181 8093 6090 181 8093 6090
一、研發(fā)背景
水電站檢修前，需對(duì)機(jī)組的各類關(guān)鍵部位進(jìn)行檢修前試驗(yàn)，符合標(biāo)準(zhǔn)后，方可進(jìn)場(chǎng)開展工作，當(dāng)前很多試驗(yàn)工作還處在人工記錄和計(jì)算階段，如修前導(dǎo)葉漏水量測(cè)試，當(dāng)前還在采用人工方式掐表計(jì)算。急需一種可擴(kuò)展的檢修前機(jī)組試驗(yàn)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可隨著流域電站各個(gè)測(cè)點(diǎn)智能化的改造，智能接入測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，采用網(wǎng)絡(luò)通訊及自動(dòng)計(jì)算手段，逐步解決目前機(jī)組檢修修前的各類試驗(yàn)指標(biāo)計(jì)算和監(jiān)測(cè)問題。
二、系統(tǒng)原理
1.系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，現(xiàn)場(chǎng)顯示每個(gè)水輪機(jī)的水流速度（m³/s），可以生成和查看報(bào)表功能；報(bào)表可以傳至云端服務(wù)器，云端服務(wù)器也可以查看報(bào)表，云端服務(wù)器支持多個(gè)水電站報(bào)表查看。2.系統(tǒng)采集蝸殼壓力、工作門狀態(tài)、導(dǎo)葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)，通過填入的鋼管容積（壓測(cè)界值范圍內(nèi)容積）、表高程、上下限壓力界值、坡度、額定流量計(jì)算出當(dāng)前水流量，水流量低于正常值（不超過額定流量0.3%）后人員才可以進(jìn)組人。3.系統(tǒng)需計(jì)算蝸殼壓力持續(xù)時(shí)間：蝸殼水壓進(jìn)入設(shè)定的上、下限壓力界值范圍且工作門關(guān)、導(dǎo)葉關(guān)、蝸殼取水閥關(guān)時(shí)，系統(tǒng)則從上限值開始記錄t1、t2、...壓力持續(xù)時(shí)間直至低于下限壓力值tn秒。4.系統(tǒng)根據(jù)鋼管壓測(cè)范圍內(nèi)容積和壓力界限范圍持續(xù)時(shí)間，根據(jù)公式，計(jì)算出漏水量。再根據(jù)額定流量(不超過額定流量0.3%)計(jì)算出漏水標(biāo)準(zhǔn)，比對(duì)得出結(jié)論（實(shí)際漏水量低于漏水標(biāo)準(zhǔn)則合格），并以綠色顯示實(shí)測(cè)值，超標(biāo)則紅色顯示，并自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告。計(jì)算方式如下圖所示： 
5.現(xiàn)場(chǎng)主屏幕上主顯示界面顯示每個(gè)機(jī)組當(dāng)前水流量、蝸殼壓力、工作門狀態(tài)、導(dǎo)葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)；設(shè)置界面可以人工輸入每個(gè)機(jī)組對(duì)應(yīng)的鋼管容積（壓測(cè)界值范圍內(nèi)容積）、表高程、上下限壓力界值、坡度、額定流量。6.開始計(jì)算時(shí)才用生成報(bào)表，其他時(shí)間不需要生成報(bào)表。7.工控機(jī)使用15-17寸屏幕，安裝在機(jī)柜前面板，工控機(jī)需要安裝SSD硬盤，報(bào)表至少保存5年時(shí)間。
三、 系統(tǒng)技術(shù)指標(biāo)
·性能指標(biāo)：蝸殼壓力、工作門狀態(tài)、導(dǎo)葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)按秒級(jí)處理。一般系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間1秒以內(nèi)；統(tǒng)計(jì)分析的響應(yīng)時(shí)間不得超過5秒； CPU平均負(fù)荷率≤10%；系統(tǒng)應(yīng)至少能有效保存5年數(shù)據(jù)，且不影響運(yùn)行速度。·可靠性：系統(tǒng)應(yīng)采用面向?qū)ο蟮闹纹脚_(tái)和開發(fā)平臺(tái)，應(yīng)采用成熟及先進(jìn)的硬件、設(shè)備和軟件技術(shù)。·先進(jìn)性：系統(tǒng)應(yīng)積極采用先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)、數(shù)據(jù)庫（PG）、通信、數(shù)據(jù)處理技術(shù)等，保證整個(gè)系統(tǒng)起點(diǎn)高、功能強(qiáng)、生命周期長(zhǎng)。·安全性：系統(tǒng)應(yīng)采取措施確保數(shù)據(jù)存取的安全性，防止人為的破壞和病毒的侵害，系統(tǒng)應(yīng)具備健全的權(quán)限管理功能。·可擴(kuò)展性：系統(tǒng)應(yīng)具備具有強(qiáng)的硬件和軟件的擴(kuò)展能力，為以后系統(tǒng)擴(kuò)建和發(fā)展提供方便，適應(yīng)不斷增加的業(yè)務(wù)需求，當(dāng)增加新的監(jiān)控對(duì)象時(shí)，只需增加少量設(shè)備和修改少量程序。
四、 系統(tǒng)介紹
4.1網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D
4.2系統(tǒng)構(gòu)成
系統(tǒng)分為水輪機(jī)組檢修測(cè)量軟件，水輪機(jī)組檢修測(cè)量工控機(jī)，壓力獲取程序，狀態(tài)獲取程序，二區(qū)服務(wù)器推送程序，三區(qū)服務(wù)器推送程序，云服務(wù)器軟件。（1）水輪機(jī)組檢修測(cè)量軟件水輪機(jī)組檢修測(cè)量軟件功能：·顯示界面顯示各水輪機(jī)組的工作門狀態(tài)、導(dǎo)葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)、水流量。·顯示界面可以手工錄入各水輪機(jī)組對(duì)應(yīng)的鋼管容積（壓測(cè)界值范圍內(nèi)容積）、表高程、上下限壓力界值、坡度、額定流量。·后臺(tái)獲取來自 “水輪機(jī)組擺動(dòng)監(jiān)測(cè)工控機(jī)” 蝸殼壓力值，獲取來自二區(qū)服務(wù)器的工作門狀態(tài)、導(dǎo)葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)。·后臺(tái)進(jìn)行邏輯運(yùn)算，計(jì)算蝸殼壓力持續(xù)時(shí)間。工作門關(guān)、導(dǎo)葉關(guān)、蝸殼取水閥關(guān)，蝸殼壓力進(jìn)入設(shè)定的上、下限壓力界值范圍且時(shí)，系統(tǒng)則從蝸殼水壓上限值開始記錄t1、t2、...壓力持續(xù)時(shí)間直至低于蝸殼壓力下限壓力值tn秒。·后臺(tái)進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算出漏水量。根據(jù)鋼管容積和壓力界限范圍持續(xù)時(shí)間，根據(jù)公式，計(jì)算出漏水量。再根據(jù)額定流量(不超過額定流量0.3%)計(jì)算出漏水標(biāo)準(zhǔn)，比對(duì)得出結(jié)論（實(shí)際漏水量低于漏水標(biāo)準(zhǔn)則合格），并以綠色顯示實(shí)測(cè)值，超標(biāo)則紅色顯示，并自動(dòng)生成測(cè)試報(bào)告。·報(bào)告生成與上傳，開始計(jì)算蝸殼壓力持續(xù)時(shí)間時(shí)才用生成報(bào)表，其他時(shí)間不需要生成報(bào)表。報(bào)表生成后需要傳到云服務(wù)器。·統(tǒng)計(jì)分析的響應(yīng)時(shí)間不得超過5秒，數(shù)據(jù)儲(chǔ)存至少保存5年，能循環(huán)覆蓋。·軟件擁有開機(jī)自啟動(dòng)功能，死機(jī)重啟功能。·軟件安裝在“水輪機(jī)組檢修測(cè)量工控機(jī)”中。 
（2）水輪機(jī)組檢修測(cè)量工控機(jī)工控機(jī)要求：屏幕：15或17英寸屏幕，支持觸屏CPU:Intel 工業(yè)級(jí)CPU內(nèi)存：2G及以上硬盤：500GB SSD硬盤接口：千兆網(wǎng)口、USB2.0/3.0、VGA、HDMI、COM口，并口，音頻輸出口使用溫度：-20~50℃操作系統(tǒng)：Windows7安裝方式：標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜前置安裝其他：EMC,ESD（3）壓力獲取程序壓力獲取程序安裝在“水輪機(jī)組擺動(dòng)監(jiān)測(cè)工控機(jī)”中，本程序通過讀取“水輪機(jī)組擺動(dòng)監(jiān)測(cè)工控機(jī)”的數(shù)據(jù)庫，獲取蝸殼壓力值，并把蝸殼壓力值傳給“水輪機(jī)組檢修測(cè)量工控機(jī)”中的水輪機(jī)組檢修測(cè)量軟件，蝸殼壓力獲取周期≤1s。（4）狀態(tài)獲取程序狀態(tài)獲取程序安裝在二區(qū)服務(wù)器中，本程序通過讀取二區(qū)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫，獲取工作門狀態(tài)、導(dǎo)葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)，并把工作門狀態(tài)、導(dǎo)葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)傳給“水輪機(jī)組檢修測(cè)量工控機(jī)”中的水輪機(jī)組檢修測(cè)量軟件，所有數(shù)據(jù)獲取周期≤1s。（5）二區(qū)服務(wù)器推送程序二區(qū)服務(wù)器推送程序安裝在二區(qū)服務(wù)器中，本程序用于接收來至“水輪機(jī)組檢修測(cè)量工控機(jī)”的報(bào)表，并把報(bào)表傳送給三區(qū)服務(wù)器推送程序。（6）三區(qū)服務(wù)器推送程序三區(qū)服務(wù)器推送程序安裝在二區(qū)服務(wù)器中，本程序用于接收來至二區(qū)服務(wù)器的報(bào)表，并把報(bào)表傳送給云服務(wù)器。（7）云服務(wù)器軟件
4.2系統(tǒng)功能
（1）“水輪機(jī)組檢修測(cè)量工控機(jī)”使用15-17寸帶SSD的工業(yè)級(jí)主機(jī)，能夠安裝在現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)柜中（“水輪機(jī)組擺動(dòng)監(jiān)測(cè)工控機(jī)”安裝的機(jī)柜），測(cè)量系統(tǒng)安裝在“水輪機(jī)組檢修測(cè)量工控機(jī)”中。（2）蝸殼壓力數(shù)據(jù)在“水輪機(jī)組擺動(dòng)監(jiān)測(cè)工控機(jī)”中獲取，在“水輪機(jī)組擺動(dòng)監(jiān)測(cè)工控機(jī)”安裝一個(gè)腳本，腳本負(fù)責(zé)從數(shù)據(jù)庫中讀取蝸殼壓力數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)傳給“水輪機(jī)組檢修測(cè)量工控機(jī)”中的測(cè)量系統(tǒng)。（3）工作門狀態(tài)、導(dǎo)葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)在“二區(qū)服務(wù)器”中獲取，在“二區(qū)服務(wù)器”安裝一個(gè)腳本，腳本負(fù)責(zé)從數(shù)據(jù)庫中讀取工作門狀態(tài)、導(dǎo)葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)，并把狀態(tài)傳給“水輪機(jī)組檢修測(cè)量工控機(jī)”中的測(cè)量系統(tǒng)。（4）二區(qū)服務(wù)器、三區(qū)服務(wù)器分別要安裝一個(gè)接收推送腳本，用來接收上級(jí)數(shù)據(jù)并推送給下一級(jí)。二區(qū)服務(wù)器和三區(qū)服務(wù)器是單向通行，只能二區(qū)服務(wù)器數(shù)據(jù)到三區(qū)服務(wù)器。測(cè)量系統(tǒng)生成的報(bào)表數(shù)據(jù)先推送給二區(qū)服務(wù)器，二區(qū)服務(wù)器再通過腳本推送給三區(qū)服務(wù)器，最后三區(qū)服務(wù)器再把數(shù)據(jù)推送給云服務(wù)器。（5）云服務(wù)器安裝一套B/S架構(gòu)程序，能夠顯示和接收來至多個(gè)水電站的數(shù)據(jù)報(bào)表，能夠查看每個(gè)水電站的報(bào)表。
