M F设备远程监控与运行管理系统说明书文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]MF3000设备远程监控与运行管理系统说明书中国华电南京农网城网工程有限公司2008 年 07月 08日目录一、公司简介企业简介中国华电南京农网城网工程有限公司依托华电集团总公司的雄厚实力和国电南京自动化股份有限公司的技术优势，在中低压变电站综合自动化系统，发电厂、厂用系统保护，电力故障录波系统，自动准同期装置，高频开关直流电源系统等方面进行技术研究、产品开发、工程技术，并进行相关的技术咨询和技术服务。

公司被国家经贸委推荐为第一批全国城乡电网建设与改造所须设备产品及生产企业。

（国经贸电力[1988]844号）公司具备强大的研发团队，与着名高校东南大学电气工程学院深度合作，以国际领先的技术和理念，开发出MF系列设备远程监控与运行管理系统及旋转设备故障综合在线检测仪，填补了国内空白。

产品广泛应用于电力、煤炭、化工，钢铁，水泥等系统的各类异步电机上，深受用户的好评。

公司始终贯彻“诚信为本，客户至上，坚持创新，追求卓越”的价值理念。

经过多年的发展积累，公司拥有一支高水平，资深的电力自动化技术人才队伍，结合着名高等学府先进的理论及强大的研发能力，竭诚为广大用户提供优质的产品和服务。

二、设备状态监测概述当今企业追求效益最大化面临巨大的压力，在影响企业效益的关键环节中，对企业关键资产设备优化运行和合理的维护决策以实现资产效益最大化，显得尤其重要且较易实现，集成的状态监测应用信息化解决方案使这一目标变成现实。

作为企业ERP/EAM体系中重要的控制环节，状态监测技术是综合了传感技术、机械、振动、电气、信息网络、模糊理论等多项技术，建立设备的运行状态数据仓，进行复杂的状态监测与故障诊断，达到可靠性维护与状态检修的目的。

推行状态检修的直接效益有：①节省大量维修费用；②提高企业可用系数；③延长设备使用寿命；④增加企业生产能力；⑤确保设备运行可靠性；⑥降低检修成本、减少检修风险。

三、MF3000系统系统简介1）设计原则高可靠性先进性集成性智能性开放、扩充性方便易用性标准化安全性2)总体特点嵌入式Linux体系的多CPU智能数据采集器，全功能数据预处理功能。

功能强大、完整的数据存储与多极管理数据冗余技术，安全可靠的数据备份与自恢复基于Struts架构的J2EE模式， Java开放式编程语言中心服务器端采用Linux ＋Oracl /Windows Server ＋SQLServer ，Weblogic 层级数据连接通过MODBUS 协议与DCS 、PLC 通讯 ，通过以太网技术实现与ERP/EAM 连接。

基于HTTP 协议的3层应用结构 远程全功能浏览与专家故障诊断功能 远程参数设置与组态、远程更新功能3)系统拓扑图4)数据采集子系统采集、传送并处理各种振动、位移、键相及过程量、开关量等数 据 ，信号来源：机组01机组02机组n数据采集站 PLC 工作站统中心服务器MF3000系统拓扑图Inter 点检系统南京农城网远程诊断中心 远程监测厂长浏览站机动科浏览站 现场浏览站交换机数据采集站 数据采集站现场一次原件4-20mA/1-5V的标准信号现场智能仪表通讯方式嵌入式Linux、多CPU功能板，6/12/18CH／板×7块板组合能力，最高支持7个转速段专用集成电路技术(ASIC)及数字信号处理（DSP），完善的数据预处理能力16位A/D，最高采样频率达500kHz远程工作状态设置对于已有以485方式通讯的仪表采用并联的方式,连接到协议转换模块接入到局域网；对于使用4～20mA信号传输数据的信号, 通过远程I/O模块接入到局域网5)在线监测子系统通过监测局域网将数据采集器传送给网络服务器的数据包进行实时处理，监测各机组工作状态和运行趋势等，并将有关数据进行存贮和分类分级管理。

处理速度快通用性好操作方便数据“黑匣子”功能数据保存完善6)数据存储与管理子系统数据管理历史数据管理开、停机数据一级正常数据（通频值、特征分量值、进动分量值等）二级正常数据（同上）三级正常数据（同上）报警数据（绝对报警、梯度报警、进动分量梯度报警、位置报警和矢量区域报警）危险数据（同报警数据）趋势数据管理监测报告数据管理7)数据分析与专家诊断子系统以矢谱分析技术为核心的数据融合分析方法强大的稳态与非平稳过程分析方法，分析功能30余种人工神经网络+规则 +模糊理论考虑机组整个系统的动力学特性支持小样本、向量机技术故障征兆自动识别技术系统集成子系统基于Browser/Server的N层分管式结构模式，浏览器端无需安装任何专用软件。

Linux网络，便于该系统ERP/EAM系统互联，达到数据传输、资源共享的目的。

Oracle大型数据库管理系统远程浏览、诊断功能，远程实现更改参数、组态与系统升级支持OPC技术系统软件基于J2EE体系Java编程，与操作系统无关模块化组态功能按照软件开发规范进行编制案例:MF3000汽轮发电机组振动在线监测系统（一）. 概述本文件遵循标准及规范《TDM技术规范》《机器状态监测与诊断》GB/T 13824－1992《对振动烈度测量仪的要求》GB/T6075《在非旋转部件上测量与评价机器的机械振动》（idtISO／TC10816）目标针对发电机组实施在线状态监测与故障诊断技术，建立企业关键机组远程监控与运行管理平台。

建立关键机组状态数据库，监测故障的产生、发展和变化的全过程，预测运行趋势和故障的分析诊断，旨在掌握机组的本质运行状态，保障这些关键机组实现安全、稳定、长周期优化运行，实现预知维修或状态维修。

通过培训及服务帮助企业提高状态监测专业技术水平，组建企业设备故障诊断中心，进行机组运行状态评估和提出故障治理和维修建议，满足企业设备资产效益管理的需求。

汽轮发电机组设备状态监测和故障诊断的特点在反映设备状态的信号中，应用最为广泛的是振动信号。

振动是引起设备故障的主要原因，设备的各种故障一般在振动信号上有所反映，振动信号包含着各种丰富的信息，而对振动进行测量一般不会影响设备的正常工作，十分方便。

安装机械设备振动监测故障诊断系统的必要性和意义性主要表现在以下方面：①通过数据记录和信号分析，在事故发生后为事故分析提供有力的证据，能减少判断故障的时间，减少事故停机造成的损失。

记录数据必须保证其准确性，鉴于滑动轴承相对振动测量，本系统运用双通道信息融合技术，即矢谱分析技术对振动数据进行具有针对性的分析处理。

②许多故障的发生都有一个由轻到重的发展过程。

通过趋势分析和对异常信号的检测，能够早期发现设备潜在的故障，及时采取预防措施，避免事故的发生，延长设备寿命周期，提高设备利用率。

系统在检测机组运行状态趋势方面，采用了相关趋势检测技术，可以直观地区别出导致机器振动超标的原因和部件。

③通过对设备的状态分析，可以确定合理的检修时机和检修方案，能够促进维修制度从事故维修、定期维修向视情维修的转变，避免不必要的停机，并能通过提高修复速度减少停机时间，节约维修费用，具有很高的经济效益。

④故障诊断专家系统的应用能够解决现场专家不足的问题，能够充分利用领域专家的丰富经验，使故障诊断的整体水平有所提高，从而创造巨大的社会效益和经济效益。

（二）. 系统设计思路汽轮发电机组主要承力部件是滑动轴承及转子，驱动机与工作机之间的通过联轴器连接，因此，滑动轴承、转子系统和联轴器在承受负荷状态下的真正状态是监测诊断的主要关注点。

对于滑动轴承的故障诊断，本系统采用了经验证具有较高针对性的相关频率滤波预处理技术，结合矢谱分析和其它分析，可有效地解决滑动轴承、转子的故障检测问题。

在振动报警方面，依照新版振动标准规定，除考虑绝对值报警外，增加梯度报警功能，即当同一工作状态下振动变化率超过±25%时，也作为一个报警条件使用。

系统的总体设计原则是：①高可靠性可靠性除包含系统所设计的硬件外，软件的可靠性、稳定性、网络系统抗病毒攻击能力均成为系统可靠性指标的组成部分。

系统在以下诸方面体现上述可靠性指标：高可靠数据采集前端 MF3000系统（）的数据采集器是第三代智能型主动数据采集系统，采用高可靠性和稳定性的嵌入式Linux体系，结合多CPU结构和DSP技术，构成全功能数据采集系统，其中包括先进的数字矢量滤波技术；每采集模块具备独立的32位CPU，可实现真正意义上的并行处理能力。

高可靠网络体系针对网络普遍存在的安全性问题，服务器网络支撑系统采用Linux网络平台，数据库采用MySQL关系数据库，系统整体架构采用符合网络数据传输要求的浏览器/服务器（B/S）结构，并采取了多种安全措施和冗余设计，不但保障系统高速运行，也便于随着对系统功能要求的不断提高而进行的功能扩展。

采用Linux作为网络支撑系统并不影响与其它诸如WINDOWS 2000 Server或Windows NT等作为网络支撑系统的网络互联，对于抗病毒攻击和TCP/IP通讯具有比Windows系统更优良的性能。

高可靠信号分析体系信号分析方法全面，覆盖面广，具有较强的针对性。

对于不同的振动传感器获取的信号特点，进行了有针对性的信号预处理，使得信号分析结果更直观、易读，可满足不同层次人员的需求。

鉴于大多故障发生时信号表现为非平稳，可以增加非平稳过程分析方法和部分现代信号分析方法（如二代小波等）。

高可靠信号预处理对部分耦合通道较多、信号结构复杂且信噪比低的信号，将采用先进的相关振动滤波技术对信号进行预处理，获得信噪比较高的早期故障信息。

②方便实用性功能浏览方便采用全B/S结构，友善的人机接口、联机帮助系统，使操作非常简单方便。

工作状态变更方便各种参数可通过系统提供的组态软件进行在线调整，由于 Linux系统具备的TCP/IP通讯协议功能优于Windows系统，可方便地实现数据采集器的远程工作状态变更及功能升级。

数据查询管理方便在数据量很大的情况下，针对大多设备状态监测系统数据查询方式不直观、效率低等弊病，系统采用七级追忆高效存贮技术，用户选择数据更直观、准确、快捷。

用户端扩展方便由于系统软件采用了J2EE体系编制，用户端无需任何设置即可成为系统全功能浏览器，且与用户端操作系统无关。

③可扩充性监测对象扩充系统具有良好的扩充性，并保证扩充具有较高的性能价格比。

新增加监测机组时仅需增加数据采集器、振动传感器／工艺信号变送装置和信号电缆，对于安装距离较近的机组，在采集器框架所容通道许可的条件下，可以通过扩充采集模板的方式进行扩充。

系统功能扩展软件系统采用组态化、模块化设计，所有分析功能均作为一个独立控件模块，便于系统功能扩展和功能升级。

系统覆盖范围扩展系统提供与ERP/EAM系统互联的标准数据接口，便于组成大型企业监测网络和不同应用系统之间的数据传输与共享。