[发明专利]可组网便携式汽轮机组振动数据采集与故障分析系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于汽轮机组现场局部测点振动数据采集与故障分析系统，属于汽轮机状态监测与故障诊断领域。

背景技术

火力发电占我国总发电量的大部分，而承担火力发电的汽轮机主要是超临界、超超临界汽轮机组。汽轮机组的运行情况，将直接关系到人们正常的生产生活。以一台600MW汽轮机为例，一旦发生故障而停机，可能会影响到60万居民的照明用电。因此，对汽轮机的运行情况进行实时监测，对其出现的故障进行分析诊断，对于保证汽轮机良好运行，降低企业成本，保证人们正常的日常生活，有着非常重大的意义。

超临界、超超临界大型汽轮发电机组是我国中长期科技发展规划中的能源领域的重点研究课题。超临界、超超临界汽轮机组，在运行时通常发生的故障包括：转子不对中、断裂、磨碰、油膜涡动、过热、过压等等，因此需要对汽轮机的转速、轴振、瓦振、胀差、偏心、温度、压力等等参数进行监测。这些参数按照变化快慢可以分为快变信号、慢变信号以及开关量信号。对这些参数进行监测，然后进行分析诊断，可以及早发现汽轮机存在的故障，然后作出处理，以避免出现重大损失。

在汽轮机组调试现场局部测点采集振动数据时，提供一种能方便现场调试人员使用的便携式汽轮机组振动数据采集与故障分析系统显得很有必要。而现有的汽轮机组振动数据采集与故障分析系统大致可分为两类：一类是与工业控制计算机(IPC)配合使用的汽轮机组振动数据采集与故障分析系统，IPC是一种基于串行总线的多模块组成的工业控制计算机系统，由于采用串行总线，存在体积不够紧凑小巧的不足，而且，大多是独立的单个系统，不便于与其他系统组网以动态分配任务，因此处理效率欠佳，使用灵活性不够。另一类是基于嵌入式系统的汽轮机组振动数据采集与故障分析系统，这类系统具有结构紧凑功耗低的特点，但是系统处理能力较弱，单台设备只能处理预先设定好的单一的任务。

发明内容

为了解决现有的汽轮机组振动数据采集与故障分析系统存在的上述问题，本发明提供一种结构紧凑小巧、方便携带、能够与其他系统组网以动态分配任务、处理效率高、使用灵活性好的汽轮机组振动数据采集与故障分析系统。

可组网便携式汽轮机组振动数据采集与故障分析系统，包括ARM主控模块、电源模块、故障诊断模块、对传感器传递的快变及键相信号进行预处理的信号调理模块，所述信号调理模块的输出端连接可对多路同步快变信号进行键相采集的同步快变信号采集模块，所述同步快变信号采集模块的输出端与ARM主控模块通过总线通讯连接，ARM主控模块内设有对同步快变信号采集模块的传递数据进行存储、通讯、分析、诊断以及人机交互的系统设置及状态监测分析程序，以及通过有线通讯或/和无线通讯方式将多台系统组网以动态分配采集和诊断任务的分布式组网程序；所述故障诊断模块接收ARM主控模块通过总线传递的数据并诊断，诊断结果通过总线反馈给ARM主控模块；所述电源模块通过总线为信号调理模块、同步快变信号采集模块以及ARM主控模块提供电源；所述总线为PC/104并行总线。

进一步，所述ARM主控模块包括中央处理子模块、用于安装操作系统和存储数据的存储子模块、用于以有线通讯或/和无线通讯方式接入局域网或Internet网的通讯子模块、以及人机交互子模块；所述中央处理子模块通过总线接收、处理和分析数据，并对通讯子模块、存储子模块、人机交互子模块进行协调控制。所述有线通讯包括工业以太网通讯，无线通讯包括GPRS无线通讯和3G无线通讯。所述存储子模块包括外扩的用于安装操作系统的SDRAM和FLASH、以及用于存储数据的HDD硬盘。

更进一步，所述ARM主控模块、电源模块、故障诊断模块、信号调理模块、同步快变信号采集模块均有独立的处理器。

所述同步快变信号采集模块内设FPGA(Field-Programmable GateArray)采样控制程序，所述FPGA采样控制程序与ARM主控模块之间通过支持查询及中断的DMA方式传递数据。

所述故障诊断模块(3)包括可选择使用的小波诊断模块、EMD(EmpiricalMode Decomposition，经验模态分解)诊断模块、以及ICA(independentcomponent analysis，独立分量分析)诊断模块。

优选的，所述电源模块包括主电源模块、冗余电源模块，以及控制转换开关在主电源模块与冗余电源模块之间切换的电源控制模块。