通用電力設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)的研究

卞明國(guó)+肖愛華

摘 要：科技的發(fā)展，帶動(dòng)著傳統(tǒng)的電力設(shè)備監(jiān)測(cè)診斷系統(tǒng)及相關(guān)技術(shù)也隨之更加的智能化和高效化，從而能夠勝任各種應(yīng)用場(chǎng)合，而伴隨著遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷系統(tǒng)自應(yīng)用以來(lái)，它的應(yīng)用逐漸得到各個(gè)領(lǐng)域的廣泛認(rèn)可，而且它的使用范圍也正在逐步的增多。提高了電力電子設(shè)備監(jiān)控與故障診斷的網(wǎng)絡(luò)化、實(shí)時(shí)化以及對(duì)象通用化。

關(guān)鍵詞：通用；電力電子設(shè)備；遠(yuǎn)程監(jiān)控；故障診斷

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.22.143

1 通用電力設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控和故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思緒

通常情況下，會(huì)在電力設(shè)備中安裝一些傳感器，通過(guò)這種方式來(lái)對(duì)設(shè)備實(shí)際運(yùn)行的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)進(jìn)行收集，當(dāng)數(shù)據(jù)收集完成之后，會(huì)將其傳輸給計(jì)算機(jī)，作進(jìn)一步的分析和處理，然后再把分析出的結(jié)果和原有的信息開展對(duì)比，這樣能夠發(fā)現(xiàn)設(shè)備運(yùn)行過(guò)程中存在的隱患和故障。當(dāng)檢測(cè)出存在故障信息之后，這種情況下，計(jì)算機(jī)則會(huì)發(fā)出警告通知相關(guān)的人員，管理人員能夠及時(shí)的趕赴現(xiàn)場(chǎng)尋找出問(wèn)題，并盡快地制定出合理的處理舉措。RMFDS的應(yīng)用本身具有諸多優(yōu)勢(shì)，它不僅可以迅速地對(duì)主要信息進(jìn)行精確的采集，而且信息處理能力也非常的強(qiáng)大，這使得遠(yuǎn)程監(jiān)控的實(shí)時(shí)性得到了大幅提升，最終節(jié)省了大量的人力和物力，為企業(yè)帶來(lái)更高的效益。

2 通用電力設(shè)備的遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)的設(shè)計(jì)分析

2.1 RMFDS系統(tǒng)的硬件組成

RMFDS系統(tǒng)的構(gòu)成原理相對(duì)比較簡(jiǎn)單，通常主要是由計(jì)算機(jī)軟硬件設(shè)備以及外設(shè)、網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備、控制終端、執(zhí)行器以及傳感器等組成，它們共同構(gòu)成了整個(gè)完整的遠(yuǎn)程信息監(jiān)控與故障診斷的智能化系統(tǒng)，這里分別來(lái)就每個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明下。

（1）現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控與數(shù)據(jù)采集的硬件配置。為了使PLC與PC之間的數(shù)據(jù)能夠順利地實(shí)現(xiàn)交換，那么必須要對(duì)PC的通信機(jī)制非常熟悉，只有這樣才能夠選擇出更加可靠的硬件，為有效地實(shí)現(xiàn)PLC與PC間的接線連接提供很大幫助，此外，也為相關(guān)軟件的制作帶來(lái)很大便利。就目前來(lái)看，RMFDS系統(tǒng)一般具有兩種硬件連接方案，它們分別是：

（2）將PC當(dāng)作工業(yè)以太網(wǎng)的站點(diǎn)。一般采用此類連接方式的時(shí)候，它的內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常的復(fù)雜，就目前來(lái)看，監(jiān)控PC與全部PLC都以工業(yè)以太網(wǎng)為站點(diǎn)，然后再通過(guò)雙絞線或者光纖等與PLC實(shí)現(xiàn)連接，最終可以順利實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。

（3）PC與PLC網(wǎng)絡(luò)串行通信方式。這是工業(yè)上較為常用的一種分布式總線的，它的特點(diǎn)在于操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)傳輸穩(wěn)定、及時(shí)，從而保障了系統(tǒng)的監(jiān)控信息的實(shí)時(shí)性，并且它還可以實(shí)現(xiàn)多設(shè)備的掛載，即一條地址總線上可以連接所有的PLC通信設(shè)備。

（4）企業(yè)局域網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)的硬件配置。就目前來(lái)看，局域網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)的硬件配置可供選擇的類型有很多，并且有很多成功的經(jīng)驗(yàn)可供參考，其中RMFDS系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)硬件設(shè)備選擇相對(duì)來(lái)說(shuō)非常多。

2.2 電力設(shè)備中RMFDS系統(tǒng)的軟件構(gòu)成

為了能夠使RMFDS系統(tǒng)的功能得到有效的發(fā)揮，則需要有功能強(qiáng)大的軟件系統(tǒng)來(lái)支撐，而且必須具備界面操作方便、功能多、可擴(kuò)展性好等特點(diǎn)。此外，要求它包括現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控與故障診斷、Web服務(wù)器與應(yīng)用程序服務(wù)器的軟件設(shè)計(jì)、遠(yuǎn)程故障診斷實(shí)現(xiàn)等三個(gè)內(nèi)容。

（1）現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控與故障診斷。為了可以使PC端與PLC的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)正常的交換，那么一定要熟悉相關(guān)的通信機(jī)制。首先，應(yīng)當(dāng)對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行綜合考慮，然后再對(duì)相關(guān)的通信模塊進(jìn)行合理的選擇，當(dāng)所有的連線工作完成之后，就能夠?qū)烧邇烧咧g的硬件連接進(jìn)行合理的選擇。就目前來(lái)看，國(guó)內(nèi)大多數(shù)都是采用以下兩種方式，一種是把PC當(dāng)作工業(yè)以太網(wǎng)的一個(gè)站點(diǎn)，然后再使用雙絞線或者光纖等把這些設(shè)備連接起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。此外，還可以采用串行通信的方式。相對(duì)于前者，這種連接方式更加的簡(jiǎn)便，通過(guò)這種方式，就能夠使PC和全部的PLC實(shí)現(xiàn)最終的通信。雖然兩種方式進(jìn)行對(duì)比，后者更加的簡(jiǎn)單，但是也存在著一定的缺點(diǎn)，大多數(shù)時(shí)候PC和PLC的距離都非常遠(yuǎn)，而且還會(huì)受到很多干擾，因此這對(duì)信息傳輸?shù)臏?zhǔn)確性造成了嚴(yán)重影響。

（2）遠(yuǎn)程故障診斷。過(guò)去的系統(tǒng)已經(jīng)很難能夠?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜化的環(huán)境下對(duì)電力設(shè)備的監(jiān)控，這就會(huì)導(dǎo)致很多問(wèn)題的出席，特別是在當(dāng)今對(duì)電力資源需求較大的時(shí)期，這種情況是絕對(duì)不允許發(fā)生的。這時(shí)候基于網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)而出現(xiàn)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)的出現(xiàn)從根本上解決了人們當(dāng)前所面臨的這些問(wèn)題，它能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確的監(jiān)控電力系統(tǒng)的電氣參數(shù)，并能夠及時(shí)的做出響應(yīng)，確保電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。目前我國(guó)常用的遠(yuǎn)程故障針對(duì)是專家會(huì)診網(wǎng)絡(luò)群建。通過(guò)這種方式可以及時(shí)有效的對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測(cè)和處理，此外，還可以綜合現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，提出合理的優(yōu)化建議。近些年以來(lái)，電力技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展，而且技術(shù)也在持續(xù)的更新，針對(duì)這種情況，只需要對(duì)相關(guān)的知識(shí)庫(kù)內(nèi)容進(jìn)行完善即可，這樣就會(huì)有效的節(jié)省大量人力，同時(shí)為企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益提供很大幫助。

（3）Web服務(wù)器與應(yīng)用程序服務(wù)器的軟件設(shè)計(jì)。通過(guò)對(duì)電力設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行進(jìn)行深入的分析，并據(jù)此設(shè)計(jì)出相應(yīng)的Web服務(wù)器與應(yīng)用程序服務(wù)器軟件，通過(guò)這種方式，能夠使數(shù)據(jù)的傳輸變得更加安全，這對(duì)于系統(tǒng)的安全運(yùn)行來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。目前，Web服務(wù)器與應(yīng)用程序服務(wù)器的軟件設(shè)計(jì)不僅涵蓋Web服務(wù)器的軟件設(shè)計(jì)，此外，還包括程度服務(wù)器的設(shè)計(jì)。

3 電力電子設(shè)備遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)的通用化實(shí)現(xiàn)

該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)初衷就是要提高其的兼容性，也就是我們所說(shuō)的通用性。它在設(shè)計(jì)時(shí)考慮到了各種各樣的電子設(shè)備的使用、監(jiān)控對(duì)象的不同等，傳統(tǒng)的監(jiān)控方式又不能夠滿足我們現(xiàn)有的需要，這就會(huì)影響到監(jiān)測(cè)的范圍和準(zhǔn)確性，這就需要運(yùn)用現(xiàn)有的技術(shù)來(lái)對(duì)傳統(tǒng)技術(shù)進(jìn)行延伸。為此，為了能夠使系統(tǒng)具有更好的擴(kuò)展性，為以后的升級(jí)提供便利，系統(tǒng)采用了分級(jí)與組態(tài)定義相結(jié)合的方法，這樣使得系統(tǒng)自身的兼容性變得更高，在實(shí)際運(yùn)用過(guò)程中取得了很好的效果，因此得到了廣泛應(yīng)用。

4 結(jié)語(yǔ)

電力設(shè)備不同于其他的基礎(chǔ)設(shè)施，它需要承載很大的電能負(fù)荷，同時(shí)又很容易受到周圍環(huán)境的影響導(dǎo)致故障經(jīng)常發(fā)生，因此當(dāng)電力設(shè)備出現(xiàn)故障后其所導(dǎo)致的后果將難以想象。本文通過(guò)對(duì)電力系統(tǒng)中存在的問(wèn)題進(jìn)行了分析，探究出一種專門的遠(yuǎn)程監(jiān)控與故障診斷方法，并就其組成結(jié)構(gòu)和功能特點(diǎn)進(jìn)行了分析，完成了本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

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