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　　要介紹了系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)。

　　程狀態(tài)監(jiān)測(cè)和故障診斷技術(shù)的研究。

　　0前言隨著近年來(lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展和通訊技術(shù)的成熟，信號(hào)采集與處理設(shè)備的完善，以及故障診斷技術(shù)的發(fā)展，為專家進(jìn)行遠(yuǎn)程的狀態(tài)監(jiān)測(cè)和智能故障診斷提供了先進(jìn)的技術(shù)手段，如果將這些技術(shù)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，開發(fā)出較為完善的系統(tǒng)，那么實(shí)現(xiàn)專家異地實(shí)時(shí)對(duì)不同機(jī)組故障進(jìn)行診斷的愿望就可以成為現(xiàn)實(shí)。

　　本文將論述在開發(fā)旋轉(zhuǎn)機(jī)械遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)及診斷系統(tǒng)軟件方面的一些思想，首先討論系統(tǒng)的整體框架布局以及所具有的功能，接著介紹一下硬件基本配置，最后論述主要軟件模塊的具體功能和關(guān)鍵的實(shí)現(xiàn)技術(shù)。

　　1系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框架該系統(tǒng)可以在層次上分成數(shù)據(jù)采集站、工程師站、遠(yuǎn)程診斷中心3個(gè)站點(diǎn)。這些站點(diǎn)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)連接起來(lái)，共同處理問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享和分1.1現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集站種參數(shù)。

　　要的數(shù)據(jù)處理。

　　建立實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，存放實(shí)時(shí)采集的數(shù)據(jù)，將采集的數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到上一層的工程師站。

　　將部分?jǐn)?shù)據(jù)存儲(chǔ)為歷史數(shù)據(jù)，當(dāng)備份在上一級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)遭破壞時(shí)，用于修補(bǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　1.2工程師站主要功能包括：振動(dòng)故障的初級(jí)分析和診斷。

　　向現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集站發(fā)送控制指令。

　　工作站可以采用一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)服務(wù)器，專門提供數(shù)據(jù)服務(wù)，而其它終端可以共享這些數(shù)據(jù)，提供各自的服務(wù)。

　　1.3遠(yuǎn)程診斷中心主要功能包括：接收現(xiàn)場(chǎng)工程師站傳送來(lái)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

　　存儲(chǔ)異常工況和部分正常工況下的數(shù)據(jù)，用于曰后的故障分析。

　　運(yùn)行各種服務(wù)軟件，向現(xiàn)場(chǎng)工程師提供技術(shù)支持，包括振動(dòng)故障的分析、診斷及治理軟件。

　　2主要硬件業(yè)級(jí)高速數(shù)據(jù)采集板。

　　是通過(guò)以太網(wǎng)進(jìn)行連接，現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集站通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線將數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)發(fā)送到工程師站。工程師站可以通過(guò)局域網(wǎng)設(shè)置網(wǎng)關(guān)與DCS、ME系統(tǒng)相連接，使雙方的數(shù)據(jù)在更大的程度上實(shí)現(xiàn)共享。

　　中心通過(guò)廣域網(wǎng)相連接，在現(xiàn)場(chǎng)工程師站和遠(yuǎn)程診斷中心都配置了mode通過(guò)電話線路建立點(diǎn)到點(diǎn)的數(shù)據(jù)鏈路，在此基礎(chǔ)上運(yùn)行通訊軟件，實(shí)時(shí)傳送數(shù)據(jù)。

　　的數(shù)據(jù)服務(wù)器，運(yùn)行WindowsNT操作系統(tǒng)；其它服務(wù)終端配置PC機(jī)，運(yùn)行Windows 3主要軟件模塊3.1通訊模塊現(xiàn)場(chǎng)局域網(wǎng)用以太網(wǎng)連接各現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集站和工程師站實(shí)現(xiàn)通訊任務(wù)。這些通訊任務(wù)包括：現(xiàn)場(chǎng)采集站定時(shí)將機(jī)組當(dāng)前運(yùn)行參數(shù)發(fā)送到工程師站。

　　工程師站將控制、采集等運(yùn)行參數(shù)設(shè)置命令發(fā)送至數(shù)據(jù)采集站。

　　當(dāng)工程師站的中心數(shù)據(jù)庫(kù)部分?jǐn)?shù)據(jù)出現(xiàn)損壞時(shí)，可請(qǐng)求現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集站將其局部數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)送到中心數(shù)據(jù)庫(kù)，以修補(bǔ)損壞的數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　這些站點(diǎn)都是以Windows系列操作系統(tǒng)為平臺(tái)，采用MicrosoftNetwork網(wǎng)絡(luò)連接，主要在TCP/IP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)上使用Winsock協(xié)議，開發(fā)應(yīng)用層數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議，并用Client/Seivei方式編寫通訊服務(wù)器端和客戶端軟件。對(duì)于時(shí)間要求較高的數(shù)據(jù)傳輸，可采用WindowsNT命名管道來(lái)傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

　　服務(wù)器端軟件可同時(shí)與多個(gè)客戶端進(jìn)行連接，實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)傳送。

　　采用網(wǎng)關(guān)把MIS、DCS系統(tǒng)和工程師站連接起來(lái)，可用WindowsNT命名管道傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，使MIS站上的工程師可以監(jiān)視振動(dòng)狀態(tài)。對(duì)于歷史數(shù)據(jù)，MSDCS工作站可用SQLServer和Oracle的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)功能，通過(guò)ODBC數(shù)據(jù)庫(kù)接口或者ADO接口直接訪問(wèn)現(xiàn)場(chǎng)工程師站的數(shù)據(jù)庫(kù)，也可采用Winsock進(jìn)行傳輸。同時(shí)采用與DAS、DCS系統(tǒng)兼容的網(wǎng)絡(luò)連接模塊，可以從中獲取振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中沒(méi)有引入的重要狀態(tài)參數(shù)。

　　現(xiàn)場(chǎng)工程師站和遠(yuǎn)程診斷中心是通過(guò)modem建立點(diǎn)到點(diǎn)的連接的，可采用Ftp或Http協(xié)議查看和下載有關(guān)歷史數(shù)據(jù)，也可采用TCP/IP、Winsock協(xié)議編寫遠(yuǎn)程通訊軟件傳送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。在兩端應(yīng)建立對(duì)話連接，可以使現(xiàn)場(chǎng)工程師和診斷中心專家進(jìn)行在線交互，及時(shí)掌握更多的信息，由專家提供診斷結(jié)3.2數(shù)據(jù)庫(kù)模塊數(shù)據(jù)庫(kù)模塊的設(shè)計(jì)應(yīng)采用分散和集中相結(jié)合的原則，可以將數(shù)據(jù)庫(kù)模塊分成3個(gè)部分：數(shù)據(jù)采集站的數(shù)據(jù)庫(kù)、客戶端服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)和診斷中心數(shù)據(jù)庫(kù)。

　　這3個(gè)部分?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)功能是不盡相同的。

　　數(shù)據(jù)采集站的數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)原則現(xiàn)場(chǎng)局域網(wǎng)通訊訊JalElectrnic油形數(shù)據(jù)，頻譜數(shù)據(jù)等。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)采厲鏈表數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)，包括振動(dòng)的各種特征參數(shù)，波結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如時(shí)間要求較高可采用二叉樹數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)。為修復(fù)上一級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)發(fā)生意外的破壞，要保存近期采集的數(shù)據(jù)，建立局部歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，可以設(shè)置時(shí)間范圍來(lái)調(diào)整數(shù)據(jù)庫(kù)的大小。同時(shí)對(duì)于一些特殊工況下的數(shù)據(jù)也要保留為歷史數(shù)據(jù)庫(kù)。包括：常每20至100轉(zhuǎn)存儲(chǔ)一次數(shù)據(jù)�？梢愿鶕�(jù)具體要求選擇采集的頻率。

　　故障的分析起到相當(dāng)關(guān)鍵的作用。

　　現(xiàn)場(chǎng)工程師站數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)原則米用大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)：OracleSQLServer等，采用ADO，ODBC等數(shù)據(jù)庫(kù)接口向其它終端服務(wù)軟件提供數(shù)據(jù)服務(wù)，其存儲(chǔ)內(nèi)容包括：現(xiàn)場(chǎng)工程師站數(shù)據(jù)庫(kù)還應(yīng)提供一些基本的操作功能：基本的讀寫功能，特別應(yīng)根據(jù)不同的運(yùn)行狀態(tài)采用不同的存儲(chǔ)策略，正常工況時(shí)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度小一些，異常工況時(shí)應(yīng)加數(shù)據(jù)存儲(chǔ)密度，以便更精確地進(jìn)行故障分析和診斷。

　　建立必要的索引視圖存儲(chǔ)過(guò)程等數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)象，從而既可以優(yōu)化數(shù)據(jù)庫(kù)的性能，同時(shí)也為其它服務(wù)軟件提供便利的操作接口。

　　按照不同的診斷廠方建立相應(yīng)的實(shí)時(shí)、歷史數(shù)據(jù)庫(kù)，歷史數(shù)據(jù)庫(kù)采用大型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)接收客戶端實(shí)時(shí)發(fā)送的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)。

　　而歷史數(shù)據(jù)庫(kù)則主要收集一些與故障相關(guān)的特征數(shù)據(jù)，主要包括：3.3服務(wù)程序模塊服務(wù)程序模塊是遠(yuǎn)程診斷中心的重要組成部分，現(xiàn)場(chǎng)工程師和遠(yuǎn)端專家通過(guò)它對(duì)振動(dòng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，從而進(jìn)行故障診斷和制定故障治理策略。

　　主要包括：實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示分析可采用列表的方式顯示各種狀態(tài)參數(shù)，并且可以繪制各種圖形，有多種反映振動(dòng)征兆的圖形化方法，從實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)讀出數(shù)據(jù)然后繪制對(duì)應(yīng)的圖形，如振動(dòng)波形圖、振動(dòng)頻譜、升降速波德圖、振型圖、軸心軌跡圖等，專家能夠選擇其想查看的圖形，從而進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)上的判斷。

　　故障診斷的方法各有所長(zhǎng)，但都有各自的弊端。

　　基于傳統(tǒng)專家系統(tǒng)的故障診斷系統(tǒng)存在著知識(shí)瓶頸、知識(shí)難以維護(hù)、推理能力弱、適用性差、不精確的推理不適合解決模糊等問(wèn)題。而基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的診斷系統(tǒng)具有很多不確定因素，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)診斷系統(tǒng)由于單個(gè)神經(jīng)元沒(méi)有一般的意義，使得在不完全的征兆信息下的診斷受到限制甚至不可能。所以診斷系統(tǒng)最好是將傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合起來(lái)，使神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)構(gòu)造專家系統(tǒng)，即把傳統(tǒng)的專家系統(tǒng)的基于符號(hào)的推理變成基于數(shù)值運(yùn)算的推理，以提高專家系統(tǒng)的執(zhí)行效率，并解決專家系統(tǒng)的自學(xué)習(xí)問(wèn)題。

　　其它的一些服務(wù)程序?qū)＜铱梢栽诰�交互，專家可以為工程師提供更多的感性認(rèn)識(shí)。

　　動(dòng)平衡服務(wù)，專家可以對(duì)由轉(zhuǎn)子不平衡引起的振動(dòng)故障進(jìn)行在線治理，遠(yuǎn)程指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)工程師進(jìn)行不平衡治理。

　　隨著系統(tǒng)的日益完善，將會(huì)按照用戶的要求和自己的經(jīng)驗(yàn)提供更多的服務(wù)。

　　4結(jié)束語(yǔ)網(wǎng)絡(luò)化的故障診斷系統(tǒng)的研究正開展得如火如荼，其在汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組振動(dòng)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)和故障診斷方面的應(yīng)用正在被廣泛地推廣，它給汽輪發(fā)電機(jī)組安全、穩(wěn)定地運(yùn)行提供了可靠地保證。