对于静态数据需要进行活载及风振的过滤,经过过滤后的静态参数将仅包含温度对结构的影响,这种过滤一般可以采用低通滤波的方式,实现的时候可以采用幅值域分析的方式。对于动态参数则应考虑所需要测试的频率范围进行带通滤波。
a) 数据存储引擎将指定的数据按照时间标签存入数据文件。
每个数据包中包含一个测点(对应一个数据采通道)一段时间(定为1秒)连续采集数据的内容。数据文件的文件名包括以下信息:采样数据开始时间(小时-分-秒)、数据存储模式(数据触发说明)、采样率、数据点数、数据最大值、最小值、均值、方差。文件内容包括各点采样数据。
b) 数据文件的存储策略根据数据存储模式的不同而异,具体如下:
间断存储时,每个通道每段连续的信号数据保存为一个文件;触发存储时,被触发的每个通道每段连续的信号数据保存为一个文件;人工连续存储时,如果某通道要保存的连续数据很大,根据数据文件的大小,可以每10分钟自动更换一个文件保存;根据硬盘空间的大小,自动删除部分(一周)以前的数据文件。
四. 软件实现与现场成果
1. 系统软件结构
软件系统主要分为两个部分:
1) 数据采集软件(下位机FPGA部分)
作为基于LabVIEW的RT实时系统的FPGA下位机程序,能够实时进行大量数据的采集与存储和控制任务,主要实现加速度、风、温度等信号的采样与降采样和振动特征值计算、GPS对时、定时存储、采集通道设定等功能。该部分程序烧写在FPGA硬件模块上,由FPGA硬件进行实现,经过一系列的转换,最终被编译为比特流文件,并下载到FPGA模块上运行。多个采集站采用统一软件架构,实现采集任务的模块化和规范化,多机箱间的精确的同步采集,同时实现数据的本地存储。。
2) 数据处理与控制软件(上位机部分)
数据传输、处理与控制软件是基于LabVIEW8.2平台开发的,数据处理与控制工作站软件平台是基于LabVIEW8.2平台下的状态机机制,通过TCP协议实时接收下位机的原始数据与设备工作站的工作状态,按照指定报文格式进行数据的接收解译与命令的发送。同时,使用LabVIEW自带的信号分析、数字滤波和统计分析等子VI,完成结构状态的特征参数提取工作。数据首先采用自定义结构体包装,通过queue队列形式完成各VI之间的数据交互,队列的先进先出机制有效的解决的数据完整性和稳定性。
3) 电力监控部分软件
软件平台采用可视性强、界面丰富的NI LabVIEW平台和数据分析技术,采用标准的数据接口。电力监测软件为用户提供一个可视化的监测界面,让用户直观、方便、快捷地了解现场传感器、UPS、磁弹仪、采集器的运行状态,并根据数据分析的结果进行运行状态的调整和负荷的控制。用户通过查询历史数据库,可以调出电力设备的历史运行状态曲线,并完成上位机对应的数据管理功能。界面如图6所示。
数据传输、处理与控制软件主要包括10大功能模块:登录模块、采集站配置模块、存储任务管理模块、采集任务管理模块、传感器状态模块、网络状态识别模块、数据下载与入库模块、电力监控模块、用户管理模块、系统帮助模块。界面如图7所示。
图7 采集站状态及控制模块界面