IMP数据采集系统及VBA编程在电站性能考核试验中的应用

第23卷第3期电站系统工程V ol.23 No.3 2007年5月Power System Engineering May, 2007 文章编号：1005-006X(2007)03-0057-02IMP数据采集系统及VBA编程在电站性能考核试验中的应用Application of IMP Data Acquisition System and VBA Programming in Performance Test哈尔滨电站设备成套设计研究所吕克桥徐建华随着科学技术的不断进步，电站热力设备日益向大容量、高参数发展，并且电站的自动化水平也在不断提高，这对于电站性能试验的要求也就越来越高，尤其是对测试设备和数据的处理能力提出了更高的要求。

目前，一套大型发电机组的性能试验项目有十几个，测点数量达几百个，比较分散，测试数据要准确快捷。

过去采用的日本ADV ANTEST 公司生产TR2731/2741数据采集系统和日本江藤电器公司生产THERMODACⅢ数据采集系统已不能满足电站性能试验的要求。

为此选择了英国输力强仪器公司（Solartron Instrument Ltd）的高科技产品分散式智能数据采集器（Isolated Measurement Pods，IMP）与西安交大能源电子技术开发公司研制的EIC-02C数据采集仪组成的测试系统，同时在原有软件的基础上，又根据不同试验要求开发了一套试验数据处理程序。

该系统完全符合美国ASME PTC法规对电站性能试验的仪表、仪器所做的规定；测量范围广，可对温度、压力、流量、电功率等参数进行快速准确的测量，并可自动打印数据及对试验数据进行自动处理；该系统体积小、重量轻、使用方便灵活。

1 IMP数据采集器简介IMP分散式智能数据采集器适用于发电厂、化工厂、钢铁厂等各种工业环境下的多路模拟量信号（温度、压力、流量、应变、振动等）的采集监测、反馈输出及各种数字量信号的输入，可输出模拟量（电压和电流）用于过程控制，能与多种计算机组成分布式数据检测与控制系统。

IMP数据采集器的主要特点如下：(1) 测量精度高IMP的数模转换器为16位，采用施伦伯杰仪器公司的专利技术脉冲调宽模数转换，具有很高的测量精度。

以直流电压为例，测量范围从±1μV～±12V，精度可达0.01%×读数±0.01%×满量程。

此外，IMP还具有通常实验室精密仪器所必备的扫描、测量和线性化等功能，可挂接许多标准工业传感器（热电偶、铂电阻、应变片等），并直接获得工程单位的读数。

(2) 抗干扰IMP可以安装在现场离传感器十分靠近的位置上，从而收稿日期: 2006-12-10吕克桥(1957-)，男，高级工程师。

性能检测中心，150046 减少输入线引入的干扰。

由于系统本身的全浮置大大减少了外界的干扰影响，对共模干扰的抑制大于140 dB，对串模干扰的抑制大于60 dB。

与计算机通讯和传输时，还设有专门的检查程序，可以有效地克服诸如开关抖动和其他类似的干扰。

(3) 可靠性高IMP本身在机械结构的设计上充分考虑了防湿、防尘、防震的需要，符合西欧工业保护标准IP-55的要求，因此它可以直接放在发电机旁，化工厂管道附近，甚至矿山和井下。

按美国军用标准MIL-HDBK-217E测试各类IMP的平均无故障时间大于7万小时。

在-20℃～+70 ℃，相对湿度95%的环境下能可靠运行，并耐受5g加速度的冲击。

值得一提的是，由于每块IMP都是以并联的方式挂接在S-网络的电缆上，因此即使某一块IMP发生故障或从系统中拆去都将不影响其它IMP的工作，从而进一步增加整个系统运行的可靠性。

(4) 低功耗由于采用了CMOS集成电路，每块IMP的功率仅为600 mW。

(5) 投资省、安装方便由于采用了分散式的模块布局，且模块体积小（434×215×35 mm），适应环境能力强，可以尽可能地靠近测点。

模块之间外观上采用单根电缆串行连接并接入中央控制室，所以传感器至采集模块、采集模块至中央控制室之间使用的电缆数量与传统系统相比大为减少、成本大为降低，并且使电缆安装铺设十分方便。

2 系统的软件组成计算机（PC）运行系统软件和用户应用软件，用于监视、存储、处理数据并通过打印机即时或事后打印。

系统的软件组成见图。

其中系统支持软件是指驱动采集系统设备工作的专用驱动程序。

用户应用软件是根据用户需要，使用高级语言（IMP数据采集系统支持C、VB、Delphil、VC++等多种标准高级语言）编写的，实现采集、计算、显示、打印、存储等功能的各种程序。

数据处理软件是进行数据筛选、计算、修正、排版等进一步数据处理的应用程序。

电站性能保证值试验对数据处理的精度、速度、易操作性和可靠性有很高的要求，特别是对出口大型机组的考核任58 电 站 系 统 工 程 2007年第23卷务，对数据处理的要求更加严格，甚至要求数据排版美观。

本检测中心的主要工作任务并非编制程序，并且工程在即，时间紧迫，这就要求必须使用一种既简单又可靠、计算精度高、速度快甚至排版美观的编程工具。

经过认真地选择，确定采用微软VBA 作为编程工具，对Excel 进行编程。

3 使用VBA 编制数据处理程序的编程思想VBA （Visual Basic for Applications ）是由微软公司开发的，用于定制和扩展应用程序功能的一种解释器。

它能给应用程序提供一种方法，让用户完成手工操作应用程序时不可能完成的工作。

Microsoft Office 、Auto CAD 、3D MAX 等多种常用的应用程序都使用VBA 作为定制和扩展功能的工具，并且早就是Microsoft Office 等应用程序套件的一部分。

VBA 对Excel 编程产生强大的数据处理能力。

Microsoft Excel 本身就是一种功能强大的数据处理与排版工具，手工操作便能完成绝大多数计算和排版，只是在数据规模特别大、处理要求特别复杂的时候手工操作就难以满足速度和可靠性等要求。

使用VBA 对其进行编程代替手工操作，恰恰完美地解决了这一问题，使Excel 成为一种使用简单、计算精度高、运行速度快、排版美观的数据处理软件。

Excel 中数据都保存在一个个的单元格中，单元格之间可以存在各种复杂的计算关系，并且每个单元格都可以进行本身属性的修改已产生不同的文本外观。

在进行手工操作时，是手工的设定各单元格的计算关系和单元格的属性。

而在使用VBA 对Excel 编程的时候更方便的方法是将单元格中数据值赋予变量或数组，然后通过编程筛选、计算，再将结果赋值与相应的单元格。

属性的设定也由编程来完成。

下面的程序完成十分简单的数据处理功能，但手工操作却十分费力。

举例只为说明程序对Excel 完成的操作。

＂名为“abc ”的过程将sheet1工作表纵向连续排列的一组数据复制到sheet2工作表中，并且使其向右下方倾斜排列＂Public Sub abc() ＂定义一个名为“abc ”的过程＂ Worksheets(1).Activate ＂激活sheet1工作表＂ Range("a1").Activate ＂激活a1单元格＂ For i = 0 To 1000 Step 1 If ActiveCell.Value <> 0 ThenA1(i) = ActiveCell.Value ＂如果当前单元格的值不为零，那么将这个值赋予数组a1第“i ”个成员＂ActiveCell.Cells(2).Activate ＂激活当前单元格下面的单元格＂ Else Exit For End If Next iWorksheets(2).Activate ＂激活sheet2工作表＂ Range("b2").Activate ＂激活b2单元格＂ For j = 0 To 1000 Step 1 If a1(i) <> 0 ThenActiveCell.Cells(2,2).Activate ＂如果数组a1第“j ”个成员不为零，那么激活当前单元格右下方的单元格＂ActiveCell.Value=a1(j) ＂把数组a1第“j ”个成员的值赋予当前单元格＂ Else Exit for Next jEnd Sub ＂过程结束＂。

4 数据采集系统在电站性能试验中的应用马来西亚古晋电站3、4号机组性能考核试验的测点总计150多点，其中包括汽机压力、温度、流量；锅炉压力、温度、流量以及发电机出力、厂用电率和功率因数等。

压力、温度测量频率为5 min 一次；流量、发电机出力、厂用电率和功率因数为1 min 一次。

整个试验2 h 。

由于电站性能考核试验项目测点多、测量时间长、测量频率不同、数据量大、计算量大，按以往的测试系统和编程软件要花费很长时间才能完成原始数据的处理，其中包括：原始数据的采集、平均值计算、修正值计算以及数据报告的排版和打印等。

而现在采用IMP 测试系统和所编制的数据处理程序完成较为容易。

在试验结束后，根据数据报告的要求将原始数据、修正计算以及最终结果立即打印出来。

通过编制的数据处理软件程序，不难看出数据表格更加清晰明了。

既注明了试验日期、试验开始时间、试验结束时间、测点名称、负荷状况、单位、测量频率；又包括了原始数据、平均值计算、水柱标高修正、大气压力修正和最终计算结果等。

在马来西亚古晋电站性能试验中受到了业主和同行一致好评。

5 结 论经对马来西亚古晋3、4号机电站性能试验的实际验证：这套数据采集系统和数据处理系统性能可靠，测试数据准确，数据处理快捷。

□参 考 文 献[1] Fired Steam Generators [S]. ASME PTC4-1998.[2] Performance Test Code on Overall Plant Performance [S]. ASMEPTC46-1996.编辑：巨 川。