基于虚拟仪器的水电机组在线振动监测系统
摘要：介绍了基于虚拟仪器的在线振动监测系统的基本组成、实现方法和功能，采用PXI总线仪器和LabVIEW可视化的虚拟仪器系统开发平台，把传统仪器的所有功能模块集成在一台计算机中，用户可以通过修改虚拟仪器的软件改变其功能与规模。该系统实现了水电机组振动信号的自动采集，并能通过计算机进行振动信号的处理和分析。关键词：虚拟仪器 水电机组 振动监测 PXI LabVIEW
随着我国水电事业的发展，大型机组的投产，各种容量的机组数量不断增多。如何保证水电机组运行稳定是人们普通关心的重要问题。而现阶段我国水电机组的检修一般实行计划检修制度，不管设备状态如何，到期必修，由此造成大量的资源浪费。这种传统的预期维修体制已经不能满足现代维修、运行、管理的要求。水电机组设备庞大、结构复杂、故障的诱因繁多，虽有一些故障不一定以振动形式表现出来，但统计资源表明，水电机组约有80%的故障或事故在振动信号中有所反映[1]，例如水电机组下机架的振动参数表示在转动部门的平衡情况，其振动的极频分量说明发电机电磁振动情况等。因此，振动监测是目前应用最为普通和有效的方法[2]，通过对这些振动信号的分析，充分发掘其中所包含的故障信息，对水电机组的安全生活、决策具有重要的实际意义[3]。
水电机组的振动监测可由传统仪器系统构成，如图1所示。系统功能是由厂家事先定义且固定不可变更功能的传统仪器完成。由于传统仪器听功能缺乏灵活性，有时尽管资金投入很大，但仍很难满足任务的不断变化所产生的多样化的需求。而虚拟仪器技术改变了这种状况，它开创了仪器使用者可以成为仪器设计者的新时代。虚拟仪器就是通过软件平台构造与真实仪器物理面板相类似的虚拟面板，硬件不再是系统的主体，它只是在其中实现信号的输入输出，而由功能强大的软件完成信号的采集、分析处理和结果显示，实现了“软件就是仪器”的理念。虚拟仪器用计算机软件代替传统仪器的某些硬件功能，用户可以根据需要定义仪器的功能，虚拟仪器性能的改进和功能扩展也只需进行相关软件的设计更新，而不需要增添新的仪器。因此，虚拟仪器技术具有开发周期短、成本低、维护方便、灵活、功能强大、用户可自行定义等特点[4]。
1 系统硬件结构
本系统的硬件由传感器、SCB-68接线端子盒、PXI-1010组合机箱、SCXI-1125可编程隔离放大模块、SCXI-1141可编程低通滤波模块、SCXI-1140采样/保持模块、PXI-6052E数据采集卡、PXI-PCI833X计算机控制PXI模块、MXI-3光纤通信模块、DFE-530TXI网络适配卡等组成，其硬件结构如图2所示。
1.1 振动传感器的选择及安装
水电机组与火电机
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