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【摘 要】随着火力发电企业对汽轮发电机组运行管理的日益加强，为提高其的生产率和降低综合成本，对设备运行工况的在线监测变得越来越重要。本文就汽轮机检测系统的设计方案谈几点粗浅认识。
【关键词】汽轮机；监测系统；设计方案
0.前言随着火力发电企业对汽轮发电机组运行管理的日益加强，为提高其的生产率和降低综合成本，对设备运行工况的在线监测变得越来越重要。为了能够更好地帮助火力发电企业预防昂贵的损失，我们应采用汽轮机监测系统，它可即时持续地监控主要的能源行业和其它关键过程行业中汽轮机的瞬态分析系统。该系统通过传送数据给资产管理决策人员来支持预测性的维护。本文就汽轮机检测系统的设计方案谈几点粗浅认识。
1.汽轮机监测系统的设计1.1硬件设计主要是指单片机的选择和功能扩展，传感器的选择，I/O 口的选择，通道的配置，人机对话设备的配置。振动监视组件由三个相互联系的部分组成，分别是显示板模块，主板模块，继电器板模块。模拟通道设计：8098 内有一个脉冲宽度调置器PWM可用来完成数字信号至模拟信号的转换。我们将PWM用于产生键相输入比较电路的界限电压。同时 8098 单片机的HSO也可以软件编程构成脉冲调宽输出，我们利用HSO.0、HSO.1 构成两路脉冲调宽输出,用于通频振幅及信频振幅模拟量输出。脉冲调宽输出信号TTL电平的调制脉冲,经CD4053 缓冲电平变换.使信号振幅变为 0－5V，再经过RC滤波，得到直流电压信号，再经过一级同相跟随，实现阻抗变换，得到要求的 0－2.5V或 1－5V的直流电压信号输出，其输出阻抗R0=0，电压信号经V/I转换，便可得到 0－10mA或 4－20mA电流输出。显示接口：显示接口采用 8279 芯片，可直接与 8098 单片机相连，其工作方式可通过编程设定。接口电路采用了通用的可编程键盘，显示器接口器件 8279，它是键盘显示控件的专用器件，与单片机接口简单方便，其工作方式可通过编程设置。8279 的监测输入线 RL0－RL7 工作再选通输入方式，可输入 8 个拨动开关信号，以选择该系统的工作方式。I/O 通道扩展： 8098 单片机本身只有 32 根I/O线，其中 16 根作为系统地址、数据总线，8 根HIS/HSO线，4根模拟量输入线，还有 4 根多功能线，可用作TXD、RXD以及外中断输入、脉宽调制输出，这些I/O口各有用途，监视组件为了进行参数设定及响应系统监视组件信号，必须进行I/O功能扩展。当单片机提供的I/O接口不够用时，需要扩展I/O接口以实现TSI功能。8098 有四个端口即p0、p2、p3、p4，共 32 根I/O线，监视保护系统设计时，p0 一部分作为模拟量输入线；p2 一部分作为串行口，另有一部分作为脉冲宽度调制输出；p3作为数据总线和地址总线低八位复用；p4的一部分提供地址总线的高八位。I/O通道扩展电路：一种以 8155 作为外围接口，另一种以 8255 作为外围接口。外围接口主要有 8155，8255，8279，EPROM选用的是 2764，掉电保护用的是EPROM2864。8155 和 8255 是作为普通的输入和输出口使用的，它们主要用于设定开关状态的输入及报警状态的输出。8279 是显示接口，用来控制显示器的显示，监控保护系统显示部分采用的是由 128 根发光二极管组成的两根光柱，每根光柱对应一根通道。8279 的回扫线RL0－RL7 用作选通输入方式。 1.2软件设计主要是应用软件的设计，根据系统功能要求设计。在设计应用软件时，必须考虑到单片机的指令系统和软件功能，并与硬件统筹考虑。单片机的系统开发，其软件设计不可能相对于硬件而独立，其软件总要与硬件结合在一起，实现要求的功能。当应用系统总体方案一经审定，硬件系统设定基本定型，大量的工作将是软件系统的程序设计与调试。振动监视组件软件的设计采用模块编程法，模块法的优点是把一个较为复杂的程序化为编制和装配几个比较简单的程序，使程序设计容易实现。由于块与块之间具有一定的独立性，如果其程序模块需要修改或变动时，将只影响模块内部程序，而对其它程序模块的影响很小，或基本没影响就很方便，它主要由下面几个部分组成：标准的自检程序模块；采样以及通道计算程序模块；设定值调整程序模块，报警程序模块。自检程序模块：该模块检查系统的电源电压是否正常，系统将以故障码的形式提示用户：系统电源出现故障，并指出哪一路电源处于故障状态。系统得自检功能由上电自检，循环自检和用户请求自检三部分组成。在自检过程中，系统解除所有形式的保护。如果自检过程中发现故障，那么监视保护系统一直处于自检状态，直至用户排除了故障为止。采样及通道值计算程序模块：本程序模块首先对监视保护系统处于的状态进行判断，这些状态是指监视保护系统是否处于通道旁路和危险旁路，如果监视保护系统某一通道处于旁路状态，那么解除继电器报警，系统正常灯熄，旁路灯亮，同时通道指示值为 0。如果监视保护系统某一通道没有被旁路，则启动该通道的 A/D 转换，随后将采集的数字信号进行滤波，计算得到通道值。模拟量输出通道输出代表该通道值的标准电流值 0－10mA.DC 或 4－20mA.DC。设定值调整程序模块：设定值包括警告设定值和危险设定值两个，它存放在EPROM2864中，即使断电，存放在其中的值也不会丢失，显示面板上的“警告”或“危险”键按下，棒状光柱上将显示警告或危险设定值，如果要对设定值进行调整，还需要按下主线路板上的设定开关，再按下面板上的“警告”或“危险”键，最好按下系统监视面板上的“?”，即可对设定值调整。在软件中，当设置点调整后，AF 标志置零，程序根据 AF 标志判断是否需要将条调整值重新写入 2864。报警程序模块：如果两通道的测量值之差即差值超过警告或危险设定值，那么监视保护系统将处于警告或危险状态，这时显示面板上的警告或危险报警灯亮，同时将驱动警告或危险继电器，如果处于危险旁路状态，那么仅仅是两个通道的危险灯亮而危险继电器则不动作。如果监视组件处于通电抑制状态，那么将解除所有形式的报警。显示程序模块：显示程序模块执行显示双通道的测量值、报警值以及四种故障代码。在 8098内部 RAM 中，开设一个具有 16 个寄存器单元缓冲区，如 80H-8FH。将缓冲区对半分成两部分，每一部分的寄存单元寄存一个通道的显示代码。将显示代码送到 8279 的显示缓冲区，8279 可以自动扫描显示。中断程序模块：T1 的溢出周期作为输出脉冲信号的宽度，改变 HSO 高低电平的触发时间就可以改变方波的占空比，从而改变输出电流大小。
2.结语总而言之，汽轮发电机组监测系统已经成为新的前沿技术并加以推广。未来的技术提升已将预测性维修，改善可靠性作为主要目标。因此实时在线监测汽轮发电机组润滑系统的工况与磨损状况，能及时发现早期故障征兆，采用相应的解决措施以防止重大事故的发生。这也是目前国际上提倡的“预防性维护”措施。
【参考文献】
［１］程亮.汽轮机监测系统TSI的调试与分析[J].广西电力，2010.05.
［２］黄海东.汽轮机监测检修技术探讨[J].北京电力高等专科学校学报，2009.04.
【关键词】汽轮机；监测系统；设计方案
0.前言随着火力发电企业对汽轮发电机组运行管理的日益加强，为提高其的生产率和降低综合成本，对设备运行工况的在线监测变得越来越重要。为了能够更好地帮助火力发电企业预防昂贵的损失，我们应采用汽轮机监测系统，它可即时持续地监控主要的能源行业和其它关键过程行业中汽轮机的瞬态分析系统。该系统通过传送数据给资产管理决策人员来支持预测性的维护。本文就汽轮机检测系统的设计方案谈几点粗浅认识。
1.汽轮机监测系统的设计1.1硬件设计主要是指单片机的选择和功能扩展，传感器的选择，I/O 口的选择，通道的配置，人机对话设备的配置。振动监视组件由三个相互联系的部分组成，分别是显示板模块，主板模块，继电器板模块。模拟通道设计：8098 内有一个脉冲宽度调置器PWM可用来完成数字信号至模拟信号的转换。我们将PWM用于产生键相输入比较电路的界限电压。同时 8098 单片机的HSO也可以软件编程构成脉冲调宽输出，我们利用HSO.0、HSO.1 构成两路脉冲调宽输出,用于通频振幅及信频振幅模拟量输出。脉冲调宽输出信号TTL电平的调制脉冲,经CD4053 缓冲电平变换.使信号振幅变为 0－5V，再经过RC滤波，得到直流电压信号，再经过一级同相跟随，实现阻抗变换，得到要求的 0－2.5V或 1－5V的直流电压信号输出，其输出阻抗R0=0，电压信号经V/I转换，便可得到 0－10mA或 4－20mA电流输出。显示接口：显示接口采用 8279 芯片，可直接与 8098 单片机相连，其工作方式可通过编程设定。接口电路采用了通用的可编程键盘，显示器接口器件 8279，它是键盘显示控件的专用器件，与单片机接口简单方便，其工作方式可通过编程设置。8279 的监测输入线 RL0－RL7 工作再选通输入方式，可输入 8 个拨动开关信号，以选择该系统的工作方式。I/O 通道扩展： 8098 单片机本身只有 32 根I/O线，其中 16 根作为系统地址、数据总线，8 根HIS/HSO线，4根模拟量输入线，还有 4 根多功能线，可用作TXD、RXD以及外中断输入、脉宽调制输出，这些I/O口各有用途，监视组件为了进行参数设定及响应系统监视组件信号，必须进行I/O功能扩展。当单片机提供的I/O接口不够用时，需要扩展I/O接口以实现TSI功能。8098 有四个端口即p0、p2、p3、p4，共 32 根I/O线，监视保护系统设计时，p0 一部分作为模拟量输入线；p2 一部分作为串行口，另有一部分作为脉冲宽度调制输出；p3作为数据总线和地址总线低八位复用；p4的一部分提供地址总线的高八位。I/O通道扩展电路：一种以 8155 作为外围接口，另一种以 8255 作为外围接口。外围接口主要有 8155，8255，8279，EPROM选用的是 2764，掉电保护用的是EPROM2864。8155 和 8255 是作为普通的输入和输出口使用的，它们主要用于设定开关状态的输入及报警状态的输出。8279 是显示接口，用来控制显示器的显示，监控保护系统显示部分采用的是由 128 根发光二极管组成的两根光柱，每根光柱对应一根通道。8279 的回扫线RL0－RL7 用作选通输入方式。 1.2软件设计主要是应用软件的设计，根据系统功能要求设计。在设计应用软件时，必须考虑到单片机的指令系统和软件功能，并与硬件统筹考虑。单片机的系统开发，其软件设计不可能相对于硬件而独立，其软件总要与硬件结合在一起，实现要求的功能。当应用系统总体方案一经审定，硬件系统设定基本定型，大量的工作将是软件系统的程序设计与调试。振动监视组件软件的设计采用模块编程法，模块法的优点是把一个较为复杂的程序化为编制和装配几个比较简单的程序，使程序设计容易实现。由于块与块之间具有一定的独立性，如果其程序模块需要修改或变动时，将只影响模块内部程序，而对其它程序模块的影响很小，或基本没影响就很方便，它主要由下面几个部分组成：标准的自检程序模块；采样以及通道计算程序模块；设定值调整程序模块，报警程序模块。自检程序模块：该模块检查系统的电源电压是否正常，系统将以故障码的形式提示用户：系统电源出现故障，并指出哪一路电源处于故障状态。系统得自检功能由上电自检，循环自检和用户请求自检三部分组成。在自检过程中，系统解除所有形式的保护。如果自检过程中发现故障，那么监视保护系统一直处于自检状态，直至用户排除了故障为止。采样及通道值计算程序模块：本程序模块首先对监视保护系统处于的状态进行判断，这些状态是指监视保护系统是否处于通道旁路和危险旁路，如果监视保护系统某一通道处于旁路状态，那么解除继电器报警，系统正常灯熄，旁路灯亮，同时通道指示值为 0。如果监视保护系统某一通道没有被旁路，则启动该通道的 A/D 转换，随后将采集的数字信号进行滤波，计算得到通道值。模拟量输出通道输出代表该通道值的标准电流值 0－10mA.DC 或 4－20mA.DC。设定值调整程序模块：设定值包括警告设定值和危险设定值两个，它存放在EPROM2864中，即使断电，存放在其中的值也不会丢失，显示面板上的“警告”或“危险”键按下，棒状光柱上将显示警告或危险设定值，如果要对设定值进行调整，还需要按下主线路板上的设定开关，再按下面板上的“警告”或“危险”键，最好按下系统监视面板上的“?”，即可对设定值调整。在软件中，当设置点调整后，AF 标志置零，程序根据 AF 标志判断是否需要将条调整值重新写入 2864。报警程序模块：如果两通道的测量值之差即差值超过警告或危险设定值，那么监视保护系统将处于警告或危险状态，这时显示面板上的警告或危险报警灯亮，同时将驱动警告或危险继电器，如果处于危险旁路状态，那么仅仅是两个通道的危险灯亮而危险继电器则不动作。如果监视组件处于通电抑制状态，那么将解除所有形式的报警。显示程序模块：显示程序模块执行显示双通道的测量值、报警值以及四种故障代码。在 8098内部 RAM 中，开设一个具有 16 个寄存器单元缓冲区，如 80H-8FH。将缓冲区对半分成两部分，每一部分的寄存单元寄存一个通道的显示代码。将显示代码送到 8279 的显示缓冲区，8279 可以自动扫描显示。中断程序模块：T1 的溢出周期作为输出脉冲信号的宽度，改变 HSO 高低电平的触发时间就可以改变方波的占空比，从而改变输出电流大小。
2.结语总而言之，汽轮发电机组监测系统已经成为新的前沿技术并加以推广。未来的技术提升已将预测性维修，改善可靠性作为主要目标。因此实时在线监测汽轮发电机组润滑系统的工况与磨损状况，能及时发现早期故障征兆，采用相应的解决措施以防止重大事故的发生。这也是目前国际上提倡的“预防性维护”措施。
【参考文献】
［１］程亮.汽轮机监测系统TSI的调试与分析[J].广西电力，2010.05.
［２］黄海东.汽轮机监测检修技术探讨[J].北京电力高等专科学校学报，2009.04.