NI-燃气轮机实时在线监控-技术方案

NI燃气轮机实时在线监控技术方案美国国家仪器，05/03/2016目录需求分析3解决方案3 硬件架构3 软件架构………………4 系统配置7报价清单9需求分析为最终用户的燃气轮机提供实时在线状态监测、故障诊断与寿命预测。请补充解决方案硬件架构NICompactRIO的硬件架构NICompactRIO（cRIO）是一款工业级嵌入式测控平台，如图所示，外形小巧而坚固，满足苛刻的工业级指标，具有宽温（-40-70摄氏度）、抗冲击（50g）和防爆（IEC-60079-0和IEC-60079-15）等特性，且可自适应9-35V直流电源，特别适用于复杂工业环境中对可靠性有严格要求的应用，如生产制造、轨道铁路、车载、航空航天、煤矿石油勘探等工业现场。CompactRIO系统由控制器、机箱和I/O模块三部分组成。控制器部分内嵌了运行实时操作系统的Cortex-A9处理器，机箱背板上包含开放给用户编程的Artix-7FPGA芯片，机箱插槽支持上百种可热插拔的模拟I/O模块、数字I/O模块和总线通信模块，这些I/O模块与FPGA芯片直接连接，数据可通过机箱背板的高速总线在控制器和FPGA芯片之间传输。丰富的C系列模块支持模拟输入采集模块中内置信号调理功能和模数转换电路，不同型号的模拟输入模块可直接连接加速度计、热电偶、电阻温度探测器(RTD)、电压、电流、应变、数字（TTL和其他）、麦克风。单个模块上通道数的范围从3路到32路不等，可满足多种系统需求。用户可根据传感器需要选择相应的采集模块实现数据采集和记录功能。实时控制器中内置固态存储器，可实现采集数据的在线存储。此外，实时控制器中配置了千兆以太网接口，可借助有线或无线路由方式，构建远程监控或分布式测试系统。软件架构NIInsightCM™Enterprise是一款用于设备在线状态监测的软件解决方案，可采集和分析传感器信息、生成警报、允许维护人员可视化和管理数据和结果，并简化了大规模CompactRIO监测系统的部署。它可提供主要和辅助旋转机械的健康信息来帮助用户优化机器性能、最大化机器正常运行时间、降低机器维护成本和提高机器安全性。该软件套件提供了即装即用的兼容硬件选项——基于NICompactRIO的状态监测系统，可采集来自各种传感器的数据，包括接近式探针、加速度计、压力传感器、电压和电流传感器、热电偶和RTD。该软件套件包含两个主要组件：结合InsightCM™Enterprise解决方案，基于CompactRIO的NI状态监测系统可自动采集数据，然后将数据传输到服务器上进行存储。NIInsightCM™Server软件可计算状态指标以及管理基于CompactRIO的系统。之后可使用NIInsightCM™DataExplorer的客户端应用程序远程查看和分析数据。数据也可作为标签导入到运行于企业IT设施上的第三方软件包。该解决方案使得生产线操作员、维护专家和IT专业人员等用户能够：NIInsightCM™Server提供了动态分析以及CompactRIO系统、数据和报警管理功能。这一服务器软件负责确保整个架构的可靠无损通信，包含了称为NIInsightCM™SystemsManager的瘦客户端应用程序，用于配置、查看和管理远程采集系统和服务器参数。InsightCM™EnterpriseGateway附加软件可将标签和特性计算结果导出到外部软件包。该软件包含了一套用于处理动态波形数据的完整算法，包括：如果需要管理数据和服务器参数的访问权限，InsightCM™Server可允许用户在软件中自定义角色，设置不同级别的权限。这些角色可以匹配到现有的企业LDAP/ActiveDirectory组进行集中角色管理。该服务器还采用安全远程密码(SRP)和证书认证来确保CompactRIO系统采集的安全连接和浏览器瘦客户端的SSL加密。建议运行NIInsightCM™Server的专用服务器：•8+核处理器，3+GHzCPU•32+GBRAM•WindowsServer2008R2SP164位操作系统•3个物理硬盘，包括：o1个用于操作系统和应用程序的硬盘(250-500+GB)o1个用于NIDataFinder索引的硬盘（250+GBSSD或高性能HDD）o1个用于存储数据文件的硬盘（1+TB高性能存储）运行NIInsightCM™SystemsManager：支持的浏览器包括GoogleChrome、MicrosoftInternetExplorer和MozillaFirefox。运行NIInsightCM™EnterpriseGateway:连接至OSIsoftPI服务器需要在服务器硬件上安装和配置OSIsoft的PI系统访问许可证。NIInsightCM™DataExplorer可为设备维护人员提供深入的交互式实时和历史离线数据可视化和分析。该应用程序可在台式机或笔记本电脑上运行，因而可方便地远程访问存储在服务器上的数据和结果。维护人员可探索各种行业标准的振动图，包括：NIInsightCM™DataExplorer提供两种模式：其中一个模式用于周期性查看采集的数据；另一个模式用于查看之前采集的瞬态事件，包括启动和停机。软件包可帮助维护人员通过深入的比较分析和详细的数据挖掘来诊断设备的健康状态。该软件包功能包括：•服务器位置选择和设备层次结构导航•同时查看多个通道或特性•将数据与故障和事件相关联，并保存记录以轻松查看诊断历史•拍摄快照以便在同一台机器上比较当前数据和以前记录的数据•将机器的可疑健康问题与其他机器的故障表征进行比较•跟踪历史趋势•确定是否存在谐波或边带，并计算其频率•播放时间序列数据记录设备维护人员可使用软件提供的可视化和分析功能来判断旋转机械的问题，如失衡、弯曲轴、位置不准、轴承缺陷及其它故障，并确定诊断和维护过程中需要采取的措施。建议运行NIInsightCM™DataExplorer的笔记本电脑或者计算机：•Windows764位操作系统•2+核处理器，2+GHzCPU•8+GBRAM•4+GB应用程序硬盘推荐的IT和网络规格•10/100以太网（建议使用1000以太网）•有线或无线网络•NIInsightCM™Server端和NIInsightCM™DataExplorer客户端必须处于相同的Windows网域•开放式客户端通信端口（用于NIInsightCM™DataExplorer）•TCP端口6342（端口号可配置）•必须处于相同的网域才能访问存储TDMS数据的共享文件夹•开放式服务器通信端口：•对于CompactRIO采集系统：oTCP端口6342（端口号可配置）o端口8002的Web服务omDNS端口353，用于设备识别•对于InsightCM™DataExplorer客户端：oTCP端口6342（端口号可配置）o端口2343的传入UDPo端口2343，6000-6010的传出DUPoTCP端口2343和59100-59110•对于InsightCM™Server服务器端oTCP端口6342（端口号可配置）oTCP端口80除了LabVIEW软件开发平台的完整功能，针对CompactRIO的实时处理器和FPGA，还需要安装支持实时系统开发和FPGA开发的模块——LabVIEWReal-time模块和LabVIEWFPGA模块。系统配置配置清单–报价参考标准报价单以下为具体的参考方案配置：项目PartNumber产品描述数量系统软件及工具包783548-3501NIInsightCMServer1783550-35NIInsightCMDataExplorer1783552-35NIInsightCMSoftwareDevelopmentKit1784460-3501NIInsighCMEnterpriseGateway1782799-35LabVIEWWatchdogAgentToolkit1784229-35WatchdogAgentPrognosticsToolkitforLabVIEW-DebugDeploymentLicense1783551-35NIInsightCMEnterpriseHardwareAccessLicense2状态监测系统及模块782663-01NIcRIO-9036（8槽，可插8个振动模块，每个模块最多3通道）(振动实时监控系统)2782663-01NIcRIO-9068(通用信号实时监控系统)5781093-01NIPS-15PowerSupply,24VDC,5A,100-120/200-240VACInput7779781-01NI92194通道隔离,24位通用模拟输入,+/-60V输入范围(通用采集模块)38782000-01NI92323-Channel+/-30V,102.4kS/sperChannel,24-BitIEPEAnalogInputModule(振动采集模块)16960680-100StandardServiceProgramforCompactRIOSystems(3years)1传感器780985-01IMII