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基于LabVIEW的汽轮机组甩负荷试验录波监测系统软件设计

作　者: 陈注君
导　师: 胡兵
学　校: 西华大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: 汽轮机组分布式、并行采集稳态监测瞬态录波 LabVIEW 软件设计
分类号: TP274
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

新建电厂完工或原有电厂大修后,均应作相应的甩负荷试验,以检验汽轮机甩掉负荷后,调速系统能否控制机组转速,使转速迅速稳定。甩负荷试验时需要对整个试验过程进行录波,记录汽轮机甩掉负荷之后的动态过程,正确反应相应安全控制机构的动作时间。在进行甩负荷试验前首先要对汽轮机组进行稳态监测以获取准确可靠的数据,判断是否满足试验的条件,以此确保甩负荷试验是否顺利进行,因此,要完成甩负荷试验需要两套监测装置,即瞬态监测和稳态监测,这就需要设计两套稳定、可靠的监测系统。传统的监测系统存在诸多问题:布线工作量大,数据采集传输易受干扰,系统功耗高,采集控制与数据存贮未分离,经济成本高等。鉴于这些缺点,本文提出了包括前端调理到数据采集一套完整的测试方案,利用多通道、并行数据采集器,结合了虚拟仪器的诸多优点,利用LabVIEW 软件设计编写了基于TCP/IP协议的网络化虚拟仪器,即友好的监测系统软件界面,直接通过界面控制硬件的数据采集工作,本文的工作主要包括以下几个方面:﹙1﹚针对汽轮发电机组甩负荷试验的具体要求,提出了分布式、同步采集的测试方案,现场布线采用网络分布式连接方式,对多路信号分别采用多通道、并行采集技术,将信号就地数字化,然后利用以太网传输数据,这就使得抗干扰性能显著提高,现场布线也比较简单。﹙2﹚甩负荷试验需要两套监测系统来完成监测工作,本文通过硬件复用,针对不同监测的需求,灵活制定设计了两种不同用户的界面程序,即稳态监测系统软件和瞬态录波软件的界面,来完成两种监测模式,实现“一台仪器满足多种用途需求”,以最大限度地发掘仪器的使用价值,从而降低了构建测试系统成本的目的。﹙3﹚利用LabVIEW软件的数据流控制模式,让多个循环同时运行,再利用LabVIEW软件的网络通信功能使各个循环分别控制多通道、并行采集器,使程序能够多线程高速运行,大大提高了CPU的工作效率。开发了基于TCP/IP协议的数据传输程序,软件界面通过网络通信功能向采集器发送各个采集命令,采集结束后,再通过以太网将数据上传至主控机的人机交互界面,并且可以对波形进行操作和存储。﹙4﹚实验室模拟波形对软件进行了系统调试,针对调试中出现的问题,提出了一些实际的解决措施,并根据设计要求对测试方案进行了试验验证,验证了方案的正确性与可行性,最后的测试结果基本达到了设计要求,并给出了主要的测试结果,验证了系统功能。本监测系统具有可靠性高、布线少、抗干扰能力强、监测灵活、操作简单、界面友好和成本比较低等优点,比较适合对大中型工程实施大范围、多测点的远程监测,在监测系统具有很好的推广价值。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
1 绪论  11-15
  1.1 国内外现状和发展趋势  11-12
  1.2 研究目的和意义  12-13
  1.3 主要研究内容  13
  1.4 本文的论文结构  13-15
2 甩负荷试验录波监测系统总体方案设计  15-26
  2.1 甩负荷试验介绍  15-19
    2.1.1 试验目的、原则及评定标准  15
    2.1.2 试验前应具备的条件  15-17
    2.1.3 试验方法与步骤  17-18
    2.1.4 试验记录、录波和监视  18
    2.1.5 试验的质量检查控制  18
    2.1.6 安全措施  18-19
    2.1.7 试验组织措施  19
  2.2 测试方案设计  19-23
    2.2.1 测试方案需求论证  19-21
    2.2.2 方案的构建和测试  21-23
  2.3 软件开发环境介绍  23-25
  2.4 本章小结  25-26
3 稳态监测系统软件设计  26-38
  3.1 传输包结构及协议的设定  27-29
  3.2 网络参数设置  29-31
  3.3 采集参数设置  31-32
  3.4 稳态监测软件设计  32-37
    3.4.1 网络连接  34
    3.4.2 发送命令与接收校验信息  34-35
    3.4.3 接收存储数据设计  35-37
    3.4.4 稳态监测实时数据显示设计  37
  3.5 本章小结  37-38
4 甩负荷试验瞬态录波软件设计  38-72
  4.1 甩负荷试验瞬态录波监测系统软件设计概述  38-39
  4.2 采集参数设置  39-41
    4.2.1 采样频率设置  40
    4.2.2 采样长度设置  40
    4.2.3 采样延时设置  40-41
    4.2.4 触发模式设置  41
    4.2.5 采集模式设置  41
  4.3 通道参数设置  41-42
  4.4 零漂采集及系统标定  42-43
    4.4.1 零漂采集  42-43
    4.4.2 系统标定  43
  4.5 采集和显示设计  43-49
    4.5.1 数据采集功能的实现  43-45
    4.5.2 窗口显示程序框图代码  45-48
    4.5.3 文件保存  48-49
  4.6 波形操作设计  49-62
    4.6.1 窗口操作功能设计  49-58
    4.6.2 波形操作功能设计  58-60
    4.6.3 特征值显示功能设计  60-62
  4.7 数学处理  62-71
    4.7.1 时域处理  62-64
    4.7.2 数字滤波  64-71
  4.8 本章小结  71-72
5 系统调试与软件测试  72-77
  5.1 软件系统调试综述  72
  5.2 硬件测试系统平台综述  72-73
  5.3 稳态监测系统软件测试  73-74
  5.4 甩负荷试验瞬态录波软件测试  74-76
  5.5 本章小结  76-77
6 结论与展望  77-79
  6.1 总结  77-78
  6.2 展望  78-79
参考文献  79-82
攻读硕士学位期间发表论文情况  82-83
致谢  83-84

基于LabVIEW的汽轮机组甩负荷试验录波监测系统软件设计

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