一种新型的基于现场总线的水轮机组状态监测系统

msg_tag test_out; //声明报文标签

msg_out.tag=test_out; //传递报文标签

msg_out.dest_addr.snode.node=0; //定义目的地址节点号

msg_out.dest_addr.snode.subnet=0; //定义目的地址子网号

msg_out.code=0x0c; //定义报文码

msg_out.service=ACKD; //定义报文服务类型

msg_out.dest_addr.snode.type=1; //定义目的节点类型

memcpy(msg_out.data,a0,nLength);//填充报文内容

msg_send();//发送报文

   

在初始化程序中，用数据结构domain_struct定义节点的子网号、节点号，即设置节点在LON总线上的地址。在发送程序中利用msg_out结构构造报文，其中，目的地址指向适配器。显示报文的接收程序与发送部分类似，不再多述。

3.2 上位机通信程序

上位机与现场节点通讯的数据通过适配器转发，适配器的IP必须事先指定。上位机利用msg_out变量（如前所述）创建显示报文，将目标节点的地址、需要改变的参数或要下达的命令填充到该变量中，然后用UDP封装该变量，通过以太网发往适配器；适配器解析上位机发来的数据包，得到显示报文，将该显示报文直接向相应的节点发送。同样，适配器也将现场节点发来的显示报文通过UDP封装后发往上位机，上位机解包后根据节点等信息将数据存入相应的数据库，等待后后续的信号处理模块和故障诊断模块调用。

4 故障诊断

系统采用连续小波变换对采集的信号进行处理，通过变换结果进行故障诊断。下面以采集到的水轮机的主轴上导Y轴方向径向摆度信号（图4）的数据为例说明通过小波变换进行故障诊断的结果。

选用消息矩为4的双正交样条小波，在[1:1:48]的尺度上对时域信号进行连续小波变换。图5为摆度信号的小波系数在尺度一时间上的三维图形表示。从图中可以明显看出周期性出现的四条模极大值曲线，且总是第三条斜率较小，而正常情况下三维图中将出现平稳的锥全，这说明这些点的奇异性较强。事实上这正是由于水轮机主轴滑动摩擦造成的。通过设置阈值算法得到小波的模极大值曲线，如图6所示。两条模极大值曲线的相交点即可以精确地指向故障点。

本文结合水轮发电机组状态监测的实际需要，研究开发了一种基于LONWORKS现场总线技术的水轮发电机组状态监测系统，完成了现场数据采集节点的软硬件开发，设计了系统数据通讯的报文协议和通信软件。系统上位机软件利用MS-SQLSERVER2000数据库进行数据存储，通过小波变换初步实现了故障诊断。

《一种新型的基于现场总线的水轮机组状态监测系统(第3页)》