181 8093 6090 181 8093 6090
一、研發(fā)背景
水電站檢修前，需對機組的各類關鍵部位進行檢修前試驗，符合標準后，方可進場開展工作，當前很多試驗工作還處在人工記錄和計算階段，如修前導葉漏水量測試，當前還在采用人工方式掐表計算。急需一種可擴展的檢修前機組試驗智能監(jiān)測系統(tǒng)，可隨著流域電站各個測點智能化的改造，智能接入測點數(shù)據(jù)，采用網(wǎng)絡通訊及自動計算手段，逐步解決目前機組檢修修前的各類試驗指標計算和監(jiān)測問題。
二、系統(tǒng)原理
1.系統(tǒng)采用B/S架構，現(xiàn)場顯示每個水輪機的水流速度（m³/s），可以生成和查看報表功能；報表可以傳至云端服務器，云端服務器也可以查看報表，云端服務器支持多個水電站報表查看。2.系統(tǒng)采集蝸殼壓力、工作門狀態(tài)、導葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)，通過填入的鋼管容積（壓測界值范圍內(nèi)容積）、表高程、上下限壓力界值、坡度、額定流量計算出當前水流量，水流量低于正常值（不超過額定流量0.3%）后人員才可以進組人。3.系統(tǒng)需計算蝸殼壓力持續(xù)時間：蝸殼水壓進入設定的上、下限壓力界值范圍且工作門關、導葉關、蝸殼取水閥關時，系統(tǒng)則從上限值開始記錄t1、t2、...壓力持續(xù)時間直至低于下限壓力值tn秒。4.系統(tǒng)根據(jù)鋼管壓測范圍內(nèi)容積和壓力界限范圍持續(xù)時間，根據(jù)公式，計算出漏水量。再根據(jù)額定流量(不超過額定流量0.3%)計算出漏水標準，比對得出結論（實際漏水量低于漏水標準則合格），并以綠色顯示實測值，超標則紅色顯示，并自動生成測試報告。計算方式如下圖所示： 
5.現(xiàn)場主屏幕上主顯示界面顯示每個機組當前水流量、蝸殼壓力、工作門狀態(tài)、導葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)；設置界面可以人工輸入每個機組對應的鋼管容積（壓測界值范圍內(nèi)容積）、表高程、上下限壓力界值、坡度、額定流量。6.開始計算時才用生成報表，其他時間不需要生成報表。7.工控機使用15-17寸屏幕，安裝在機柜前面板，工控機需要安裝SSD硬盤，報表至少保存5年時間。
三、 系統(tǒng)技術指標
·性能指標：蝸殼壓力、工作門狀態(tài)、導葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)按秒級處理。一般系統(tǒng)響應時間1秒以內(nèi)；統(tǒng)計分析的響應時間不得超過5秒； CPU平均負荷率≤10%；系統(tǒng)應至少能有效保存5年數(shù)據(jù)，且不影響運行速度。·可靠性：系統(tǒng)應采用面向對象的支撐平臺和開發(fā)平臺，應采用成熟及先進的硬件、設備和軟件技術。·先進性：系統(tǒng)應積極采用先進的網(wǎng)絡、數(shù)據(jù)庫（PG）、通信、數(shù)據(jù)處理技術等，保證整個系統(tǒng)起點高、功能強、生命周期長。·安全性：系統(tǒng)應采取措施確保數(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)應具備健全的權限管理功能。·可擴展性：系統(tǒng)應具備具有強的硬件和軟件的擴展能力，為以后系統(tǒng)擴建和發(fā)展提供方便，適應不斷增加的業(yè)務需求，當增加新的監(jiān)控對象時，只需增加少量設備和修改少量程序。
四、 系統(tǒng)介紹
4.1網(wǎng)絡拓撲圖
4.2系統(tǒng)構成
系統(tǒng)分為水輪機組檢修測量軟件，水輪機組檢修測量工控機，壓力獲取程序，狀態(tài)獲取程序，二區(qū)服務器推送程序，三區(qū)服務器推送程序，云服務器軟件。（1）水輪機組檢修測量軟件水輪機組檢修測量軟件功能：·顯示界面顯示各水輪機組的工作門狀態(tài)、導葉狀態(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組對應的鋼管容積（壓測界值范圍內(nèi)容積）、表高程、上下限壓力界值、坡度、額定流量。·后臺獲取來自 “水輪機組擺動監(jiān)測工控機” 蝸殼壓力值，獲取來自二區(qū)服務器的工作門狀態(tài)、導葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)。·后臺進行邏輯運算，計算蝸殼壓力持續(xù)時間。工作門關、導葉關、蝸殼取水閥關，蝸殼壓力進入設定的上、下限壓力界值范圍且時，系統(tǒng)則從蝸殼水壓上限值開始記錄t1、t2、...壓力持續(xù)時間直至低于蝸殼壓力下限壓力值tn秒。·后臺進行計算，計算出漏水量。根據(jù)鋼管容積和壓力界限范圍持續(xù)時間，根據(jù)公式，計算出漏水量。再根據(jù)額定流量(不超過額定流量0.3%)計算出漏水標準，比對得出結論（實際漏水量低于漏水標準則合格），并以綠色顯示實測值，超標則紅色顯示，并自動生成測試報告。·報告生成與上傳，開始計算蝸殼壓力持續(xù)時間時才用生成報表，其他時間不需要生成報表。報表生成后需要傳到云服務器。·統(tǒng)計分析的響應時間不得超過5秒，數(shù)據(jù)儲存至少保存5年，能循環(huán)覆蓋。·軟件擁有開機自啟動功能，死機重啟功能。·軟件安裝在“水輪機組檢修測量工控機”中。 
（2）水輪機組檢修測量工控機工控機要求：屏幕：15或17英寸屏幕，支持觸屏CPU:Intel 工業(yè)級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：標準機柜前置安裝其他：EMC,ESD（3）壓力獲取程序壓力獲取程序安裝在“水輪機組擺動監(jiān)測工控機”中，本程序通過讀取“水輪機組擺動監(jiān)測工控機”的數(shù)據(jù)庫，獲取蝸殼壓力值，并把蝸殼壓力值傳給“水輪機組檢修測量工控機”中的水輪機組檢修測量軟件，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)服務器中，本程序通過讀取二區(qū)服務器的數(shù)據(jù)庫，獲取工作門狀態(tài)、導葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)，并把工作門狀態(tài)、導葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)傳給“水輪機組檢修測量工控機”中的水輪機組檢修測量軟件，所有數(shù)據(jù)獲取周期≤1s。（5）二區(qū)服務器推送程序二區(qū)服務器推送程序安裝在二區(qū)服務器中，本程序用于接收來至“水輪機組檢修測量工控機”的報表，并把報表傳送給三區(qū)服務器推送程序。（6）三區(qū)服務器推送程序三區(qū)服務器推送程序安裝在二區(qū)服務器中，本程序用于接收來至二區(qū)服務器的報表，并把報表傳送給云服務器。（7）云服務器軟件
4.2系統(tǒng)功能
（1）“水輪機組檢修測量工控機”使用15-17寸帶SSD的工業(yè)級主機，能夠安裝在現(xiàn)場標準機柜中（“水輪機組擺動監(jiān)測工控機”安裝的機柜），測量系統(tǒng)安裝在“水輪機組檢修測量工控機”中。（2）蝸殼壓力數(shù)據(jù)在“水輪機組擺動監(jiān)測工控機”中獲取，在“水輪機組擺動監(jiān)測工控機”安裝一個腳本，腳本負責從數(shù)據(jù)庫中讀取蝸殼壓力數(shù)據(jù)，并把數(shù)據(jù)傳給“水輪機組檢修測量工控機”中的測量系統(tǒng)。（3）工作門狀態(tài)、導葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)在“二區(qū)服務器”中獲取，在“二區(qū)服務器”安裝一個腳本，腳本負責從數(shù)據(jù)庫中讀取工作門狀態(tài)、導葉狀態(tài)、蝸殼取水閥狀態(tài)，并把狀態(tài)傳給“水輪機組檢修測量工控機”中的測量系統(tǒng)。（4）二區(qū)服務器、三區(qū)服務器分別要安裝一個接收推送腳本，用來接收上級數(shù)據(jù)并推送給下一級。二區(qū)服務器和三區(qū)服務器是單向通行，只能二區(qū)服務器數(shù)據(jù)到三區(qū)服務器。測量系統(tǒng)生成的報表數(shù)據(jù)先推送給二區(qū)服務器，二區(qū)服務器再通過腳本推送給三區(qū)服務器，最后三區(qū)服務器再把數(shù)據(jù)推送給云服務器。（5）云服務器安裝一套B/S架構程序，能夠顯示和接收來至多個水電站的數(shù)據(jù)報表，能夠查看每個水電站的報表。
