汽轮机主轴偏心在线监测及通信体制研究

论文摘要

汽轮机是电力生产的核心设备之一,一旦出现故障进行停机检修将会给发电企业和电网运行造成损失。随着监测技术的发展,国外出现了一些相关的监测产品,但存在价格昂贵,维修困难,软件操作不便等缺点。论文研究了基于DSP的汽轮机主轴偏心监测系统和监测设备的通信体制,能够对汽轮机主轴偏心情况进行在线监测,及时发现可排除的故障,从而有效降低盲目维修成本。论文的研究对实现汽轮机的实时监测,提高电厂生产效益具有意义。论文从硬件平台和软件功能模块设计出发,提出了汽轮机监测系统的总体设计方案,重点研究了汽轮机偏心监测系统的设计。硬件以DSP为核心处理器,结合汽轮机运行特征与偏心形成机理,从电源电路、信号调理电路、通信电路、报警逻辑等方面进行了设计；软件以CCS为平台,采用功能模块化编程思想,完成了初始化模块、中断模块、A／D模块、通信模块的设计,实现偏心监测板的功能。论文研究了汽轮机监测系统的两级通信体制：第一级通信采用RS-485现场总线技术实现监测系统的内部通信,第二级通信将以太网技术应用于工业控制领域,结合DSP嵌入式特点,设计了一套适合汽轮机监测系统的工业以太网通信协议,实现汽轮机监测系统与上位机的通信。通过对汽轮机偏心监测系统研究,结合振动模拟平台,对汽轮机主轴偏心量进行实时监测,并对结果进行分析。实验结果表明,本文所研制的汽轮机偏心监测系统有较强的实用性和和较高的监测精度；采用工业以太网与RS-485相结合的两级通信,提高了国产系统的通信水平。论文的研究是自主开发产品在电力行业重大设备实时故障监测应用中的有益尝试。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 课题研究的目的和意义
• 1.3 国内外研究现状
• 1.3.1 国外研究现状
• 1.3.2 国内研究现状
• 1.4 本文研究的主要内容
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 论文结构安排
• 2 偏心形成机理及监测方案
• 2.1 主轴偏心形成机理
• 2.2 汽轮机主轴偏心监测方案
• 2.2.1 偏心监测步骤
• 2.2.2 技术指标
• 2.3 偏心信号采集
• 2.3.1 偏心监测部位选择
• 2.3.2 传感器选择
• 2.4 偏心信号分析
• 2.4.1 时域分析方法
• 2.4.2 频域分析方法
• 2.4.3 小波分析方法
• 2.5 DSP选择
• 2.6 小结
• 3 汽轮机监测系统与通信体制研究
• 3.1 汽轮机监测系统设计方案
• 3.2 汽轮机通信体制设计方案
• 3.2.1 监测系统内部通信协议
• 3.2.2 监测系统网络协议
• 3.3 小结
• 4 汽轮机偏心监测系统设计
• 4.1 偏心监测系统总体设计
• 4.1.1 主轴偏心监测系统硬件组成
• 4.1.2 主轴偏心监测系统功能描述
• 4.2 偏心监测系统硬件模块设计
• 4.2.1 电源模块设计
• 4.2.2 信号调理电路设计
• 4.2.3 通信电路设计
• 4.2.4 报警逻辑设计
• 4.2.5 硬件抗干扰设计
• 4.3 偏心监测系统软件实现
• 4.3.1 软件开发环境
• 4.3.2 软件功能模块设计
• 4.3.3 程序链接文件
• 4.3.4 软件抗干扰设计
• 4.4 小结
• 5 汽轮机监测系统通信体制设计
• 5.1 通信体制设计
• 5.2 监测系统内部通信设计
• 5.2.1 硬件设计
• 5.2.2 软件实现
• 5.3 监测系统的组网设计
• 5.3.1 嵌入式TCP/IP协议分析
• 5.3.2 硬件设计
• 5.3.3 软件实现
• 5.4 小结
• 6 实验及结果分析
• 6.1 实验平台
• 6.2 实验结果与分析
• 7 结论与展望
• 7.1 结论
• 7.2 展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢
• 附录A
• 附录B
• 附录C