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柴油发电机组输出特性现场检定装置系统监控软

2019-11-23
来源: 礼德动力
  柴油发电机组作为一种常用、备用和应急发电用装置在工业生产、船舶等领域应用广泛,而柴油发电机组的可靠性以及连续性十分重要,因此与其配套的输出特性的现场检定装置系统在其自动化过程中起着十分重要的作用。设计出准确、及时的能够检测柴油发电机组输出特性检定装置的监测系统势在必行。
  
  本文根据柴油发电机组输出特性现场检定装置系统的总体结构和功能,对监控软件系统进行功能需求分析,提出了其监控软件的整体设计思路,并完成了开发。本监控软件具有以下的优点:1)能自动控制被测柴油发电机组的起停、自动采集数据、自动处理数据和计算参数,以及自动绘制特性曲线,并提供事后打印测试结果报告等功能;2)被测柴油发电机组的实验过程用计算机实现程序控制,只要按照编制好的程序执行,就可以完成被测试柴油发电机组实验中的各个项目;3)实现自动采集数据,减少测试误差、提高柴油发电机组输出特性检定准确度;4)操作方便,节省时间,节省人力,提高测试效率[1]。
  
  1 监控软件功能需求分析主要有以下功能:(1)数据采集。包括:1)三相电压、三相电流、频率、温度等参数的采集;2)交流电子负载开关状态、装置工作状态以及运行警告状态等的采集。
  
  (2)人机监控功能。包括:1)采集及计算的运行参数实时显示;2)测量数据趋势图的实时显示;3)越限报警显示;4)操作记录显示。
  
  (3)配置功能。整个系统运行前,需要输入柴油发电机组的额定参数,随着柴油发电机组的额定输出功率设置交流电子负载的模拟负载,以及保护定值、越限值等信息。
  
  (4)打印功能。监控系统在检定过程结束后,需要打印输出柴油发电机组的检定结果报告。
  
  2 监控软件方案设计柴油发电机组输出特性现场检定装置系统主要由被测柴油发电机组和监控软件组成,系统组成框图如图1所示。监控软件由数据采集子系统、通信子系统、数据管理子系统与人机交互子系统和控制策略软件构成。数据库作为中间层,支撑各子系统应用软件的运行;通信子系统完成与各个采集装置的报文收发,并将协议统一处理成Modbus标准通信协议;人机交互子系统实现人机界面的显示及维护等功能。监控软件的整个架构如图2所示。
  
  2.1数据处理子系统数据处理子系统是对数据进行处理、分类、存储、检索和维护,主要包括历史数据库、实时数据库、数据处理、数据存储和数据库读写接口。
  
  (1)历史数据库早期人T管理数据存在数据无法保存、冗余度大、数据不能共享等缺点,本系统采用数据库实现对数据的管理。数据库管理系统具有共享度高、冗余度小,具有高度的物理独立性和一定的逻辑独立性,数据管理系统提供数据安全性、完整性、并发控制和恢复能力。历史数据库采用SQL Expert将所有工程数据全部人历史库,同时提供数据库中的数据的导入和导出。对历史数据库的访问采用开放数据库连接方式,开发人员可以添加数据库驱动程序,将应用程序与用户所选的DBMS联系起来I 3I。
  
  (2)实时数据库通过实时数据库系统,保存了大量的历史数据,可以帮助检定人员分析变化规律,分析故障,防止故障重复发生。
  
  柴油发电机组输出特性现场检定装置系统在工作中会产生大量的动态数据,包括:三相电压、三相电压、三相电流、负载输出功率、频率、温度、三相负载的输出状态以及外部设备的工作状态等。
  柴油发电机组输出特性现场检定装置系统监控软件设计与应用
  (3)数据库读写接口数据库访问结构按动态链接库(DLL)实现,提供C语言访问形式。采用表、记录、域(属性)作为函数参数来访问数据库中的数据,实现数据库的通用访问接口,可以方便的开发各种应用程序。当表结构改变时,一般增加某些域以满足新的功能需要,通常只需要修改和编译与新增域有关的应用程序,而不需要修改和编译其他的应用程序。
  
  2.2通信子系统上位机监控软件与交流电子负载模块、电量采集模块、温度采集模块之间通信,每个模块所采用的通信协议不同,每个模块都有一个通道。通信子系统主要由前置协议处理程序和标准协议处理程序两个模块组成。前置协议处理程序负责把不同的协议转换成标准的Modbus协议,再转发给标准协议处理程序;标准协议处理程序通过内部标准协议对报文进行解释后,调用通信报文处理接口对数据进行处理。
  
  2.3 人机交互子系统人机交互子系统主要有以下几个应用程序:图形:可按用户需要定义各类图形,包括三相电流电压曲线图、功率曲线图、频率曲线图、温度曲线图等,还可以自行定义各种显示小图元,以反映数字量的状态,在运行时可以准确显示各种动态数据。
  
  报表:采用Excel形式的电子表格显示报表,数据来源主要包括历史数据、实时数据、用户自定义的数据、常数、各种数据计算的结果等。在实时数据库中,对数据点进行累计值、平均值、最大值、最小值等统计运算。
  
  报警:能够对柴油发电机组输出功率超出计划、过压、欠压、过流以及通信异常等事件报警,并具有事件历史记录功能。警告类型可分为普通、装置动作、装置异常操作等。
  
  数据库组态界面:数据库组态界面是用户建立数据库模型的图形化界面,以帮助用户进行数据库表的记录生成、查询和修改等工作。支持在线交互式数据库维护。
  
  2.4控制策略算法软件根据柴油发电机组的额定输出,制定相应的交流电子负载模拟量输出,并根据选择工作模式制定加载计划。根据加载计划,通过数据库平台提供的数据库读写接El将计算出的加载计划发给通信子系统。通过应用子系统将控制策略算法软件的数据源、计算结果、统计分析结果以直观的图形界面显示。
  
  3 应用案例基于上述软件架构和设计思想,基于的可视化程序开发工具,采用功能强大的c#语言,通过数据与驱动的方式调用不同的程序代码,成功的研发出了柴油发电机组输出特性现场检定装置监控软件系统。软件主界面及显示控制界面。
  
  在柴油发电机组输出特性现场检定实验中,实验采用额定功率为40 kW 的柴油发电机,通过控制交流电子负载三相模拟量输出模拟柴油发电机负载4 结束语本文通过对柴油发电机组输出特性现场检定装置的系统架构、控制方式,提出了监控软件的设计方案,不仅实现了对柴油发电机组输出特性现场检定装置的实时监控的功能,还提供了只能协调控制策略的运行平台。该系统现已投入使用,大大提高了工作效率,并且方便维护,达到了预期的各项指标性能,实现了柴油发电机组输出特性现场检定的功能。