熱電廠故障檢測與診斷系統(tǒng)設(shè)計

1、精編安全管理 | SAFETY MANAGEMENT編號：SM-ZD-39654熱電廠故障檢測與診斷系統(tǒng)設(shè)計Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making,ensure the safety status, and unify the overall plan objectives編制：審核：時間：本文檔下載后可任意修改熱電廠故障檢測與診斷系統(tǒng)設(shè)計簡介：該安全管理資料適用于安全管理工作中組織實(shí)施企業(yè)安全管理規(guī)劃、指導(dǎo)、檢查 和決策等事項(xiàng)，保證生產(chǎn)中的人、物、環(huán)境因素

2、處于最佳安全狀態(tài)，從而使整體計劃目 標(biāo)統(tǒng)一，行動協(xié)調(diào)，過程有條不紊。文檔可直接下載或修改，使用時請詳細(xì)閱讀內(nèi)容。引言國內(nèi)外汽輪發(fā)電機(jī)組多數(shù)運(yùn)用分散型控制系統(tǒng)DCS ,只在發(fā)電廠的局部采用狀態(tài)監(jiān)測與控制技術(shù)，而沒有對發(fā)電廠 的整體采用故障檢測與診斷技術(shù)。本設(shè)計針對馬鋼熱電廠汽 輪發(fā)電機(jī)組和其它設(shè)備的綜合狀況，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)監(jiān) 測、故障診斷、專家系統(tǒng)的知識獲取與學(xué)習(xí)，以及設(shè)備的維 修咨詢?yōu)橐惑w的多任務(wù)信息處理系統(tǒng)。本文主要介紹馬鋼熱 電廠的故障檢測與診斷系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)及各子系統(tǒng)的分布設(shè)計情況。1 故障檢測與診斷系統(tǒng)功能簡介馬鋼熱電廠的故障檢測與診斷系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖 1所示，廠部計算機(jī)服務(wù)器通

3、過廠內(nèi)的局域網(wǎng)絡(luò)同各部分的工控計算機(jī)相聯(lián)（同時可與上層的公司網(wǎng)絡(luò)連接），各部分的工控計算機(jī)作為子系統(tǒng)與不同的物理量傳感器連接。具體設(shè)計內(nèi)容如下：(1 )廠部計算機(jī)服務(wù)器設(shè)有綜合全廠設(shè)備的故障診斷的專 家系統(tǒng)，可根據(jù)各部分子系統(tǒng)的工控計算機(jī)故障診斷信息作 由綜合的故障診斷。所設(shè)計的專家系統(tǒng)自動進(jìn)行知識獲取與 學(xué)習(xí)，用于完成征兆獲取、知識的獲取(包括規(guī)則的獲取和 事例的獲取)，根據(jù)新舊故障處理的情況和操作者處理的經(jīng) 驗(yàn)，不斷地增加和更新處理故障診斷的能力，提示故障的特 點(diǎn)及發(fā)展趨勢，警示故障的危害和處理建議，咨詢后安排由 適時檢修的計劃建議供用戶參考。廠部計算機(jī)服務(wù)器可設(shè)有 多個終端監(jiān)視器、打印機(jī)

4、等外設(shè)，打印機(jī)可處于等待狀態(tài)， 一旦有了報警就將報警文件打印輸由。廠部計算機(jī)服務(wù)器還 可與上層的公司網(wǎng)絡(luò)聯(lián)網(wǎng)。(2)汽輪機(jī)的工作狀況是發(fā)電機(jī)組的核心，一般分散型控制系統(tǒng)僅著重對汽輪機(jī)進(jìn)行控制設(shè)計。而汽輪機(jī)工控機(jī)的 子系統(tǒng)則根據(jù)傳感器測得的機(jī)殼膨脹量、膨差量、軸向位移 量、閥門開啟量、蒸汽流量、軸瓦溫度量、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)速量信 號，進(jìn)行汽輪機(jī)部分的故障診斷。(3)同步發(fā)電機(jī)處的工控計算機(jī)子系統(tǒng)負(fù)責(zé)將傳感器測 得的三相電流量、電壓量、頻率量、機(jī)座和軸承的振動量、 繞組溫度和絕緣老化信息、勵磁機(jī)的電流電壓量進(jìn)行發(fā)電機(jī) 的狀態(tài)檢測和故障診斷。(4 )發(fā)配電工控機(jī)的子系統(tǒng)主要進(jìn)行主送變壓器、廠用變壓器、發(fā)配電

5、母線上設(shè)備和外電網(wǎng)的三相電流量、電壓量、頻率量、溫度量、各開關(guān)動作狀態(tài)及變壓器的工作狀態(tài)的數(shù) 據(jù)采集，狀態(tài)檢測及故障診斷。(5)水處理工控機(jī)的子系統(tǒng)則根據(jù)傳感器測得的陽床、 陰床、混床及有關(guān)中間水箱和再生水水箱的PH酸堿度、存儲量、工作泵流量和脫碳器工作信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，狀態(tài) 檢測及故障診斷。(6)燃?xì)?、燃煤鍋爐的工控機(jī)則根據(jù)傳感器測得的煤氣 壓力、煤倉儲存量、煤氣泄露量、爐膛負(fù)壓量、汽包水位及 壓力、主汽流量、給水量、爐門及觀察口溫度、除塵器和煙 囪排煙溫度等工作信息，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，狀態(tài)檢測及故障診 斷。上述各部分工控計算機(jī)的子系統(tǒng)在進(jìn)行局部的狀態(tài)檢 測及故障診斷的同時，也向上位機(jī)發(fā)送各量

6、信息及局部故障診斷結(jié)果，并接受上位機(jī)傳來的專家系統(tǒng)故障診斷指令。2 系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。中央控制站是故障監(jiān)控、故障診斷和綜合數(shù)據(jù)處理的主 要機(jī)構(gòu)，通過它可以完成故障診斷軟件和管理軟件的組態(tài)工 作；同時在正常生產(chǎn)中，完成各種生產(chǎn)過程流程顯示、歷史 趨勢顯示、參數(shù)顯示、報警以及各種報表的打印等管理功能。 系統(tǒng)在中文 Windows界面下操作，采用多級菜單、圖表形 式，操作十分方便。現(xiàn)場工業(yè)控制機(jī)選用IPC 610工業(yè)控制微機(jī)系統(tǒng)作為主機(jī)，各工控機(jī)之間由通用PCL743接口卡完成整個網(wǎng)絡(luò)的通訊協(xié)調(diào)與控制功能，PCL743內(nèi)插各工控機(jī)主機(jī)內(nèi)，是中央控制站與各子站進(jìn)行數(shù)據(jù)交流、參數(shù)修正、

7、調(diào)度指令傳達(dá)的橋梁與紐帶。通訊系統(tǒng)充分的隔離保護(hù)增加 了系統(tǒng)的可靠性，每個站具有2個RS422接口，通信緩沖區(qū)；128KRAM ;速率：50 56K 波特率，通信距離長達(dá) 1230m , 當(dāng)某子站工控機(jī)發(fā)生故障時，其他系統(tǒng)仍能保持正常工作。3系統(tǒng)軟件結(jié)構(gòu)GENESIS是第一個用于 舊M個人計算機(jī)和兼容系統(tǒng)的, 以圖形為基礎(chǔ)的監(jiān)控軟件，它可以用圖形方式來生成、模擬 和執(zhí)行實(shí)時的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控方案，具軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)為：根據(jù)實(shí)際要求，廠部總站與車間分站分別安裝了一套GEN -6-SC和五套GEN 1 SC,按工藝流程和現(xiàn)場不同 類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行模塊設(shè)置和分級組態(tài)，通過I/O組態(tài)菜單定義相應(yīng)的I/O設(shè)備，

8、利用圖形的布置來決定邏輯信號的 走向，每一模塊都有一份相應(yīng)的組態(tài)菜單，根據(jù)模塊在監(jiān)測 方案中的作用而定義菜單中各參數(shù)、數(shù)值和模塊之間的連接， 整個系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了工藝流程的實(shí)時動態(tài)顯示；實(shí)時多筆趨勢顯 示；報警和操作事件的自動打印；歷史數(shù)據(jù)在線的表格式和 圖形式重放等多種功能。4 本系統(tǒng)的軟、硬件的特點(diǎn)(1)各信息量攝取的傳感器選擇和合理設(shè)定能準(zhǔn)確反映 狀態(tài)檢測與故障診斷系統(tǒng)的信息來源。傳感器主要包括：測第7頁/總8頁FS 精編安全管理 | SAFETY MANAGEMENT量振動的電渦流位移傳感器、速度傳感器、加速度傳感器、 測量機(jī)殼膨脹、膨差的伸縮壓敏傳感器；測量電流、電壓的 高精度電流、電壓互

9、感器，測量同步發(fā)電轉(zhuǎn)子繞組溫度的紅 外傳感器，測量定子繞組老化程度的氣敏傳感器，還有測量 閥位、溫度、壓力、流量、酸堿度等傳感器。(2 )數(shù)據(jù)信號的抗干擾過濾及預(yù)處理采用FFT譜分析與校正、數(shù)字濾波。也可以對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行二次處理，如 主要特征的抽取，數(shù)據(jù)壓縮。(3)整個故障診斷的子系統(tǒng)均可獨(dú)立完成各部分的在線 實(shí)時狀態(tài)檢測任務(wù)，具備數(shù)據(jù)記錄和存儲功能，并建立各種 數(shù)據(jù)庫文件。數(shù)據(jù)的采集方式可實(shí)現(xiàn)等時間或等空間采樣， 采集好的數(shù)據(jù)在監(jiān)視及子系統(tǒng)上顯示，并隔五秒刷新一次。 顯示方式采用了模擬顯示和數(shù)字顯示相結(jié)合的形式，并通過 綠、黃、紅三種顏色給由了正常、異常和危險指示。(4)信號的分析是對發(fā)電

10、廠的狀態(tài)檢測與故障診斷的重 要手段，可以對采集的實(shí)時數(shù)據(jù)進(jìn)行分析與處理，并以數(shù)據(jù) 或圖形的方式給由分析的結(jié)果。信號的分析主要包括動態(tài)數(shù) 據(jù)分析和趨勢分析；對電機(jī)啟動、停轉(zhuǎn)過程中的信號分析和顯示(包括轉(zhuǎn)速時間曲線、波特圖、三維頻譜圖以及各種參 數(shù)隨轉(zhuǎn)速的變化圖)，對發(fā)電機(jī)等設(shè)備的長期運(yùn)行中各種狀 態(tài)和經(jīng)過分析處理后的數(shù)據(jù)綜合進(jìn)行趨勢分析，作由趨勢圖， 得到故障征兆預(yù)期性告示。(5)在故障診斷方法上設(shè)有多種推理機(jī)制，設(shè)計系統(tǒng)采用了基于框架、基于規(guī)則和基于事例的知識性組合與推理， 并提供了不確定性推理、模糊推理，從而增強(qiáng)了系統(tǒng)解決問 題的能力。5 結(jié)論系統(tǒng)設(shè)有故障診斷的診斷咨詢專家系統(tǒng)。根據(jù)汽輪發(fā)電機(jī)等設(shè)