水电站现地监测程序使用说明书30页

1、水力机组状态监测及跟踪分析系统软件使用说明书（下位机软件PSTMonitor）北京奥技异电气技术研究所目 录1.运行参数设置及控制31.1参数说明:31.2传感器/采集器滤定：31.2.2系统硬件的标定31.3滤波及开关设置：31.4运行参数编辑：31.5报警规则编辑：31.6工况参数设定：31.7通讯事件：32.其他工具说明32.1模拟光字牌：32.2前幅、后幅、主页、刷新：32.3全屏显示：32.4状态：32.5开关快速浏览：32.6现场实验：32.7复制:32.8隐藏：33.监测页面说明33.1结构布置图:33.2空间轴线:33.3上导状态:33.4法兰摆度状态:33.5水导状态:33.

2、6主轴状态:33.7结构振动:33.8过流部件:33.9数值表:33.10比较棒图:33.11日趋势图:3PSTMonitor现地监测程序使用说明信号采集及预处理系统（SPU，Signal Process Unit，以下简称预处理机）在传感器与状态数据服务器之间起承上启下的作用。传感器将轴系各部分的位移、压力、温度，发电机运行状态信号及水轮机能量与空化状态信号等变换为电压或电流信号传送给预处理机，而预处理机则把由传感器传送来的反映机组各部分运行状态的数据以某种方式采集上来，经过计算、整理，得到我们所希望的状态数据，并记录在硬盘上以便事故追忆与指导维修。同时，通过网络与状态数据服务器实时通讯，将

3、数据及时地传送到状态数据服务器。在PSTA2003硬件系统说明中已作介绍，SPU系统采用双CPU、双主板构造，采集系统与预处理系统分开操作，而且采用不同的操作系统。采集程序在DOS系统下运行，预处理程序则在Windows2000操作系统下运行，而在前端显示时，一般只把Windows2000操作系统放在前台，DOS程序只在后台进行。PSTMonitor是运行在信号采集及预处理系统中。总体来说，信号采集及预处理系统工作流程可用图1来描述。图1 信号采集及预处理系统工作流程信号源信号调理A/D转换采样控制实时时钟数据处理数据存贮网络通讯屏幕显示服务器开关量与键相信号输入输出控制物理信号预处理部分信号

4、采集部分并口通信传感器高速采集参数设置屏幕显示预处理程序主要完成对数据采集端传送来的数据进行整理、特征信息提取、通道报警、特征预警，以及向服务器传送数据等功能，这些功能均在后台在线地进行。此外，预处理程序还负责记录机组与程序的运行状态、参数设定，各监测量的监测状态、报警值、预警信息，传感器与采集系统的标定数据，机组环境量以及开关量的设定及状态，常规实验的一般数据，以及程序运行事件、网络连接与通讯状况等。PSTMonitor程序运行如图2所示：图2 PSTMonitor主界面1.运行参数设置及控制总运行状态用以显示预处理程序的运行状态和机组的运行状态。包括：当前的日期、时间、通讯总次数、通讯成功

5、（次数）、数据包错误（数目）、超时错误（次数）、校验错误（次数）、缓冲溢出（次数）、配置获取源、配置更新时间、配置更新状态、主出口开关、（机组）转速，工况指示。各种状态灯指示、数据采集情况、网络连接状态。如图3图3 运行参数设置及控制1.1参数说明:缓冲状态相对于CPU或者总线来说，网络是低速设备，缓冲是用来进行具有不同处理速度的设备之间的协调，这里缓冲保存的是要在网络传输的数据。预处理程序使用的缓冲包括：状态特征数据缓冲、状态时域数据缓冲、状态趋势数据缓冲、过渡过程数据缓冲、临时特征数据缓冲、临时时域数据缓冲。配置获取源现地监测程序参数获取的方式，有三种获取方式：1 自动检测2 从本地保存的

6、配置文件中获取3 从实时数据库中获取通过PSTMonitorSetup程序修改配置参数的获取方式。配置更新状态是否将配置信息更新到数据库中。状态灯指示正常状态是绿色，异常状态是红色。1采集器运行正常： DOS端SAMPLE.EXE程序50秒以上时间没有向PSTMonitor程序发送任何信息变红，可能原因为DOS端死机，请复位数据采集器端，如果现象还存在，请与厂家联系。2采集器数据正常： DOS端SAMPLE.EXE发送来的状态信息，变红，可能有以下原因：A. 转速底于额定转速，但出口开关为ON;B. 转速超过设定的飞逸转速C. 测量的转速小于0D. 测量的转速在较短时间有突变以上现象存在，请及

7、时检查接线是否存在脱落现象，并同时与厂家联系。3连接正常： 与其它计算机(PSTONLINE.EXE以及其它预处理单元、通讯前置机)通讯时无法连接，变红；请检查与服务器的网线是否存在故障，检查点如下：A. 预处理机的网线RJ-45头是否松脱；B. 集线器电源是否松脱；C. 集线器运行状态是否正常，请将集线器电源临时拔掉，静置1-2分钟后重新插上电源；D. 服务器网线RJ-45头是否松脱；E. 通讯前置机的网线RJ-45头是否松脱；当完成以上检查后仍然存在故障，请与厂家联系。4解析网络地址正常： 与其它计算机(包括PSTAServer/PSTONLINE.EXE以及其它预处理单元、通讯前置机)通

8、讯时无法将名称解析为IP，变红；请检查与服务器的网线是否存在故障，检查点如下：A 预处理机的网线RJ-45头是否松脱；B 集线器电源是否松脱；C 集线器运行状态是否正常，请将集线器电源临时拔掉，静置1-2分钟后重新插上电源；D 服务器网线RJ-45头是否松脱；E 通讯前置机的网线RJ-45头是否松脱；当完成以上检查后仍然存在故障，请与厂家联系。5网络读写正常： 与其它计算机(包括PSTAServer/PSTONLINE.EXE以及其它预处理单元、通讯前置机)通讯时,在进行读写操作时出错，变红，可能原因如下：程序本身在读写时，由于系统性能不足，导致丢包现象；请检查系统网络负载是否过重。6网络通讯

9、规约正常：与其它计算机(包括PSTAServer/PSTONLINE.EXE以及其它预处理单元、通讯前置机)通讯时,由于通讯规约的原因产生通讯异常。本身在读写时，两端程序协议不对（协议是指建立在TCP/IP基础之上的自行定义的通讯规约）；数据采集情况：1 主特征统计：稳态数据记录的数目。2 过渡过程统计：暂态数据记录的数目。3 实时数据统计：当前采集数据记录的数目。4 现地日趋势：24小时趋势记录的数目。5 运行事件：报警、趋势预警发生的次数。网络连接状态有几套SPU系统同时存在时，SPU之间可以数据互传，此项状态指本机与其它SPU的通讯状态，稳定性预处理机需有时也需要从SCADA系统或电厂现

10、有的其他计算机中获取一些必要的数据，通过设置服务器中的PstaMaint配置表可以实现互相通讯的功能。1.2传感器/采集器滤定：标定界面如图4所示，每一传感器通道的标定显示内容包括传感器名称、斜率、截距,系统硬件的斜率、截距等。标定内容包括传感器的标定以及与该传感器对应的采集系统通道的标定。图4 传感器/采集器滤定1.2.1传感器的标定根据电厂各自的机组情况和所需要的监测量的不同，每一通道名称和传感器类型也不同，具体对应情况可以根据厂家提供的接线表进行对照，或者打开服务器中的PstaMaint配置表对照监测量的对应情况。本套信号采集及预处理系统在出厂前可能不包含传感器的标定数据，所以在投入使用

11、以前要将传感器的标定结果加入本系统，才能使得到的信号值是正确的。另外，如果用户在使用过程中，由于传感器损坏或其他原因需要更换传感器，也要对传感器的标定数据进行改正。1.2.1.1直接输入标定传感器一般情况下，传感器厂家已给定了传感器的标定曲线，甚至直接给定传感器自身的斜率和截距，用户也可以自己计算出传感器的斜率和截距，然后将计算出的数据直接输入到程序内部。 具体做法是：选中要标定的传感器，点击“传感器斜率截距”按钮或者按F2键，弹出如图5所示的对话框，点击“是”按钮或者使用热键“Alt+Y”进入传感器斜率、截距标定界面，如图6。键入传感器的斜率、截距，点击“结束”按钮或者按F4键，弹出如图7所

12、示的对话框，点击“是”按钮或者使用热键“Alt+Y”完成传感器斜率截距的标定操作，返回如图4所示的界面，程序便自动将输入的结果保存。图5 传感器直接标定确认对话框图6 传感器斜率/截距输入对话框图7 传感器斜率/截距确认保存对话框1.2.1.2两点法标定传感器根据传感器厂家给定的传感器标定曲线，选择其中的两组数据，利用程序本身的功能自动计算出传感器的斜率和截距。具体做法是：选中要标定的传感器，点击“两点法标定传感器”或者按F3键，弹出如图5所示的对话框，点击“是”按钮或者键入“Alt+Y”进入传感器斜率、截距标定界面，如图8所示的对话框。输入第一点电压电流值与对应的第一点的物理值（位移m或压力

13、kPa），输入第二点电压电流值与对应的第二点的物理值（位移m或压力kPa）。点击“结束”按钮或者按F4键，弹出如图7所示的对话框，点击“是”按钮或者键入“Alt+Y”完成传感器斜率截距的标定操作，返回如图4所示的界面，系统会自动计算出传感器斜率截距保存到内部。注意：若无特别说明，本套系统对各有用量有规定的单位，一般情况下，有如表1的对应关系：物理量电压电流位移压力单位伏特（V）毫安（mA）微米（m）千帕（kPa）表1：各物理量单位规定图8 两点法标定传感器页面1.2.2系统硬件的标定在本套系统出厂之前，生产厂家要对系统硬件进行标定，所以用户得到的信号采集及预处理系统已经包含了系统硬件的标定数据

14、。如果发现有错误或硬件配置发生了变化，则需要对本套系统重新标定。1.2.2.1两点法标定硬件通道利用两点法标定硬件通道时，需要使用直流电源、电压表、毫安表（或使用万用表）等工具，由于每一通道所对应的传感器和及传感器的输出信号范围各不相同，在实际标定时要对不同的通道加入不同的电压或电流值，各种传感器所对应的信号输出范围如表2所示，有时由于用户对传感器的选型不同，实际范围有可能与表中所示不完全相同，标定时应以所选传感器的规格为准。通道对应传感器类型输入信号性质及单位输入信号范围电涡流传感器电压：V-2-18振动速度传感器电压：V-1010压力脉动传感器电流：mA420模拟量直接输入电流：mA420

15、其他类型传感器根据实际情况定根据实际情况定表2 通道标定信号范围具体标定方法如下：选中要标定的传感器，点击“采集系统自标定”或者按F5键，弹出如图5所示的对话框，点击“是”按钮或者键入“Alt+Y”进入系统硬件的斜率/截距标定界面，即如图9所示的对话框。在需要标定的通道加入实际信号范围内的某一电压/电流值，如 -5.134V， 点击“开始跟踪”或者按F2键，当显示的跟踪值和AD值趋于稳定时， 点击“停止跟踪”或者按F2键，然后点击“物理值”按钮或者按Enter键，弹出如图10所示的对话框，键入实际输入的电压/电流值 5.134，点击“结束”按钮或者按F4键，回到图9的对话框，即完成对第一个点的

16、采集。然后在需要标定的同一通道加入实际信号范围内的另一电压/电流值，如 15.015V，用与采集第一点同样的方法输入这一个电压值， 再次回到图9的对话框。这时，系统已经将这一通道的斜率与截距计算出来，点击“完成”按钮或者按F4键，弹出类似如图7所示的对话框，点击“是”或使用热键“Alt+Y”完成这一通道的采集系统的自标定，返回如图5所示的界面。程序会自动将计算结果保存到系统内部。图9 系统硬件通道标定页面图10 通道标定输入页面1.2.2.2直接输入硬件系统斜率/截距采集系统硬件各通道标定数据在出厂前都已确定而且有书面记录，有些实验或特殊情况下，某些通道的实际斜率/截距被改变，实验结束后可以用

17、这种方法直接输入正确的数据，而不需要重新进行两点法标定操作。具体方法是：选中要进行改正的传感器通道，点击“采集系统斜率/截距”或者按F6键，弹出如图5所示的对话框，点击“是”按钮或者使用热键“Alt+Y”进入采集系统斜率/截距直接输入界面，如图11所示的对话框。输入所选通道正确的斜率、截距，点击“结束”按钮或者按F4键，弹出类似如图7所示的对话框，点击“是”按钮或者键入“Alt+Y”完成传感器斜率截距的修正操作，返回如图5所示的界面。图11 采集系统直接输入标定界面1.3滤波及开关设置：设置各个采集通道的滤波特性和开关量的连接方式。图12 滤波及开关设置1.4运行参数编辑：每一项参数包括参数名

18、称、参数取值、参数说明三项内容。当选中一项参数时，双击该行或者点选修改对该参数进行修改。 图13 运行参数编辑1.5报警规则编辑：图14 报警规则编辑对报警通道进行了配置。可以对报警规则进行添加、删除、修改、复制、粘贴、保存等操作。通过对报警规则的配置实现对机组监测报警目的的实现。如图：图15 规则属性设置规则名称：对报警规则进行命名。选择工况：选择报警出现的工况是在稳态工况还是暂态工况。报警类型：选择报警类型是一级报警、二级报警还是打闸停机。报警规则是否投入：选择报警规则是否使用。规则条件：可以选择不同条件共同决定报警规则。各个条件之间的关联可以是“与”的关系，也可以是“或”的关系。最多有1

19、0个条件。报警监测量：当报警出现后，在选择的报警监测量通道上的状态指示灯出现报警。1.6工况参数设定：工况参量是指功率、水头、接力器行程、蜗壳差压等与机组本身的运行工况密切相关的监测量，在预处理服务程序中，环境量界面如图16所示，每一项工况量显示环境量名称、投入否、当前计算平均值、当前计算标准差、设定标准差上限。可以修改工况参数的统计时间长度。选中工况参数时，可以修改“设定标准差上限”。图16运行参数设置页面1.6.1稳态工况的判别当工况参数的标准差在设定的标准差之内，认为机组运行在稳态工况；当环境量的标准差超出设定的标准差，认为机组运行在非稳态工况；1.6.2修改环境量设置选中需要修改的环境

20、量，在右上角的统计时间长度栏内设置统计时间长度，一般为60秒，确定是否使用该环境量作为工况判据，输入正常状况下的标准差上限，点击“修改”按钮或者直接按回车键完成该工况参数的置入操作，当所有需要修改的环境量都以置入完毕，点击“完成”按钮或者按F6键完成工况参数的修改操作。1.7通讯事件：图 17 通讯事件显示了本通讯单元与其他通讯单元通讯的异常记录。列表中只保存最近的200条记录。2.其他工具说明2.1模拟光字牌：当出现报警时，在光字牌上将显示出该报警规则的警报。如图：图 18 模拟光字牌2.2前幅、后幅、主页、刷新：把浏览监测页面的顺序记录下来后，“前幅”将监测页面跳转到上一个监测页面。“后幅

21、”将监测页面跳转到下一个监测页面。“主页”将监测页面跳转到最原始的监测页面。“刷新”将当前的监测页面重新显示采集信息。2.3全屏显示：为了获得更多的监测空间。去掉工具栏、标题栏、状态栏。2.4状态：图 19 运行状态显示采集器当前的运行状态。2.5开关快速浏览：开关界面如图20所示，每一项开关量显示开关量名称以及开关量的开关状态。预处理系统可以包含所有电厂需要监测的机组的开关量，有的电厂可能没有开关量，此页将为空白。可能显示的开关量有：（视电厂实际情况而定）发电机出口开关励磁开关（灭磁开关）短路开关剪断销信号图 20 开关量2.6现场实验：图 21 手工试验手工实验：选择手工试验的名称。转速：

22、当前的转速。功率：当前的有功功率。主开关：当前主开关的状态。开始：开始手工试验的时间。持续时间：试验进行采集了的时间。保存记录：该手工试验所记录的数目。2.7复制:复制当前的监测页面到剪切板。2.8隐藏：隐藏该程序到系统托盘中。如如果双击该图标则程序以最大化框架的方式显示。3.监测页面说明3.1结构布置图:图 22 结构布置图传感器分布图；上导X、Y向摆度的峰峰值及状态；上机架X、Y、Z向振动的峰峰值及状态；主轴三个角度的垂直振动的峰峰值及状态；法兰X、Y向摆度的峰峰值及状态；水导X、Y向摆度的峰峰值及状态；顶盖X、Y、Z向振动的峰峰值及状态；机组开关状态；励磁开关状态；励磁电压、励磁电流值；

23、蜗壳差压、流量、工作水头、机组效率、耗水率、坝后水位均值；蜗壳进口、导叶出口、顶盖下压力、尾水出口压力值；导叶出口、顶盖下压力脉动值；有功、无功、转速、接力器行程的均值。3.2空间轴线:图 23 空间轴线图空间轴线图；机组主开关状态；励磁开关状态；有功、无功、转速、接力器行程、工作水头、励磁电压、坝后水位的均值；上导X、Y向摆度的峰峰值及状态；上机架X、Y、Z向振动的峰峰值及状态；主轴三个角度的垂直振动的峰峰值及状态；法兰X、Y向摆度的峰峰值及状态；水导X、Y向摆度的峰峰值及状态；顶盖X、Y、Z向振动的峰峰值及状态。3.3上导状态:图 24 上导状态监测上导轴心轨迹图；上机架变形轴心轨迹图；上

24、导X、Y向摆度的波形图、功率谱图、相位图、阶次比图；上机架X、Y、Z向振动的波形图、功率谱图、相位图、阶次比图；上导X、Y向摆度的峰峰值；上导X、Y向摆度的均值；上机架X、Y、Z向振动的峰峰值；转速、有功、无功、接力器行程、工作水头、励磁电压的均值；3.4法兰摆度状态:图 25 法兰摆度状态法兰摆度轴心轨迹图；法兰轴承X、Y向摆度的波形图、功率谱图、相位图、阶次比图；法兰X、Y向摆度的峰峰值；法兰X、Y向摆度的均值；转速、有功、无功、接力器行程、工作水头、励磁电压的均值；3.5水导状态:图 26 水导状态监测水导轴心轨迹图；顶盖变形轴心轨迹图；水导X、Y向摆度的波形图、功率谱图、相位图、阶次比图；顶盖X、Y、Z向振动的波形图、功率谱图、相位图、阶次比图；水导X、Y向摆度的峰峰值；水导X、Y向摆度的均值；顶盖X、Y、Z向振动的峰峰值；转速、有功、无功、接力器行程、工作水头、励磁电压的均值；3.6主轴状态:图 27 主轴状态图上导轴心轨迹图；法兰轴心轨迹图；水导轴心轨迹图；上导X、Y向摆度的波形图、功率谱图、相位图、阶次比图；法兰X、Y向摆度的波形图、功率谱图、相位图、阶次比图；水导X、Y向摆度的波形图、功率谱图、相位图、阶次比图；上导、法兰、水导X、Y向摆度的峰峰值；转速