構成該應用的模塊示意圖

"LabVIEW圖形化編程環境，不需任何額外費用即可將模塊整合至研發階段"

- Roberto Arnanz, Fundacion CARTIF

挑戰:
開發診斷網絡

，自動追蹤鋒利渦輪機的狀態，並具備集中存取功能，讓用戶對獲取的信息進行離線分析。

解決方案:
使用NI LabVIEW開發應用，進行數據采集、數據管理、為應用提供網絡存取功能，並使用NI CompactDAQ進行數據采集，以便在單一設備上調節並獲取不同的信號。

作者:
Roberto Arnanz - Fundacion CARTIF
Anibal Reñones - Fundacion CARTIF
- - - Iberdrola Renovables

CARTIF的工業診斷與預測維護工程師
，工作內容是開發診斷式工業環境係統。 而這些係統必須能取得如振動、電子與高低頻率的各種數位信號，並達到高存數容量。許多情況下，我們必須在整個電力生產過程不斷操作這些係統。

對風力渦輪而言
，其功能與設計階段的數據采集
、診斷與存儲需求，均近似於任何旋轉機器的應用。 在風力渦輪的應用上
，我們必須診斷多台機器
，也因此大幅提高了資料與診斷的數量
，使中央處理壓力增大。

在與Iberdrola Renovables公司合作中
，我們開發的解決方案
，可向所有機器提供獨立的診斷裝置、分散式 PostgreSQL數據庫
，同時每個風力電廠搭配1組服務器，和1組中央服務器。 我們對界麵進行修改使其可用於網絡瀏覽器
，從而分散資料的存取。 有了LabVIEW網絡服務器工具組，我們開發的應用可供單機使用
，並可發布到網絡上。 因此，我們使用LabVIEW作為單一的開發工具，在不考慮個別功能的安裝位置
、溝通方式，與用戶使用方式的情況下，整合數據采集、信號處理以及界麵設計。

數據采集

根據診斷需求
，我們必須從每座風力渦輪機中采集多個信號。 我們安裝了第一款原型，它具備8組ICP加速度計
、5組電容加速度計
、3組電流鉗
、3組電壓傳感器和2個測量速度的電感傳感器。 在考慮了各種信號類型之後，我們選擇使用NI CompactDAQ係統，其中包含NI cDAQ-9172 8槽機箱、NI USB-9233加速度計
、NI 9205 C係列模擬輸入模塊
、NI 9423漏極輸入C係列模塊，與NI 9474 C係列電子輸出模塊。

由you於yu該gai係xi統tong在zai研yan究jiu過guo程cheng中zhong能neng以yi可ke變bian速su度du操cao作zuo
，所suo以yi該gai係xi統tong符fu合he我wo們men對dui信xin號hao采cai集ji的de多duo種zhong需xu求qiu，包bao括kuo將jiang速su度du信xin號hao與yu其qi餘yu用yong作zuo分fen析xi的de信xin號hao同tong步bu。 因yin為wei與yu緩huan慢man轉zhuan動dong軸zhou相xiang關guan因yin素su的de一yi般ban頻pin率lv非fei常chang低di，而er且qie該gai係xi統tong某mou時shi間jian段duan內nei的de旋xuan轉zhuan速su度du數shu據ju變bian動dong性xing並bing不bu高gao且qie便bian於yu分fen析xi，所suo以yi該gai係xi統tong還hai能neng夠gou在zai較jiao長chang時shi間jian內nei連lian續xu地di進jin行xing數shu據ju采cai集ji。

為了設定指定的采集時段

，我們隻有在所需的采集時段內
、速度變動百分比在不超過某個閥值時才能進行數據存儲。 zhezhongfangfaxiangdangyushiyongchufaruanjian
，gairuanjianzhongyicunchudeziliaohuiduiyingyuchufashijian，bingqiechufatiaojianshiyoumougejisuansuojueding，cijisuanhuijuedingyiwangshujuzhongdezuigaosudubianhua。

除了編碼器信號，針對8個模擬通道，該係統可實現連續25 kHz的傳輸率，從而將資料連續存儲至磁盤，並能夠在所需時間內獲得該頻率的信號。

診斷應用

考慮到動力相對的不足

，該係統會逐次采集資料並稍後處理所收集到的資料。 在每一輪的基礎上我們進行不同通道和頻率的采集，這是根據定期診斷進行的
；我們將全部的結果存儲在本地資料庫中
，並且隻將最顯著的結果或警報發送至中央數據庫。

多個模塊組成應用程序， 監督模塊讀取數據庫設定
，並根據這些設定
、命令在預定時間執行各種采集、後續處理與可用數據的診斷。 用戶界麵模塊提供已采集信號的存取
，以及用診斷結果進行簡單的分析功能
，例如1個或多個采集的快速傅裏葉(FFT)顯示，而且該模塊可互相比較。 無需下載已采集的信號，任何用戶都可以通過網絡瀏覽器連接至該界麵。

模塊化設計便於處理演算法的執行修改，且不必重新便宜編譯應用程序就能增加新的功能。 在此案例中
，該演算法位於動態連接庫，可在係統處理沒有運行時對其進行編輯。

診斷網絡

該係統的管理機製可方便每個數據庫保持最新狀態，即使其中一個點失去了聯係，所有的機器仍會連續自動進行預訂的診斷。

我們設計了一個位於中央服務器上
、可從任何網絡瀏覽器存取、監控或進行數據采集(SCADA)的用戶界麵，所以該應用程序的用戶能夠快速獲得各種機器所產生的診斷信息，並且具有高度的靈活性。 為了快速地存取或分析采集的信號
，用戶可以連接到機器上(而非中央服務器上)的界麵。 在Apache服務器上
，我們將該方法建立在LabVIEW應用程序上。

為了在測試期間讓各種網絡元素相互通信
，我們建立了一個無線診斷網絡，使其獨立於風力場中所有其他通信之外。

使用LabVIEW簡化模塊集成

我們使用LabVIEW作為整個診斷應用程序的開發軟件。 LabVIEW圖形化編程環境
，不需任何額外費用即可將模塊整合至研發階段。 盡管我們獨立設計了數據采集
、處理與診斷模塊，此模塊設計能夠推進軟件開發過程，並且可以根據計算要求與設備功能，在不同平台(或多核心係統及不同的微處理器)上執行該模塊。 我們在Iberdrola Renovables公司的電廠中實現了該係統，他們的大力支持對我們項目的開展起了巨大的作用。