发电机振动监测系统使用说明书

目录
第一章系统概述 (1)
1．1 发电机铁芯及端部线棒振动监测系统简介 (1)
1．2 系统组成 (1)
1．3 Gen20系统软件功能浏览 (2)
1．4 系统界面介绍 (4)
第二章系统安装与初始化 (5)
2．1 系统运行环境 (5)
2．2 软件安装 (5)
2．3 初始化设置 (6)
第三章实时监测功能 (7)
3．1 机组系统-棒图 (7)
3．2 机组系统-2X棒图 (8)
3．3 波形-频谱图 (10)
3．4 综合频谱图 (11)
3．5 综合极坐标图 (11)
第四章振动分析功能 (13)
4．1 棒状图 (13)
4．2 综合频谱图 (15)
4．3 波形-频谱图 (15)
4．4 趋势图 (15)
4．5 详细趋势图 (17)
4．6 瀑布图 (18)
4．7 数据选择 (18)
第五章在线帮助使用说明 (21)
5．1 如何使用帮助 (21)
5．2 关于Gen20 (21)
第六章事件列表功能 (22)
第七章服务功能 (23)
7．1 系统参数设置 (23)
7．2 网络参数设置 (24)
7．3 密码设置和修改 (25)
7．4 读黑匣子数据 (25)
7．5 清黑匣子数据 (25)
7．6 报警限/故障限复位 (25)
第一章系统概述
1．1 发电机铁芯及端部线棒振动监测系统简介
由浙江大学机械与能源工程学院热工及动力系统研究所研制的发电机铁芯及端部线棒振动监测系统是专为发电机铁芯及端部线棒振动监测分析而开发的。

它具有良好的可靠性、灵活的扩展性、较高的实时性和友好的用户界面，能实现多参量同时监测，并通过TCP/IP连入网络。

考虑到监测对实时性的要求，系统采用上、下位机二级结构，下位机（数采器）主要根据上位机（工控机）的指令进行等时间间隔采样或整周期同步采样，当信号超过报警或故障限时，采样结果将保存在黑匣子中以便事故追忆分析。

下位机负责数据的预处理工作，上位机负责数据的保存、数据的实时显示、分析等工作。

上位机软件采用开放式设计，便于移植和功能的扩展，用户可根据实际情况对系统进行组态；整套软件在WINDOWS中文环境中运行，采用全汉化的图形窗口界面、下拉式菜单和对话框实现人机交互，操作简便，并且还配有详细的在线帮助系统，以帮助用户熟悉和应用该系统。

整套系统集监测、分析于一体，具有较高的水准，为发电机组铁芯及端部线棒振动监测提供了有效的手段。

1．2 系统组成
硬件组成：
○传感器：用于测取发电机铁芯及端部线圈振动信号和有功功率、无功功率、定子电压等非振动信号。

○数据采集器：以数字信号处理器（DSP）为核心，可实现数据采集和峰-峰值运算。

数据采集器由主机卡外加一定数量的采样卡组成。

其中主机
卡以数字信号处理器为核心，负责数据采集器的管理工作，包括采样控
制、采样卡上数据传输、总线切换、硬件自检、实时时钟同步等工作。

采样卡负责信号预处理、A/D转换和数据暂存工作。

采样卡上的信号预
处理电路负责对信号进行限幅、滤波、防干扰、电平变换及放大处理，
并将信号中的动态信号和静态信号分离。

A/D转换电路分辨率为14位，
最高采样频率为250KHz。

上、下位机间的数据传送采用TCP/IP协议实
现。

○工作站：为了现场使用方便并考虑在厂内局域网万一出现故障时不丢失数据，系统设置了就地工作站。

○服务器：用于保存数据，并运行状态监测与分析软件，向客户机提供各种监测和分析服务。

图1.1 系统框图
系统软件组成：
系统软件分为Gen20系统软件和数据管理软件两大部分。

Gen20系统软件包括实时监测、数据分析以及系统服务三大模块，主要用于数据的实时显示、分析计算；Gen20系统软件又分为服务器版、客户机版及工作站版，分别安装在服务器、客户机和工作站上；数据管理软件用于与数据采集器通讯及数据库管理工作，数据管理软件又分为服务器数据管理软件和工作站数据管理软件，分别用于服务器和工作站的数据通讯及数据库管理工作。

1．3 Gen20系统软件功能浏览
1．实时监测模块的功能
○系统图及棒图监测功能：该图可代替现场的二次监视仪表，为用户提供直观的系统图、振动信号及非振动信号的棒图。

在该图上可看到各振动
通道的通频加速度峰峰值。

根据发电机铁芯振动监测的特点，系统还可
显示2X加速度峰峰值、2X速度峰峰值、2X位移峰峰值以及有功功率、无
功功率、定子电压等各种非振动信号。

○详细频谱显示功能：以表格方式实时显示各振动通道加速度信号的通频峰峰值、基频峰峰值、基频相位、半倍频峰峰值、2倍频峰峰值、3倍频
峰峰值、4倍频峰峰值、5倍频峰峰值。

○振动峰峰值趋势监测功能：实时监测机组各测点振动峰峰值随时间的变化趋势曲线。

○实时波形_频谱监测功能：实时显示当前所选通道的振动波形图和频谱图。

○实时综合频谱监测功能：实时显示当前发电机全部通道的振动频谱图。

○实时综合极坐标监测功能：实时显示当前发电机全部通道的振动极坐标图。

2．数据分析模块的功能
○棒状图分析功能：对数据库中数据进行棒图分析。

○综合频谱图分析功能：对数据库中数据进行综合频谱图分析。

○波形_频谱分析功能：对数据库中数据进行波形频谱分析。

○趋势图分析功能：对数据库中数据进行趋势分析。

○详细趋势图分析功能：对数据库中数据进行振动趋势以及频谱和波形分析。

○瀑布图分析功能：对数据库中数据进行瀑布图分析。

3．系统服务模块的功能
○参数设置：设置系统工作所需的各项参数。

○密码设置：设置或修改用户密码。

○网络设置：设置网络通讯有关参数。

○黑匣子数据提取、保存：系统设有事故记录黑匣子，对报警和故障工况的数据自动进行快速记录，以供事故追忆分析。

○清报警及故障黑匣子：可清除报警及故障黑匣子中的数据。

○报警限及故障限复位：将报警限及故障限恢复到初始值。

6．其他功能
○报表生成功能：可将库中所选数据存入Excel表格。

○用户数据库生成功能：可将库中所选数据另存为用户数据库。

○图表打印功能：可打印各项监测分析结果。

○事件列表功能：记录并显示机组工作状态的变化情况。

○在线帮助功能：对具体操作提供查询帮助。

1．4 系统界面介绍
图1.2 系统主窗口界面
系统的主窗口为标准的WINDOWS窗口界面,如图1.2。

窗口的顶部为标题栏，显示本系统的名称。

标题栏右边有两个最大、最小化按钮，可使本软件以最大化、最小化（缩成图标）窗口方式运行。

标题栏下方为菜单栏，可用鼠标左键点击菜单栏，拉出下拉式菜单，点击下拉式菜单中的子功能项可执行相应的操作。

菜单栏下方为工具条，提供对各项功能的快速操作方法。

窗口的底部为系统的状态栏，状态栏被分成几项,用于显示系统运行的有关信息。

从左到右第一项为工具条按钮功能的简单说明，当鼠标移至工具条上各按钮时，在状态栏的该项中会显示相应按钮的功能说明，该项同时还作为系统提示项；第二项用于实时显示机组转速；第三项用于显示系统上、下位机之间的通讯状态；第四项用于显示机组当前工作状态；第五项用于显示系统当前时间；第六项显示其他状态信息。

主窗口中除了顶部的标题栏、菜单栏和底部的状态栏以外的所有区域即为客户区，用于显示各种监测及分析结果。

第二章系统安装与初始化
2．1 系统运行环境
推荐的系统运行环境如下：
系统硬件：
○CPU:Intel PⅣ,主频2.4G以上
○内存:512M以上
○硬盘:80G以上
○显示器:17寸液晶
○光驱
○交换机
软件操作系统：
Win2000/XP中文操作系统。

本系统的实际配置如下：
服务器：HP ML370 G04服务器，17寸液晶显示器
工作站:研华工控机，17寸液晶显示器
D-Link 交换机
2．2 软件安装
本系统的软件有多种不同的版本，安装在不同的计算机上。

对于服务器，应安装Gen20服务器版及DaqServer数据管理软件；对于客户机，应安装Gen20客户版；对于现场工作站，应安装Gen20工作站版及DaqClient数据管理软件。

系统软件安装时，只须运行各软件的Setup.exe安装程序，按照系统提示即可完成所有安装工作。

Gen20软件安装完成后首次运行可能会出现提示警告，若遇此情况，按[确定]后，退出Gen20软件，在操作系统目录（如c:\windows）下找到Gen20.ini文件，打开后将文件中work_dir=c:\Gen20等号右边的c:\Gen20改为安装Gen20时选择的路径（如d:\Gen20），存盘后退出。

若在运行Gen20.exe 时出现“无法创建套接字”的提示，说明本机的IP地址与Gen20系统保存的IP 地址不一致，这时需要修改Gen20系统的IP地址，修改方法见说明书9.2节。

也可直接修改IP地址文件，该文件在Gen20系统工作目录下，文件名为
IPAddr.ini。

打开该文件，对于服务器，修改ServerIP；对于工作站，修改WorkStationDaqIP。

将对应的IP地址改为本机的IP地址后存盘退出。

注：不要通过直接拷贝文件来安装系统软件，也不要从硬盘拷贝本系统安装到别处，否则可能出现不可预料的结果。

2．3 初始化设置
在首次运行系统前应先进行初始化设置。

系统在[服务]菜单中提供了[参数设置]功能，通过它可以实现系统的参数设置，具体使用请参阅说明书7.1节。

正常情况下，用户不要随意更改参数设置，以免造成系统工作异常。

当系统配置有变化时，应重新对系统进行参数设置。

第三章实时监测功能
在主菜单中选择[实时监测]功能或点击工具栏上的[实时监测]按钮都可启动实时监测系统，如图3.1。

图 3.1
3．1 机组系统-棒图
选择菜单[操作选择/系统-棒图]或点击工具条上[系统-棒图]按钮都可打开系统-棒图（如图3.2）。

系统-棒图由二部分组成：上半部分为系统图，下半部分为棒状图。

系统图中显示发电机的系统简图。

图的上方矩形框中分别显示了发电机铁芯及线棒的振动峰峰值，绿色数字表示振动峰峰值在正常范围之内，黄色和红色则分别表示振动峰峰值超过了报警限和故障限。

在系统图下方，从左到右依次显示发电机的有功功率，无功功率和定子电压值。

屏幕的下半部分为棒状图。

棒状图可分为左右两个部分：左边为振动量数据，右边为非振动量数据。

振动量数据显示系统中铁芯振动4个传感器的X、Y、Z方向以及汽侧和励侧端部线圈6个测点振动的通频加速度峰峰值和2X加速度峰峰值。

棒图区中标有报警限（黄）及故障限（红），当通频峰峰值越限（报警、故障）时，系统将发出报警，棒图以黄色（报警）或红色（故障）显示。

非振动量数据显示各非振动参数值，棒图区中也标有报警限（黄）及故障限（红），一旦某个通道的参数发生越限（报警、故障），系统将发出报警，相应的棒图以黄色（报警）或红色（故障）显示。

报警限及故障限可通过[服务]菜单栏中的[参数设置]子菜单进行修改。

如果系统中某个传感器出现故障，可通过[服务]菜单栏中的[参数设置]子菜单将该传感器对应的通道显示隐去，在此情况下图中相应位置的显示为空白。

在正常情况下，实时监测各项功能显示刷新速率工作站上最快每秒刷新5次，客户机上为每秒刷新1次。

图3.2
3．2 机组系统-2X棒图
选择菜单[操作选择/系统-2X棒图]或点击工具条上[系统-棒图]按钮都可打开系统-2X棒图。

该图形与系统－棒图显示相似，只是显示与发电机运行状况密切相关的2X振动棒图数据。

图3.3 图3.4
点击工具条上[详细频谱数据列表]按钮可将[棒图]转化为[详细频谱数据列表]，如图3.3下半部分所示。

在该列表中，可显示各振动通道的通频峰峰值、基频峰峰值、基频相位、0.5倍频峰峰值、2倍频峰峰值、3倍频峰峰值、4倍频峰峰值、5倍频峰峰值。

点击工具条上[停止刷新]按钮可停止数据刷新，点击[允许数据刷新]按钮则恢复数据刷新。

点击工具条上[实时振动趋势图]按钮可显示发电机各振动通道的通频峰峰值实时趋势曲线，如图3.4下半部分所示。

通过图中右上方4个下拉列表框，用户可任选4个通道进行显示。

显示速度可通过图中左上方的下拉列表框加以选择，相邻两点之间的时间间隔可以从1秒到5秒。

3．3 波形-频谱图
选择菜单[操作选择/波形-频谱]或点击工具条上[波形-频谱]按钮都可打开此项功能（如图 3.5）。

该项功能综合显示了所选通道的振动波形图和频谱图，其中频谱图又分为幅值谱和相位谱两种。

点击工具条上[停止刷新]按钮可停止数据刷新，点击[允许数据刷新]按钮则恢复数据刷新。

图3.5
3．4 综合频谱图
选择菜单[操作选择/综合频谱]或点击工具条上[综合频谱]按钮都可打开此项功能（如图3.5）。

该项功能综合显示了全部振动通道的频谱图。

点击工具条上[停止刷新]按钮可停止数据刷新，点击[允许数据刷新]按钮则恢复数据刷新。

图3.5
3．5 综合极坐标图
选择菜单[操作选择/综合极坐标]或点击工具条上[综合极坐标]按钮都可打开此项功能（如图 3.6）。

该项功能综合显示了全部通道的振动极坐标图，可根据需要点击鼠标右键选择1X或2X极坐标图。

点击工具条上[停止刷新]按钮可停止数据刷新，点击[允许数据刷新]按钮则恢复数据刷新。

图3.6
第四章振动分析功能
在系统主菜单上选择[分析系统]菜单或点击工具条上的[分析]按钮均可进入振动分析系统，如图4.1。

图4.1
4．1 棒状图
选择[分析/棒状图]菜单或点击工具条上[棒状图]按钮都可打开棒状图分析功能（如图4.2）。

该分析功能可显示发电机全部被监测通道所选数据的通频峰峰值棒图，也可显示1X峰峰值、2X峰峰值、3X峰峰值、4X峰峰值、5X 峰峰值棒图。

棒图的下方同时显示2X加速度峰峰值、2X速度峰峰值和2X位移峰峰值。

对于隐去的通道，图中显示空白，如图4.2所示。

在进行分析之前，用户应首先选择机组、数据库类型以及数据记录。

这些工作可点击[数据选择]按钮，通过数据选择对话框（如图4.8）完成。

在作棒图分析时，若所选择的记录数超过一条，可点击工具条上的按钮和逐条进行显示。

图4.2 图4.3
4．2 综合频谱图
选择[分析/综合频谱图]菜单或点击工具条上[综合频谱图]按钮都可打开综合频谱图分析功能（如图 4.3）。

该分析功能可显示发电机全部被监测振动通道所选数据的频谱图，便于用户对全部振动通道的频谱数据进行对比。

在频谱图中按住鼠标左键时，图中会出现一根游标线，在图的上方将显示图形在游标处的坐标值。

同时在视图的底部还显示当前数据的记录时间和转速。

在进行分析之前，用户应首先选择机组、数据库类型以及数据记录。

这些工作可点击[数据选择]按钮，通过数据选择对话框（如图4.8）完成。

当所选择的记录数超过一条时，可点击工具条上的按钮和逐条进行显示。

4．3 波形-频谱图
选择[分析/波形-频谱图]菜单或点击工具条上[波形-频谱]按钮都可打开波形-频谱分析功能（如图4.4）。

该分析功能可显示所选数据的波形图和频谱图，在波形图或频谱图中按住鼠标左键时，图中会出现一根游标线，在图下方的状态栏中将显示图形在游标处的坐标值。

同时在视图的底部还显示当前数据的记录时间和转速。

在进行分析之前，用户应首先选择机组、通道、数据库类型以及数据记录。

这些工作可点击[数据选择]按钮，通过数据选择对话框（如图4.8）完成。

当所选择的记录数超过一条时，可点击工具条上的按钮和逐条进行显示。

为方便用户对不同通道振动数据进行分析比较，屏幕上同时显示了两个通道的波形_频谱图。

4．4 趋势图
选择菜单[分析/趋势图]或点击工具条上[趋势图]按钮都可打开趋势图分析功能（如图4.5）。

进行该操作时，应首先用工具条上[数据选择]按钮选择趋势图横坐标、纵坐标参数及所需分析的数据库。

当数据库中横坐标参数所对应的纵坐标参数具有多值时，图中将显示出上下两条包络线。

对于振动趋势图，在数据选择对话框中还可以选择分析通频峰峰值趋势、1X峰峰值趋势、1X相位趋势、2X峰峰值趋势、2X相位趋势。

图4.4图4.5
在趋势图中按住鼠标左键时，图中会出现一根游标线，在图下方的状态栏中显示游标当前值和所选数据记录的时间。

4．5 详细趋势图
选择菜单[分析]/[详细趋势图]或点击工具条上[详细趋势图]按钮都可打开详细趋势图分析功能（如图4.6）。

整个界面由3幅图组成，上部为趋势图，中部为频谱图，下部为波形图。

用户在上部趋势图中单击鼠标左键，趋势图中会出现一根游标线，在趋势图下方的状态栏中将显示图形在游标处的坐标值。

同时在窗口中部的频谱图区域会显示趋势图游标处振动数据的频谱图，在窗口下部的波形图区域会显示趋势图游标处振动数据的波形图。

在进行分析之前，用户应首先选择机组、通道、数据库类型以及数据记录。

这些工作可点击[数据选择]按钮，通过数据选择对话框（如图4.8）完成。

图4.6
4．6 瀑布图
选择菜单[分析/瀑布图]或点击工具条上[瀑布图]按钮都可打开瀑布图分析功能（如图4.7）。

该图显示机组在某一段时间内各种频率成分的大小随时间变化的趋势。

通过瀑布图可以看出稳态运行时机组是否出现异常频率，各频率成分是否稳定。

每幅图中最多能够显示60条记录，当所分析的记录数超过60条时，采用分页的方法显示。

用户可以按[上一页]或[下一页]按钮逐页进行显示。

在图中按住鼠标左键移动时，游标会随之移动，在屏幕右方将显示出游标处数据记录的时间，在屏幕右下方将显示出游标处幅频曲线的最大幅值。

图4.7
4．7 数据选择
在对数据库中数据进行分析时，必须首先进行数据选择。

单击工具条上的[数据选择]按钮即可进入数据选择对话框（如图4.8）。

根据分析所需的数据量，可分为单一数据选择和多数据选择两种。

在对话框中，用户可选择“机组”、“通道”、“数据库类型”、“数据选择”等参数，然后点击对话框右下方的“浏览”按钮。

此时，系统会显示库中记录的首记录时间和末记录时间，库中总记录数，并在下方列表框中显示出所有待选数据记录，包括记录的序号、时间、转速、基频峰峰值、相位和2X峰峰值等信息。

用户可在数据列表中选择待分析的数据。

若选择单一数据，可点击待选数据记录，然后点击“确定”按钮；若选择多条数据，则分为两种情况：一是选择离散的记录，可按住Ctrl键，同时用鼠标逐条点击待选数据记录；二是选择连续的一批记录，可先用鼠标点击该批记录中的第一条记录，然后按住Shift键，用鼠标点击该批记录中的最后一条记录。

完成选择操作后，点击“确定”按钮退出。

图4.8
如需将所选数据保存为Excel表格，可在选择数据后，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Excel报表”；如需将所选数据另存为用户数据库，可在选择
数据后，单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“存入数据库”；如需删除当前打开的用户数据库，可单击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“删除数据库”。

第五章在线帮助使用说明
5．1 如何使用帮助
在本软件中，用户可通过以下操作获得帮助：
○ F1帮助，用户按下F1，程序就给出相应的帮助，一般对窗口（框架、视图、对话框或消息框）使用较多。

○帮助主题，在这里可查询一些标准主题及与应用程序相关的内容，用户只需单击[帮助]菜单下的[帮助主题]菜单即可实现。

5．2 关于Gen20
Gen20是浙江大学机械与能源工程学院热工及动力系统研究所最新研制的发电机铁芯及端部线棒振动监测分析软件。

该软件具有实时监测、数据分析及数据库管理等多项功能，是一套功能齐全，界面友好，使用方便的应用软件，欢迎用户提出意见和建议。

第六章事件列表功能
在主菜单中选择[事件列表]功能或直接点击工具栏上的[事件列表]按钮
可启动事件列表操作，如图6.1所示。

图6.1
事件列表记录了机组运行过程中的各类事件。

这里的事件是指机组运行状态的变化，如机组从正常运行状态转为报警状态或故障状态，或从报警状态及故障状态恢复到正常状态都称为一个事件。

列表中显示了事件的序号、发生时间以及事件类型等。

单击[打印数据]菜单可将该表打印出来。

第七章服务功能
在主菜单中选择[服务]功能或直接点击工具栏上的[服务]按钮都可启动系统服务操作，如图7.1所示。

图7.1
系统服务分为参数设置服务和黑匣子操作两大功能。

参数设置服务主要包括系统参数设置、网络设置和密码修改等。

黑匣子操作则包括读报警黑匣子和故障黑匣子、清报警黑匣子和故障黑匣子、报警限和故障限复位等功能。

7．1 系统参数设置
选择服务菜单栏中的[服务/参数设置]菜单或点击工具条上[参数设置]按钮均可启动此项操作（如图7.2）。

在此，用户可设置设备参数，并可进行转速设置和通道设置。

其中设备参数和转速设置可由用户自由组态。

其他参数在系统调试时已为用户设置好，一般不允许随意改动。

图7.2
7．2 网络参数设置
选择服务菜单栏中的[服务/网络设置]菜单或点击工具条上[网络参数设置]按钮均可启动此项操作（如图7.3）。

网络参数设置参数为Gen20系统使用的IP地址及端口号。

在设置端口号时，取值范围为2000-6000。

图7.3
7．3 密码设置和修改
为了防止无关人员的误操作，系统提供了密码设置和修改功能，如图7.4。

用户在设置密码以后，只有输入正确的密码才能进入参数设置操作。

并且只有在输入正确的密码后才能退出系统。

图7.4
7．4 读黑匣子数据
当系统状态栏中提示“报警黑匣子中有数”或“故障黑匣子中有数”时，选择[服务/黑匣子管理/读报警黑匣子]菜单或[服务/黑匣子管理/读故障黑匣子]选项或单击工具条上的相应的按钮和都可将黑匣子中的数据提取并存入相应的数据库中。

升降机黑匣子中的数据由系统自动读取并保存。

7．5 清黑匣子数据
清黑匣子数据就是将黑匣子清空。

选择[服务/黑匣子管理/清报警黑匣子]和[服务/黑匣子管理/清故障黑匣子]菜单选项，或单击工具条上对应的按钮
和都可实现清除报警或故障黑匣子的功能。

7．6 报警限/故障限复位
选择[服务/黑匣子管理/报警黑匣子复位]或[服务/黑匣子管理/故障黑匣子复位]菜单选项可进行该项操作。

系统每记录一条报警或故障黑匣子数据，就自动将报警限或故障限提高一定的数值，这样可以避免大量相似的数据堵塞报警库或故障库，但报警限或故障限会随之逐渐提高。

为使报警限或故障限恢复至初始值，可进行报警限或故障限复位操作。