒng)，即將多個專項監(jiān)測裝置集合到同一網(wǎng)絡(luò)平臺上，如加拿大VibroSystM公司的水輪發(fā)電機組在線監(jiān)測與診斷系統(tǒng)(ZOOM)、北京華科同安公司的TN8000水電機組狀態(tài)監(jiān)測分析故障診斷系統(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)測系統(tǒng)等。水電機組是一個由水力、機械、電氣、控制和輔助設(shè)備構(gòu)成的強耦合復(fù)雜大系統(tǒng)，牽一發(fā)而動全身，所以不僅需要對機組進行全面的監(jiān)測，而且要求將各項監(jiān)測集成在同一平臺上，并實現(xiàn)信息共享和行為協(xié)調(diào)(如同步采集、同步存儲、關(guān)聯(lián)分析等)。上述的專項監(jiān)測裝置和集合監(jiān)測系統(tǒng)都無法滿足要求(I)沒有實現(xiàn)全面監(jiān)測。雖然部分系統(tǒng)稱具有實現(xiàn)全狀態(tài)監(jiān)測能力，但均未實現(xiàn)，普遍沒有對控制設(shè)備和輔助設(shè)備的監(jiān)測，而這些設(shè)備不僅對機組的安全和可靠性至關(guān)重要，而且故障率高、維護密集(maintenance intensive)(相對水輪機、發(fā)電機等主機而言)。(2)沒有關(guān)聯(lián)協(xié)同機制。在集合監(jiān)測系統(tǒng)中，雖然各監(jiān)測裝置的監(jiān)測數(shù)據(jù)在帶上GPS時標后可以集合起來，開展關(guān)聯(lián)分析，但由于各監(jiān)測裝置獨立采集、存儲、分析，相互間沒有協(xié)同機制，經(jīng)常出現(xiàn)在對同一事件進行分析時因為數(shù)據(jù)不完整而無法關(guān)聯(lián)的問題。(3)沒有實現(xiàn)多源一體化。機組狀態(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)，分為微秒級的保護系統(tǒng)數(shù)據(jù)(保護錄波裝置等)、毫秒級的閉環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)數(shù)據(jù)(調(diào)速器、勵磁調(diào)節(jié)器等)和秒級的監(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)測裝置采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)，有納秒級的局部放電數(shù)據(jù)、微秒級的聲波數(shù)據(jù)、毫秒級(可達O. I毫秒)的機械狀態(tài)數(shù)據(jù)；當前的各種水電機組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測系統(tǒng)不能有效解決機組多源多尺度異構(gòu)狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機融合問題。為此，迫切需要發(fā)明更先進的水電機組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測系統(tǒng)，旨在實現(xiàn)水電機組水力、機械、電氣、控制及輔助設(shè)備等的全方位監(jiān)測，建立各專項監(jiān)測裝置之間關(guān)聯(lián)協(xié)同機制，并實現(xiàn)多來源、多時標、異構(gòu)機組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機融合，這對提高分析與診斷結(jié)果的準確性、全面性與可信性以及設(shè)備的可靠性與可利用率，減少維護成本從而逐步實現(xiàn)機組的狀態(tài)維修等具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容
為了改進現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種水電機組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測系統(tǒng)，技術(shù)方案如下文所述。本發(fā)明提供的水電機組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測系統(tǒng)，利用帶物理隔離的單向現(xiàn)場總線通訊實現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)、監(jiān)控IXU、調(diào)速器和勵磁調(diào)節(jié)器之間的連接，其特征在于所述監(jiān)測系統(tǒng)包括綜合單元、控制單元、機械單元與電氣單元，其中，四個監(jiān)測單元彼此之間通過CAN網(wǎng)與以太網(wǎng)相連接，綜合單元又通過機組監(jiān)測局域網(wǎng)與光纖收發(fā)器連接至遠程維護網(wǎng)，所述控制單元連接一調(diào)速器、一勵磁調(diào)節(jié)器及一信號傳感與調(diào)理器，所述機械單元連接一機械單元信號傳感與調(diào)理器，所述電氣單元連接一電氣單元信號傳感與調(diào)理器與變壓器油監(jiān)測系統(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)，所述四個監(jiān)測單元通過實時現(xiàn)場總線與以太網(wǎng)被集成到統(tǒng)一的平臺上，構(gòu)成監(jiān)測系統(tǒng)，每個監(jiān)測單元對相應(yīng)子系統(tǒng)或設(shè)備進行在線監(jiān)測，同時與其它監(jiān)測單元進行實時信息交互、協(xié)同合作、關(guān)聯(lián)同步動作及信息共享，共同實現(xiàn)水電機組全方位一體化協(xié)同監(jiān)測。優(yōu)選的，上述控制單元對機組控制設(shè)備進行在線監(jiān)測與分析。優(yōu)選的，上述綜合單元還包括對輔助設(shè)備的在線監(jiān)測，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)測系統(tǒng)的監(jiān)測包括一體化監(jiān)測和協(xié)同監(jiān)測，通過工況同步、異常事件同步及時間同步技術(shù)實現(xiàn)了多來源、多時標、異構(gòu)機組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機融合。優(yōu)選的，上述一體化監(jiān)測是指通過工況同步、異常事件同步及時間同步技術(shù)實現(xiàn)了多來源、多時標、異構(gòu)機組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機融合，由綜合單元進行統(tǒng)一組織、存儲與管理，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)明同時提供了一種如上述的水電機組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測系統(tǒng)的使用方法，所述工況同步指的是實時辨識機組工況事件后，各監(jiān)測單元能夠同步進行數(shù)據(jù)采集與記錄；所述異常事件同步指的是實時辨識機組異常事件后，各監(jiān)測單元能夠同步進行數(shù)據(jù)采集與記錄；所述時間同步指的是各監(jiān)測單元及其采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)均能在時鐘上與GPS同步對齊。優(yōu)選的，上述協(xié)同監(jiān)測指的是運用團隊智能技術(shù)將各監(jiān)測單元有機集成為一個機組監(jiān)測團隊，監(jiān)測單元之間既能進行實時信息交互、信息共享與行為協(xié)同，又能同步響應(yīng)機組發(fā)生的異常事件、工況事件等，實現(xiàn)同步采集、同步存儲及關(guān)聯(lián)分析。優(yōu)選的，上述團隊智能指的是若干能力與專長互補的成員按照組織、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現(xiàn)一個負有共同責(zé)任的目標時所釋放出來的智能；所述工況事件與異常事件的實時識別在毫秒級內(nèi)完成；其中，異常事件包括監(jiān)控系統(tǒng)辨識的各種狀態(tài)越限、開關(guān)異常動作以及在線監(jiān)測系統(tǒng)檢測出的狀態(tài)越限、性能降低或性能越限；、
所述工況事件為停機等待、開機過程、空載過程、并網(wǎng)過程、負載過程、加負荷過程、減負荷過程、解列過程和停機過程。與目前存在的各類機組在線監(jiān)測系統(tǒng)比較，本發(fā)明具有以下優(yōu)點I、全方位監(jiān)測，監(jiān)測對象包括了水電機組水力、機械、電氣、控制及輔助設(shè)備等各方面狀態(tài)，為開展機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，實現(xiàn)了機組多來源、多時標、異構(gòu)狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機融合，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，將團隊智能技術(shù)運用于機組在線監(jiān)測，所有監(jiān)測單元構(gòu)成一個有機的機組監(jiān)測團隊，可以更有效地進行實時交互、行為協(xié)同與信息共享。4、充分的數(shù)據(jù)共享，一方面各個監(jiān)測單元構(gòu)成一個信息與資源共享的有機整體；另一方面通過現(xiàn)場總線通訊方式與監(jiān)控LCU、調(diào)速器及勵磁調(diào)節(jié)器等數(shù)字化設(shè)備實現(xiàn)信息 共享。5、高可靠性，選用的傳感器、采集卡及工業(yè)計算機等硬件設(shè)備均具備較高的運行可靠性，同時傳感器本身及其安裝方式均不影響機組的可靠性，通過帶物理隔離的單向通訊方式與監(jiān)控LCU、調(diào)速器及勵磁調(diào)節(jié)器等控制設(shè)備進行信息共享，使信息只能由控制設(shè)備向機組在線監(jiān)測系統(tǒng)單向流動，反方向不存在信息流動的物理鏈路，保證控制設(shè)備的信息
安全與可靠。6、信息交互的及時性，監(jiān)測單元之間實時信息交互的精度可達毫秒級。7、行為協(xié)同的速動性，機組工況事件與異常事件的實時辨識與同步可在毫秒級內(nèi)完成。8、選擇性智能存儲策略，機組在線監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量是巨大的，對于存儲介質(zhì)是個極大的挑戰(zhàn)，通過關(guān)聯(lián)機組工況事件與異常事件信息及實時信號特征識別技術(shù)，實現(xiàn)了機組狀態(tài)數(shù)據(jù)的選擇性智能存儲，一方面盡可能地有效保存機組綜合分析與診斷所需的狀態(tài)信號特征，另一方面最大限度地節(jié)約了存儲空間。9、進一步提高了分析結(jié)果的可靠性與可信性，由于實現(xiàn)了機組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機融合，保證了不同子系統(tǒng)之間運行狀態(tài)的有機關(guān)聯(lián)，能夠?qū)λ姍C組開展綜合分析與診斷，可以進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。附圖標記1-綜合單元；2_控制單元；3_機械單元；4_電氣單元；5_控制單元信號傳感與調(diào)理器；6_機械單元信號傳感與調(diào)理器；7_電氣單元信號傳感與調(diào)理器；8-變壓器油監(jiān)測系統(tǒng)；9_監(jiān)控IXU ;10_調(diào)速器；11_勵磁調(diào)節(jié)器；12_故障錄波裝置；13-CAN網(wǎng)；14-機組監(jiān)測局域網(wǎng)與光纖收發(fā)器。
具體實施例方式為了便于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員理解和實施本發(fā)明，下面結(jié)合附圖及具體實施方式
對本發(fā)明作進一步的詳細描述。如圖I所示，在通過帶物理隔離的單向現(xiàn)場總線通訊與監(jiān)控IXU8、調(diào)速器9及勵磁調(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，通過實時CAN網(wǎng)13與以太網(wǎng)14將綜合單元I、控制單元2、機械單元3及電氣單元4等監(jiān)測單元集成到一個統(tǒng)一的平臺且構(gòu)成了一個有機的機組監(jiān)測團隊，每個監(jiān)測單元都是該監(jiān)測團隊中不可或缺的一個成員，既專職于機組某個子系統(tǒng)或設(shè)備的在線監(jiān)測，又能夠與其它監(jiān)測單元進行實時交互、信息共享、行為協(xié)同及關(guān)聯(lián)同步動作，共同完成水電機組的全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測。本發(fā)明在通過帶物理隔離的單向現(xiàn)場總線通訊與監(jiān)控IXU、調(diào)速器及勵磁調(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，將整個機組的在線監(jiān)測按照監(jiān)測對象或功能劃分為綜合單元、控制單元、機械單元及電氣單元等四個監(jiān)測單元，所有監(jiān)測單元通過實時現(xiàn)場總線與以太網(wǎng)被集成到一個統(tǒng)一的平臺上，構(gòu)成一個有機的機組監(jiān)測團隊，每個監(jiān)測單元都是機組監(jiān)測團隊中的一個成員，一方面專職于機組某個子系統(tǒng)或設(shè)備的在線監(jiān)測，一方面與其它監(jiān)測單元進行實時信息交互、協(xié)同合作、關(guān)聯(lián)同步動作及信息共享，共同實現(xiàn)水電機組全方位一體化協(xié)同監(jiān)測?？刂茊卧ㄟ^帶物理隔離的實時現(xiàn)場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)運行狀態(tài)信息；通過帶物理隔離的實時現(xiàn)場總線或串口通訊方式獲取勵磁調(diào)節(jié)器已采集的勵磁系統(tǒng)運行狀態(tài)信息；增加傳感器及狀態(tài)采集設(shè)備直接采集機組控制系統(tǒng)部分缺失或精度達不到設(shè)備分析要求的運行狀態(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)電機三相電壓、發(fā)電機三相電流等)；在充分集成控制系統(tǒng)狀態(tài)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，對相關(guān)運行狀態(tài)進行實時分析與處理，實現(xiàn)機械調(diào)速操作機構(gòu)的運行狀況與性能的監(jiān)測與分析，以及勵磁系統(tǒng)的運行狀況與性能的監(jiān)測與分析。此外，控制單元根據(jù)機組的運行狀態(tài)實時判別機組的運行工況并實時計算各工況相應(yīng)的性能指標，同時可以對機組發(fā)生的各類事件與運行工況做出同步響應(yīng)，并結(jié)合事件信息、工況信息及信號本身的典型特征(如機組頻率、電壓發(fā)生了突變)實現(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。機械單元采集與機組穩(wěn)定性有關(guān)的運行狀態(tài)信息(如機組大軸擺動、機架振動、支持蓋振動、鐵芯振動、水壓力脈動、水輪機空化空蝕、發(fā)電機氣隙與磁場強度等)，利用時域分析、頻域分析及小波分析等時頻分析方法對相關(guān)運行狀態(tài)進行實時分析與處理，實現(xiàn)機組穩(wěn)定性及水輪機空化、效率與水壓力脈動、發(fā)電機氣隙與磁場強度的監(jiān)測與分析。此外，機械單元可以對機組發(fā)生的各類事件與運行工況做出同步響應(yīng)，并結(jié)合事件信息、工況信息及信號本身的典型特征(如振動、擺動峰峰值超過了一定的閾值)實現(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。電氣單元采集與機組定子絕緣、主變壓器絕緣等有關(guān)的運行狀態(tài)信息(如發(fā)電機局放、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)場總線與變壓器油監(jiān)測系統(tǒng)連接獲取變壓器油氣相關(guān)狀態(tài)信息；利用時域特征分析及基于信號知識庫的實時識別與分類技術(shù)實現(xiàn)各類放電脈沖信號的有效識別與分類，并在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)機組定子絕緣、主變壓器絕緣的監(jiān)測與分析。此外，電氣單元可以對機組發(fā)生的各類事件與運行工況做出同步響應(yīng)，并結(jié)合事件信息、工況信息及信號本身的典型特征(如局放信號較大或變化率較大等)實現(xiàn)原始采樣數(shù)據(jù)的選擇性智能存儲。綜合單元通過帶物理隔離的實時現(xiàn)場總線或串口通訊方式獲取監(jiān)控IXU已采集的機組大部分運行狀態(tài)信息；作為整個監(jiān)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)倉庫，負責(zé)實時接收其他三個監(jiān)測單元實時上傳的狀態(tài)指標量數(shù)據(jù)、性能指標數(shù)據(jù)及其它分析結(jié)果；可以對機組發(fā)生的各類事件與運行工況做出同步響應(yīng)，并結(jié)合工況信息與事件信息實現(xiàn)全方位、多時標機組狀態(tài)數(shù)據(jù)的選擇性智能存儲；同時，通過實時現(xiàn)場總線或以太網(wǎng)通訊與其它特殊用途的監(jiān)測裝置(如故障錄波)實現(xiàn)狀態(tài)數(shù)據(jù)共享，在機組狀態(tài)數(shù)據(jù)充分集成的基礎(chǔ)上，進行集成監(jiān)測、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)測與分析。全方位監(jiān)測指的是對水電機組水力、機械、電氣、控制及輔助設(shè)備等方方面面進行監(jiān)測，其基本要點如下I、不僅實現(xiàn)了發(fā)電機、變壓器、水輪機及機組穩(wěn)定性等設(shè)備的在線監(jiān)測，而且還實現(xiàn)了控制設(shè)備與輔助設(shè)備的在線監(jiān)測。2、控制設(shè)備的在線監(jiān)測包括調(diào)速系統(tǒng)在線監(jiān)測與勵磁系統(tǒng)在線監(jiān)測兩部分內(nèi)容。
3、輔助設(shè)備的在線監(jiān)測功能包含在綜合單元中，所需信息均來自監(jiān)控LCU，沒有增加額外的測點。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)測指的是通過工況同步、異常事件同步及時間同步等技術(shù)實現(xiàn)了多來源、多時標、異構(gòu)機組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機融合，其基本要點如下I、將多來源、多時標、異構(gòu)機組狀態(tài)數(shù)據(jù)在綜合單元內(nèi)進行融合，由該監(jiān)測單元進行統(tǒng)一組織、存儲與管理，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、工況同步指的是實時辨識機組工況事件后，各監(jiān)測單元能夠同步進行數(shù)據(jù)采集與記錄。3、異常事件同步指的是實時辨識機組異常事件后，各監(jiān)測單元能夠同步進行數(shù)據(jù)米集與記錄。4、時間同步指的是各監(jiān)測單元及其采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)均能在時鐘上與GPS同步對齊。協(xié)同監(jiān)測指的是運用團隊智能技術(shù)將各監(jiān)測單元有機集成為一個機組監(jiān)測團隊，監(jiān)測單元之間既能進行實時信息交互、信息共享與行為協(xié)同，又能同步響應(yīng)機組發(fā)生的異常事件、工況事件等，實現(xiàn)同步采集、同步存儲及關(guān)聯(lián)分析等。其基本要點如下I、團隊智能指的是若干能力與專長互補的成員按照組織、分工、協(xié)同、制約等一系列人類團隊運作機制，通過信息與資源共享及彼此之間的交互過程實現(xiàn)一個負有共同責(zé)任的目標時所釋放出來的智能。2、監(jiān)測單元之間的實時信息交互，其精度可達毫秒級。高精度的實時交互能力可以有效提升監(jiān)測單元之間信息共享與行為協(xié)同的速動性。3、工況事件與異常事件的實時識別可以在毫秒級內(nèi)完成；其中，異常事件包括監(jiān)控系統(tǒng)辨識的各種狀態(tài)越限、開關(guān)異常動作等以及在線監(jiān)測系統(tǒng)檢測出的狀態(tài)越限、性能降低、性能越限等；工況事件為開機、空載、甩大負荷、甩小負荷、負載、加負荷、減負荷、停機
坐寸ο關(guān)聯(lián)機組工況事件與異常事件信息并通過實時信號特征識別技術(shù)實現(xiàn)機組狀態(tài)數(shù)據(jù)的選擇性智能存儲是本發(fā)明的顯著特點，其基本要點如下I、當機組發(fā)生重要的工況事件時，保存工況事件過程時間段內(nèi)的狀態(tài)數(shù)據(jù)。
2、當機組發(fā)生異常事件時，保存異常事件過程時間段內(nèi)的狀態(tài)數(shù)據(jù)。3、當機組狀態(tài)信號本身的時域或頻域特征出現(xiàn)較大變化時，保存特征變化時刻前后各一段時間的狀態(tài)數(shù)據(jù)。4、當機組處于穩(wěn)態(tài)運行時，每固定周期(如30min)存儲一段時間(如60s)的狀態(tài)數(shù)據(jù)。以上所述，僅是用以說明本發(fā)明的具體實施案例而已，并非用以限定本發(fā)明的可 實施范圍，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
1.一種水電機組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測系統(tǒng)，利用帶物理隔離的單向現(xiàn)場總線通訊實現(xiàn)監(jiān)測系統(tǒng)、監(jiān)控IXU (9)、調(diào)速器(10)和勵磁調(diào)節(jié)器(11)之間的連接，其特征在于所述監(jiān)測系統(tǒng)包括綜合單元(I)、控制單元(2)、機械單元(3)與電氣單元(4)，其中，四個監(jiān)測單元彼此之間通過CAN網(wǎng)(13)與以太網(wǎng)相連接，綜合單元(I)又通過機組監(jiān)測局域網(wǎng)與光纖收發(fā)器(14)連接至遠程維護網(wǎng)，所述控制単元(2)連接ー調(diào)速器(10)、一勵磁調(diào)節(jié)器(11)及一信號傳感與調(diào)理器(5)，所述機械単元(3)連接ー機械單元信號傳感與調(diào)理器(6)，所述電氣単元(3)連接ー電氣單元信號傳感與調(diào)理器(7)與變壓器油監(jiān)測系統(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所述的水電機組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于通過上述結(jié)構(gòu)，所述四個監(jiān)測單元通過實時現(xiàn)場總線與以太網(wǎng)被集成到統(tǒng)ー的平臺上，構(gòu)成監(jiān)測系統(tǒng)，每個監(jiān)測單元對相應(yīng)子系統(tǒng)或設(shè)備進行在線監(jiān)測，同時與其它監(jiān)測單元進行實時信息交互、協(xié)同合作、關(guān)聯(lián)同步動作及信息共享，共同實現(xiàn)水電機組全方位一體化協(xié)同監(jiān)測。
3.如權(quán)利要求I所述的水電機組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述控制単元(2)對機組控制設(shè)備進行在線監(jiān)測與分析。
4.如權(quán)利要求I所述的水電機組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述綜合単元(I)還包括對輔助設(shè)備的在線監(jiān)測，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之一所述的水電機組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在干所述在線監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測包括一體化監(jiān)測和協(xié)同監(jiān)測，通過エ況同步、異常事件同步及時間同步技術(shù)實現(xiàn)了多來源、多時標、異構(gòu)機組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機融合。
6.如權(quán)利要求5所述的水電機組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于所述一體化監(jiān)測是指通過エ況同步、異常事件同步及時間同步技術(shù)實現(xiàn)了多來源、多時標、異構(gòu)機組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機融合，由綜合單元(I)進行統(tǒng)ー組織、存儲與管理，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所述的水電機組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測系統(tǒng)的使用方法，其特征在于 所述エ況同步指的是實時辨識機組エ況事件后，各監(jiān)測單元能夠同步進行數(shù)據(jù)采集與記錄； 所述異常事件同步指的是實時辨識機組異常事件后，各監(jiān)測單元能夠同步進行數(shù)據(jù)采集與記錄； 所述時間同步指的是各監(jiān)測單元及其采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)均能在時鐘上與GPS同步對齊。
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)測指的是運用團隊智能技術(shù)將各監(jiān)測單元有機集成為ー個機組監(jiān)測團隊，監(jiān)測単元之間既能進行實時信息交互、信息共享與行為協(xié)同，又能同步響應(yīng)機組發(fā)生的異常事件、エ況事件等，實現(xiàn)同步采集、同步存儲及關(guān)聯(lián)分析。
9.如權(quán)利要求8所述的使用方法，其特征在于所述團隊智能指的是若干能力與專長互補的成員按照組織、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現(xiàn)一個負有共同責(zé)任的目標時所釋放出來的智能；所述エ況事件與異常事件的實時識別在毫秒級內(nèi)完成；其中，異常事件包括監(jiān)控系統(tǒng)辨識的各種狀態(tài)越限、開關(guān)異常動作以及在線監(jiān)測系統(tǒng)檢測出的狀態(tài)越限、性能降低或性能越限； 所述エ況事件為停機等待、開機過程、空載過程、并網(wǎng)過程、負載過程、加負荷過程、減負荷過程、解列過程和停機過程。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種水電機組全方位一體化協(xié)同在線監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括綜合單元、控制單元、機械單元及電氣單元等，運用團隊智能技術(shù)將各監(jiān)測單元集成為一個有機的機組監(jiān)測團隊，監(jiān)測單元之間通過實時交互、信息共享、行為協(xié)同，共同實現(xiàn)水電機組全方位一體化協(xié)同監(jiān)測。該系統(tǒng)實現(xiàn)了水電機組水力、機械、電氣、控制及輔助設(shè)備等的全方位監(jiān)測，通過工況同步、異常事件同步等技術(shù)實現(xiàn)了多來源、多時標、異構(gòu)的機組狀態(tài)數(shù)據(jù)的有機融合，并關(guān)聯(lián)工況事件與異常事件信息及實時信號特征識別技術(shù)實現(xiàn)了狀態(tài)數(shù)據(jù)的選擇性智能存儲。該系統(tǒng)具有全方位、一體化、行為協(xié)同、高可靠等優(yōu)點。
文檔編號G05B19/418GK102707680SQ201210159569
公開日2012年10月3日 申請日期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, 艾遠高, 謝國財 申請人:李朝暉