汽轮机监控系统是保证汽轮机正常运行的设备,但是由于该系统所处环境比较恶劣,监控系统核心设备的损坏会导致监控系统丧失功能,给汽轮机的安全运行带来了隐患。为提高汽轮机监控系统的可靠性与安全性,本课题设计了一种控制器冗余的监控系统,具有数据采集、控制信号输出以及主备控制器冗余切换等功能。该冗余系统可以提高汽轮机监控系统的可靠性,对保证汽轮机的安全运行具有重要的作用。论文在充分分析了监控系统的需求后,基于实验室现有的设备与技术储备,搭建了基于VME总线的双冗余监控系统的硬件平台,然后根据课题要求与硬件平台提出了控制器冗余方案与监控软件方案。监控系统以VME嵌入式计算机为核心,利用A/D模块和数字输入模块采集汽轮机的状态信息,经计算机处理后再产生控制信号通过继电器模块输出。论文对于控制器的冗余方案作了详细的设计,系统采用POWERLINK协议实现了控制器之间的通信,保证了控制器心跳信号和冗余数据的实时传输。另外,系统采用应用软件与FPGA逻辑判断相结合的方案实现了系统控制器切换的机制,解决了VME总线使用权归属与控制器切换的问题。论文设计的监控软件是以嵌入式Linux作为平台,并利用Qt/Embedded作为开发工具,论文将监控软件规划为用户界面层、功能层与内核驱动层,采用模块化的思想,设计了具有数据采集、信号输出、控制器冗余功能以及人机接口界面的监控软件。最后,论文根据系统的要求对所设计的监控系统的数据采集功能、数据分析与控制功能以及控制器的冗余切换功能进行了全面测试。测试结果表明,本文所设计的双冗余监控系统完全能够满足课题的功能需求。