百万千瓦级核电站柴油机离线监测系统的制作方法

本申请涉及应急柴油机系统技术领域，特别是涉及一种百万千瓦级核电站柴油机离线监测系统。

背景技术：

随着国民经济的快速发展，石油装备、海洋工程装备、陆用电站、船舶动力系统等领域对高速大功率柴油机的需求越来越多，对柴油机监测系统的智能化程度要求越来越高，其安全性、可靠性是也愈发重要。

通过柴油机的监测系统，实现故障诊断，进而减少因柴油机故障造成的直接或间接成本一直是柴油机行业的一个重要课题。传统对柴油机大多数是通过现场在线探头来进行监测和判断故障。

然而，现场在线探头设计仅为满足柴油机基本的控制和保护功能，在分析复杂故障时所取得的数据不足以确定故障原因、定位故障点，因此存在准确性和效率低、局限性大等问题。

技术实现要素：

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种可以提高故障原因、定位故障点的准确性和效率的百万千瓦级核电站柴油机离线监测系统。

一种百万千瓦级核电站柴油机离线监测系统，所述系统包括：离线控制器、转接箱、目标传感器和终端；所述目标传感器安装在待监测设备上，且与所述转接箱连接；所述转接箱与所述离线控制器连接；所述离线控制器与所述终端连接；

所述目标传感器用于采集所述待监测设备的设备运行参数；

所述转接箱用于将所述设备运行参数接入所述离线控制器；

所述离线控制器用于将所述设备运行参数转换为数字信号；

所述终端用于存储并显示所述数字信号。

在其中一个实施例中，所述离线控制器与所述待监测设备内的在线控制器的型号相同。

在其中一个实施例中，所述目标传感器安装在所述待监测设备的本体的预留孔上。

在其中一个实施例中，所述目标传感器包括以下传感器中的至少一个：压力传感器、温度传感器、转速传感器、开关量传感器。

在其中一个实施例中，所述转接箱为多功能转接箱，所述多功能转接箱上设置有端子排，多个所述目标传感器通过所述端子排与所述多功能转接箱连接。

在其中一个实施例中，所述离线控制器包括航空接口；所述转接箱通过所述航空接口与所述离线控制器连接。

在其中一个实施例中，所述离线控制器通过预设的通信协议与所述终端通信连接。

在其中一个实施例中，所述离线控制器还包括人机接口；所述离线控制器通过所述人机接口，采用所述预设的通信协议与所述终端通信连接。

在其中一个实施例中，所述系统还包括电源；所述电源通过所述离线控制器上的电源接口为所述离线控制器供电。

在其中一个实施例中，所述终端还用于根据各所述目标传感器的类型对所述离线控制器的各输入端口进行配置。

上述实施例中的百万千瓦级核电站柴油机离线监测系统包括：离线控制器、转接箱、目标传感器和终端；目标传感器安装在待监测设备上，且与转接箱连接；转接箱与离线控制器连接；离线控制器与终端连接，通过目标传感器采集待监测设备的设备运行参数，并通过转接箱将设备运行参数接入离线控制器，离线控制器将设备运行参数转换为数字信号，然后终端存储并显示数字信号，不仅仍可保证待监测设备的正常运行，且通过增加目标传感器，可在分析复杂故障时获取充足数据，进而大大提高了确定故障原因、定位故障点的准确性和效率。

附图说明

图1为一个实施例中百万千瓦级核电站柴油机离线监测系统示意图；

图2为另一个实施例中ecs956离线控制器示意图；

图3为另一个实施例中多功能转接箱的平面示意图；

图4为另一个实施例中百万千瓦级核电站柴油机离线监测系统示意图；

图5为另一个实施例中终端对离线控制器各输入端口配置示例图；

图6为另一个实施例中各通道的实时状态示意及对比图。

附图标记说明：

1：离线控制器；

2：转接箱；

3：目标传感器；

4：终端；

5：电源；

10：主接口面板；

11：ccs2接口；

12：ccs1接口；

13：人机接口；

14：mot1接口；

15：mot2接口；

16：电源接口；

20：端子排；

21：航空接口。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

下面以具体地实施例对本发明的技术方案进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。

在一个实施例中，如图1所示，图1提供了一种百万千瓦级核电站柴油机离线监测系统示意图，该系统包括离线控制器1、转接箱2、目标传感器3和终端4，所述目标传感器3安装在待监测设备上，且与所述转接箱2连接；所述转接箱2与所述离线控制器1连接；所述离线控制器1与所述终端4连接；所述目标传感器3用于采集所述待监测设备的设备运行参数；所述转接箱2用于将所述设备运行参数接入所述离线控制器；所述离线控制器1用于将所述设备运行参数转换为数字信号；所述终端4用于存储并显示所述数字信号。

其中，待监测设备可以是柴油机或其它紧凑型系统或设备，离线控制器1与待监测设备无连接，进而不会对待监测设备的正常工作产生影响。离线控制器1可以是嵌入式处理器、中央处理器(centralprocessingunit，cpu)、单片机、数字处理器等；转接箱2可以将电缆分接或转接；目标传感器3用于采集待监测设备的设备运行参数，例如，可以是压力传感器、温度传感器等，可以是同一类型，也可以是不同类型，可根据实际需求设置；终端4可以是平板、电脑、服务器等，可用于对离线控制器1转换的数字信号进行存储并显示，例如，可以通过终端4上特定的软件对离线控制器1进行配置，在对待监测设备进行监测或故障分析时，可以通过选择不同的实时数据，对数字化数据进行监测或定时回放。

示例性地，在离线监测过程中，若待监测设备为柴油机，则可以通过在柴油机上安装若干个目标传感器3，例如，目标传感器3可以为压力传感器和温度传感器，压力传感器和温度传感器获取柴油机的温度和压力参数，其中，温度和压力参数的表现形式可以是不同的信号。由于压力传感器和温度传感器分别与转接箱2连接，转接箱2与离线控制器1连接，因此，转接箱2可以将温度和压力参数接入离线控制器1，离线控制器1可以直接将温度和压力参数转换为数字信号，或者，也可以对温度和压力参数进行处理分析得到分析结果，并将分析结果转换为数字信号；并将数字信号发送给终端4，终端4在接收到各种数字信号时，可以通过特定软件，将数字进行存储并显示在终端4。

上述实施例中的百万千瓦级核电站柴油机离线监测系统包括离线控制器、转接箱、目标传感器和终端；目标传感器安装在待监测设备上，且与转接箱连接；转接箱与离线控制器连接；离线控制器与终端连接，通过目标传感器采集待监测设备的设备运行参数，并通过转接箱将设备运行参数接入离线控制器，离线控制器将设备运行参数转换为数字信号，然后终端存储并显示数字信号，不仅仍可保证待监测设备的正常运行，且通过增加目标传感器，可在分析复杂故障时获取充足数据，进而大大提高了确定故障原因、定位故障点的准确性和效率。

传统的现场在线探头设计是指利用待监测设备内的在线控制器来实现的，具体地，在线控制器与在线传感器连接，在线传感器为满足待监测设备基本工作的传感器，例如，柴油机设置转速传感器，进而实现柴油机的恒速运行。为了实现离线控制器与待监测设备内的在线控制器数据同步，进而可以对离线传感器和在线传感器获取的参数，同步有效的进行分析，进而为监测和故障分析提供更多的数据。在其中一个实施例中，所述离线控制器与所述待监测设备内的在线控制器的型号相同。

示例性地，若柴油机内的在线控制器为ecs956电子控制器，其中，ecs956电子控制器为岭澳二期应急柴油机组20v956tb33配备的调速系统，它可以实现柴油机启动控制、转速控制、负荷控制，同时还具备保护功能、测试功能等；则离线控制器也设置为ecs956电子控制器，主要实现多功能采集和人机对话功能。

需要说明的是，离线控制器与待监测设备内的在线控制器的型号不相同也是可行地，只需要对不同的数字信号进行一定处理即可。

可选地，所述离线控制器包括航空接口；所述转接箱通过所述航空接口与所述离线控制器连接。示例性地，离线控制器为ecs956电子控制器，如图2所示，ecs956离线控制器可以包括主接口面板10、ccs2接口11、ccs1接口12、人机接口13、mot1接口14、mot2接口15、电源接口16，其中，ccs2接口11、ccs1接口12、人机接口12、mot1接口14、mot2接口15都可以为航空接口，ccs2接口11、ccs1接口12、mot1接口14、mot2接口15可用于与转接箱上对应的航空接口连接；人机接口12可用于连接终端端口；电源接口16可用于连接为离线控制器供电的电源装置。

上述实施例中，离线控制器包括航空接口，由于航空接口不仅具有接触可靠特性，且安装简单，可实现转接箱与离线控制器的快速可靠连接，进而提供了极大便利。

可选地，所述离线控制器通过预设的通信协议与所述终端通信连接。其中，预设的通信协议可以是rs422通讯协议。可选地，所述离线控制器还包括人机接口，所述离线控制器通过所述人机接口，采用所述预设的通信协议与所述终端通信连接。

示例性地，如图2所示，若终端为rs232端口，可通过专用rs422通讯线和rs422/rs232转接器，将ecs956离线控制器的人机接口13与终端的rs232端口连接。

在其中一个实施例中，所述目标传感器包括以下传感器中的至少一个：压力传感器、温度传感器、转速传感器、开关量传感器。

其中，压力传感器可以用来监测各种压力，例如，启动空气压力、燃油前置过滤器前压力、燃油过滤器后压力、助燃空气压力、燃油泵入口压力等；温度传感器可以用来监测各种温度，例如，燃油泵入口温度、燃油泵出口温度、多个气缸的排气温度等；转速传感器可以用来监测柴油机的转速；开关量传感器可以用来监测各种开关量信号，例如，a列先导阀250va开启信号、a列主启动阀开启信号252sm、b列先导阀开启信号251va、b列主启动阀开启信号253sm、软启动阀254va动作信号等。

上述实施例中的目标传感器包括以下传感器中的至少一个：压力传感器、温度传感器、转速传感器、开关量传感器，通过根据实际需求增加目标传感器，可以采集多个设备运行参数，进而在分析复杂故障时获取充足数据，进而大大提高了确定故障原因、定位故障点的准确性和效率。

在其中一个实施例中，所述目标传感器安装在所述待监测设备的本体的预留孔上。其中，目标传感器可以通过螺纹或卡扣等方式连接，安装在待监测设备的本体的预留孔上。

在其中一个实施例中，所述转接箱为多功能转接箱，所述多功能转接箱上设置有端子排，多个所述目标传感器通过所述端子排与所述多功能转接箱连接。其中，图3提供了多功能转接箱的平面示意图。如图3所示，多功能转接箱包括：端子排20和航空接口21，示例性地，目标传感器的接线通过端子排20接入多功能转接箱，经过端子排转接后，在另一端可通过航空接口21接入离线控制器。

可选地，端子排20可设置单个或多个，各端子排20是可以根据需要增减的，实际上现场为了使用方便，可以只使用一到两行端子排进行转接即能满足需求。

图4也提供了一种百万千瓦级核电站柴油机离线监测系统，如图4所示，所述系统还包括电源5；所述电源5通过所述离线控制器1上的电源接口为所述离线控制器供电。其中，电源5与离线控制器1连接，为离线控制器1供电，而离线控制器1通过转接箱与目标传感器3连接，进而为目标传感器3进行供电。

示例性地，ecs956离线控制器以及目标传感器需要dc24v供电，其中，离线控制器负荷约为3a，目标传感器负荷可根据实际数量决定，通常可使用不低于dc24v/5a的电源。

在其中一个实施例中，所述终端还用于根据各所述目标传感器的类型对所述离线控制器的各输入端口进行配置。具体地，根据目标传感器的类型，通过终端特定软件，将离线控制器对应通道组态成匹配目标传感器的类型，例如，如图5所示，可将0-4号端口通道配置为4—20ma电流型；8-10号通道配置为pt1000型；15-18号通道配置为热电偶型；40.06—44.06号通道默认为开关量型，也可根据实际需求对各输入端口进行配置。

其中，不同的离线控制器对应的终端软件不一样，以离线控制器为ecs956控制器为例，终端可使用diasys2.52软件，该软件是针对ecs956控制器研发的专用接口软件，人机界面友好，具有良好的可操作性和强大的扩展性，并具有实时采样能力，具备最高50ms的采样速率，它可对ecs956控制器各输入端口进行配置，也可以自由组态对采集信号、输出信号进行连续监视。

需要说明的是，diasys2.52软件可同时连接两台ecs956控制器。在本实施例中，不仅可连接离线ecs956控制器，还同时连接了应急柴油机内的在线ecs956控制器，进而可以从离线ecs956控制器和在线ecs956控制器调取更多的参数放在同一组态画面下便于比对，以期获取更多的信息。为了便于清楚，离线ecs956控制器、在线ecs956控制器同时连接时的参数选择配置可设置对应的标识，例如，每行首字母为1的通道代表在线ecs中的数据点，为2的代表离线ecs中的数据点。

示例性地，终端还可对离线控制器的通道采样率等信息进行组态，使所需参数在后台启动记录，进而在可视化界面再根据需要选取部分采样点进行组态，即可实现前台显示、后台记录，避免图形化界面上的曲线过多影响监视效果。如图6所示，图6提供了终端组态后的图形化界面，左侧弹出框显示的是各通道实时值，右侧曲线显示的是历史趋势，在进行故障监测分析时，通过该界面可以清晰跟踪各通道的实时状态并进行对比，进而提高故障监测的效率。另外，其它一些后台参数虽然没有在图形化界面上显示，但不影响实时数据的采集，所有后台数据可以根据需要随时组态到图形化界面上。

将上述任意实施例中所述的百万千瓦级核电站柴油机离线监测系统，应用到l402大修中，用于l4lhq应急柴油机空载转速不稳定原因查找。通过核电站离线监测系统，获取的各管道的压力、温度、转速等数据进行综合分析，发现l4lhq应急柴油机启动时给油量过高、而积分时间过短，是造成l4lhq空载启动时转速运行不平稳的根本原因。根据分析结果对l4lhq应急柴油机控制系统参数进行了优化，最终解决了l4lhq应急柴油机空载转速不稳定的重大缺陷。

此外，在之后的l303大修中，为查找l3lhq启动时间偏长的原因，再次在l3lhq应急柴油机上实施，故障虽不同，但除了目标传感器的数量和取样点需要进行变动外，核心方案不需要做任何改变，最终通过本离线监测系统采集到的数据进行综合分析，发现了l3lhq启动时间偏长的根本原因，解决了这一长期疑难问题，可见，该离线监测系统具有良好拓展性和可移植性。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。