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1  項目背景介紹

白鶴灘超級世紀(jì)工程先后兩次在習(xí)近平的重要講話上被提及，通過了近70年的努力打破了國外的壟斷，實現(xiàn)了高端裝備的國產(chǎn)化自主可控的技術(shù)突破。舉國重器白鶴灘水電站建設(shè)的綜合技術(shù)難度是當(dāng)今世界最高的，而且創(chuàng)造了單機(jī)容量100萬千瓦世界第一、地下洞室群規(guī)模世界第一、300米級高拱壩抗震參數(shù)世界第一、無壓泄洪洞群規(guī)模世界第一等6個世界第一。

2  項目目標(biāo)與原則

亞控科技連續(xù)兩年在國內(nèi)SCADA監(jiān)控市場位列第一，本工程項目由亞控合作伙伴華能水電基于2套1萬點(diǎn)KingSuperSCADA二次開發(fā)，本著科技創(chuàng)新振興民族工業(yè)的理念積極參與白鶴灘水電站的建設(shè)，實現(xiàn)了對機(jī)組碳刷采集監(jiān)控的全棧國產(chǎn)替代。依托監(jiān)控系統(tǒng)的高性能及高兼容度，新的全棧體系化替代方案實現(xiàn)了高效遷移，為支撐企業(yè)未來業(yè)務(wù)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。

3  項目實施與應(yīng)用情況

發(fā)電機(jī)滑環(huán)裝置是發(fā)電機(jī)的關(guān)鍵部件之一，不僅數(shù)量多且長期處于磨損和高溫工作環(huán)境中，發(fā)電機(jī)的勵磁電流是通過碳刷、滑環(huán)輸送到勵磁繞組的。由于發(fā)電機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)中會產(chǎn)生震動導(dǎo)致電刷和滑環(huán)瞬間產(chǎn)生電火花。火花強(qiáng)度超過一定限度時就會給發(fā)電機(jī)帶來損傷，嚴(yán)重時會引起滑環(huán)燒蝕、碳刷超溫燃燒、發(fā)電機(jī)停機(jī)等重大事故，因此，在運(yùn)行過程中需要實時監(jiān)測碳刷的工況。

碳刷智能在線監(jiān)測裝置對碳刷的磨損程度、碳刷與滑環(huán)間的放電情況、碳刷溫度等反應(yīng)工況的重要指標(biāo)進(jìn)行在線監(jiān)測，將這些工況數(shù)據(jù)和狀態(tài)實時采集進(jìn)行綜合分析以此準(zhǔn)確表征碳刷的當(dāng)前性能，保障發(fā)電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的安全。

發(fā)電機(jī)滑環(huán)裝置智能監(jiān)測系統(tǒng)解決方案包含數(shù)據(jù)可視化、數(shù)據(jù)在線監(jiān)測、趨勢分析、故障智能診斷、實時報警、數(shù)據(jù)統(tǒng)計報表、參數(shù)設(shè)置、系統(tǒng)設(shè)置和用戶管理，采集大量歷史數(shù)據(jù)存儲到數(shù)據(jù)庫中，為智能診斷和統(tǒng)計分析提供數(shù)據(jù)支撐。

產(chǎn)品主要攻關(guān)點(diǎn)如下：

（2）全面國產(chǎn)，安全融合

加強(qiáng)產(chǎn)品上下游國產(chǎn)化生態(tài)領(lǐng)域的建設(shè)，包括與水利領(lǐng)域控制設(shè)備、國產(chǎn)CPU、國產(chǎn)操作系統(tǒng)、國產(chǎn)數(shù)據(jù)庫產(chǎn)品的適配融合，通過一系列融合適配、方案開發(fā)和行業(yè)應(yīng)用，促進(jìn)水利企業(yè)國產(chǎn)化落地，解決選型應(yīng)用難題。

（2）業(yè)務(wù)深耕滿足用戶需求

加強(qiáng)產(chǎn)品創(chuàng)新性，針對水利行業(yè)中的系統(tǒng)監(jiān)控痛點(diǎn)需求、升級維護(hù)、管控融合等痛點(diǎn)問題進(jìn)行不斷的技術(shù)探索與試點(diǎn)應(yīng)用。

（3）性能和易用性持續(xù)改進(jìn)

不斷提升產(chǎn)品性能和易用性改進(jìn)，提高產(chǎn)品在跨平臺、特別是不斷更新發(fā)展的信創(chuàng)平臺下的產(chǎn)品穩(wěn)定性與易用性。

4  效益分析

對于工業(yè)企業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備而言，無論是帶“病”運(yùn)行還是處于“亞健康”，都會給企業(yè)帶來損失，可能是意外停機(jī)導(dǎo)致的更高成本支出，也可能是巨額的生產(chǎn)損失以及安全隱患和事故等。據(jù)ISA數(shù)據(jù)顯示，全球制造商每年因停機(jī)遭受的損失總計約為6,470億美元。因此，關(guān)鍵工業(yè)設(shè)備的健康診斷十分重要。

本項目工程投入以后，在降低設(shè)備的維護(hù)成本、減少故障次數(shù)等方面優(yōu)勢明顯，在安全范圍內(nèi)達(dá)到國際先進(jìn)水平。該項目運(yùn)行在全信創(chuàng)化的運(yùn)行環(huán)境，不依托任何國際技術(shù)，在水電站大型裝備系統(tǒng)在線安全監(jiān)測、趨勢預(yù)判和智能診斷方面具有非常好的推廣價值。

本解決方案共在2個機(jī)組中投入使用，資金投入為幾十萬級，項目實施周期1-2個月，在降低設(shè)備的維護(hù)成本、減少故障次數(shù)等方面優(yōu)勢明顯，在安全范圍內(nèi)達(dá)到國際先進(jìn)水平。該方案存在以下4項推廣價值：

（1）全信創(chuàng)化的運(yùn)行環(huán)境，不依托任何國外技術(shù)；

（2）完成基于Linux系統(tǒng)的在線監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)及優(yōu)化，解決網(wǎng)絡(luò)安全問題；

（3）集成碳粉吸收裝置風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)壓，滑環(huán)裝置碳刷溫度、電流、磨損量，環(huán)境溫度、濕度等數(shù)據(jù)采集，對各類傳感器進(jìn)行集成優(yōu)化，實現(xiàn)在線監(jiān)測、趨勢分析、故障智能診斷；

（4）解決無線數(shù)據(jù)傳輸丟失和錯誤問題，提升智能監(jiān)測系統(tǒng)的運(yùn)行可靠性。

亞控科技基于KingSuperSCADA針對白鶴灘電站發(fā)電機(jī)滑環(huán)裝置開發(fā)的智能監(jiān)測系統(tǒng)，系統(tǒng)采集風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)速、風(fēng)壓，滑環(huán)裝置碳刷溫度、電流、磨損量、環(huán)境溫度、濕度等數(shù)據(jù)，對設(shè)備進(jìn)行在線監(jiān)測、趨勢分析、故障智能診斷，實現(xiàn)了軟件平臺系統(tǒng)的自主、安全和可控，保障發(fā)電機(jī)組穩(wěn)定可靠運(yùn)行；同時，實現(xiàn)了對機(jī)組碳刷采集監(jiān)控的全棧國產(chǎn)替代，降低了IT投資和運(yùn)維成本，有效提高了整體運(yùn)營效率，為支撐企業(yè)未來業(yè)務(wù)發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)。