CN101551678A - 一种转速测量装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种转速测量装置，包括存储与参数设置单元，它还包括：中央处理器，一方面接收开路检测信号，用于实现转速传感器的开路检测和报警；另一方面接收被测脉冲信号，通过参数的设定，实现脉冲量测量、超速保护功能和显示运行状态；还包括逻辑单元、第一输入调理单元、第二输入调理单元、输出处理单元、保护单元、指示单元、电源转换装置。本发明用以实现转速信号的测量、转速传感器的开路检测、开关量的输入/输出信号控制、超速保护等功能。
Description
技术领域
本发明涉及汽轮机，尤其涉及一种转速测量装置。
背景技术
转速测量在国民经济的各个领域，都是必不可少的，特别是对热电厂汽轮机转速的测量和控制更为重要。汽轮机转速的测量和控制，汽机转速的保护，快速反应在整个火电厂DCS控制系统占据很大一部分，然而现有的测速装置一般都将测速和超速保护功能分开，存在测量精度低、测量速度慢和可靠性差等问题。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足，本发明旨在提供一种测量精度高、测量速度快和可靠性好的转速测量装置，以实现转速信号的测量、转速传感器的开路检测、开关量的输入/输出信号控制、超速保护等功能。
本发明所述的一种转速测量装置，包括存储与参数设置单元，其特征在于：它还包括：
中央处理器，一方面接收开路检测信号，用于实现转速传感器的开路检测和报警；另一方面接收被测脉冲信号，通过参数的设定，实现脉冲量测量、超速保护功能和显示运行状态；
逻辑单元，与所述的中央处理器连接，一方面用于接收转速信号，用于对实际转速信号进行采集，并向所述的中央处理器输出被测脉冲信号；另一方面用于接收开关量输入信号，根据所述的中央处理器输出的控制信号，进行开关量控制处理，并输出相应的开关量输出信号；
第一输入调理单元，与所述的逻辑单元以及所述的中央处理器连接，用于将从外界接收到的转速输入信号进行隔直、隔离、滤波和比较整形，并向所述的逻辑单元输出相应的转速信号，同时分别向所述的逻辑单元以及所述的中央处理器输出开路检测信号；
第二输入调理单元，与所述的逻辑单元连接，用于将从外界接收到的开关量输入信号进行隔离、滤波和整形，并向所述的逻辑单元输出相应的开关量输入信号；
输出处理单元，与所述的逻辑单元连接，用于将从所述的逻辑单元接收到的开关量输出信号进行光电转换，并输出相应的信号，进行输出控制；
保护单元，与所述的输出处理单元连接，用于保护开关量输出状态；
指示单元，与所述的逻辑单元连接，用于接收从所述的逻辑单元输出的指示信号，显示所述转速测量装置的现场运行状态；
电源转换装置，用于向所述的转速测量装置供电。
在上述的一种转速测量装置中，所述的中央处理器包括中央处理装置，该中央处理装置包括依次连接的测速单元、转速计算单元、转速判断单元，其中：
测速单元，用于将从所述逻辑单元接收到的被测脉冲信号转换成数字量形式的转速信号；
转速计算单元，用于接收所述测速单元输出的转速信号，根据从所述的存储与参数设置单元输出的参数信号，计算输出相应的转速信号；
转速判断单元，用于将从所述转速计算单元接收到的转速信号与预置的转速值比较判断，并输出控制信号。
在上述的一种转速测量装置中，所述的第一输入调理单元和第二输入调理单元分别包括依次连接的输入整形子模块和光电隔离子模块。
在上述的一种转速测量装置中，所述的输出处理单元包括依次连接的信号处理子模块和光电MOS子模块。
在上述的一种转速测量装置中，所述的中央处理器还连接有一通讯接口，用于与外围上位机通讯。
在上述的一种转速测量装置中，所述的指示单元包括数据输入状态指示子模块、数据输出状态指示子模块、转速通道指示子模块、电源/通讯指示子模块。
由于采用了上述的技术解决方案，本发明通过对汽轮机转速传感器的直接检测，与系统配合连接，对转速信号进行采集、处理，按设计好的模式计算出实际转速，并根据实际工况，完成对汽轮机转速的控制。另外，本发明还具有转速传感器的开路检测、开关量的输入/输出信号控制、超速保护以及状态显示和报警等功能，具有测量精度高、测量速度快、可靠性好、实用价值大等优点。
附图说明
图1是本发明一种转速测量装置的中央处理装置的功能框图；
图2是本发明一种转速测量装置的最佳实施例的结构框图。
具体实施方式
如图2所示，本发明一种转速测量装置的最佳实施例，包括第一输入调理单元1、第二输入调理单元2、逻辑单元3、中央处理器4、与中央处理器4连接的存储与参数设置单元5、输出处理单元6、保护单元7、指示单元8以及向转速测量模块供电的电源转换装置9，其中：
中央处理器4，一方面接收开路检测信号，用于实现转速传感器的开路检测和报警；另一方面接收被测脉冲信号，通过参数的设定，实现脉冲量测量、超速保护功能和显示运行状态；
逻辑单元3，与中央处理器4连接，一方面用于接收转速信号，用于对实际转速信号进行采集，并向所述的中央处理器输出被测脉冲信号；另一方面用于接收开关量输入信号，根据中央处理器4输出的控制信号，进行开关量控制处理，并输出相应的开关量输出信号；
第一输入调理单元1，与逻辑单元3以及中央处理器4连接，用于将从外界接收到的转速输入信号进行隔直、隔离、滤波和比较整形，并向逻辑单元3输出相应的转速信号，同时分别向逻辑单元3以及中央处理器4输出开路检测信号；
第二输入调理单元2，与逻辑单元3连接，用于将从外界接收到的开关量输入信号进行隔离、滤波和整形，并向逻辑单元3输出相应的开关量输入信号；
输出处理单元6，与逻辑单元3连接，用于将从中央处理器4接收到的开关量输出信号进行光电转换，并输出相应的信号，进行输出控制；
保护单元7，与输出处理单元6连接，当转速信号超过设定值时，用于保护开关量输出状态，使其开关量输出不由于上电等其他情况发生而引起误动作；
指示单元8，与逻辑单元3连接，用于接收从逻辑单元3输出的指示信号，显示所述转速测量装置的现场运行状态。
结合图1，中央处理器4包括中央处理装置41，该中央处理装置41包括依次连接的测速单元411、转速计算单元412、转速判断单元413，其中：
测速单元411，用于将从逻辑单元3接收到的被测脉冲信号转换成数字量形式的转速信号；
转速计算单元412，用于接收测速单元411输出的转速信号，根据从存储与参数设置单元5输出的参数信号，计算输出相应的转速信号；
转速判断单元413，用于将从转速计算单元412接收到的转速信号与预置的转速值比较判断，并输出控制信号。
第一输入调理单元1和第二输入调理单元2分别包括依次连接的输入整形子模块11、21和光电隔离子模块12、22。
输出处理单元6包括依次连接的信号处理子模块61和光电MOS子模块62。
中央处理器4还连接有一通讯接口10，用于接收从转速计算单元42输出的转速信号，与外围的上位机通讯，该通讯接口10可采用芯片VP3082。
指示单元8包括数据输入状态指示子模块81、数据输出状态指示子模块82、转速通道指示子模块83、电源/通讯指示子模块84。
在本发明中，中央处理器4可采用AMD公司的16位嵌入式单片机AMD188作为主控芯片，使用C++编程语言，实现脉冲量测量计算，并将根据现场参数计算得出转速与预置转速进行比较，根据是否超速向逻辑单元3输出相应的控制信号，即完成超速保护功能的设定，逻辑单元3将根据该控制信号，启动保护功能，并根据改控制信号向指示单元8输出相应的指示信号，实现状态显示；同时中央处理器4和逻辑单元3的配合使用，还实现了转速传感器的开路检测和报警功能以及与上位机的通讯等功能。
所述的逻辑单元3使用大规模可编程逻辑芯片CPLD作为转速信号的输入计数，和开关量信号输入/输出电路，大规模逻辑芯片CPLD(XC9572TQ100)通过编程构成16位定时/计数器和触发器，实现①对实际转速信号进行采集；②开关量的输入/输出处理。
存储与参数设置单元5包括静态存储器SRAM(621024)、闪存FLASH(AM29F040)、电子式可清除程序化只读存储器EEPROM(X5043)以及用于修改和设置现场参数的看门狗WCHdog(X5043)。
综上所述，本发明通过对汽轮机转速传感器的直接检测，与系统配合连接，对转速信号进行采集、处理，按设计好的模式计算出实际转速，并根据实际工况，完成对汽轮机转速的控制。另外，本发明还具有转速传感器的开路检测、开关量的输入/输出信号控制、超速保护以及状态显示和报警等功能，具有测量精度高、测量速度快、可靠性好、实用价值大等优点。
以上结合附图实施例对本发明进行了详细说明，本领域中普通技术人员可根据上述说明对本发明做出种种变化例。因而，实施例中的某些细节不应构成对本发明的限定，本发明将以所附权利要求书界定的范围作为本发明的保护范围。
Claims (6)
1.一种转速测量装置，包括存储与参数设置单元，其特征在于：它还包括：
中央处理器，一方面接收开路检测信号，用于实现转速传感器的开路检测和报警；另一方面接收被测脉冲信号，通过参数的设定，实现脉冲量测量、超速保护功能和显示运行状态；
逻辑单元，与所述的中央处理器连接，一方面用于接收转速信号，用于对实际转速信号进行采集，并向所述的中央处理器输出被测脉冲信号；另一方面用于接收开关量输入信号，根据所述的中央处理器输出的控制信号，进行开关量控制处理，并输出相应的开关量输出信号；
第一输入调理单元，与所述的逻辑单元以及所述的中央处理器连接，用于将从外界接收到的转速输入信号进行隔直、隔离、滤波和比较整形，并向所述的逻辑单元输出相应的转速信号，同时分别向所述的逻辑单元以及所述的中央处理器输出开路检测信号；
第二输入调理单元，与所述的逻辑单元连接，用于将从外界接收到的开关量输入信号进行隔离、滤波和整形，并向所述的逻辑单元输出相应的开关量输入信号；
输出处理单元，与所述的逻辑单元连接，用于将从所述的逻辑单元接收到的开关量输出信号进行光电转换，并输出相应的信号，进行输出控制；
保护单元，与所述的输出处理单元连接，用于保护开关量输出状态；
指示单元，与所述的逻辑单元连接，用于接收从所述的逻辑单元输出的指示信号，显示所述转速测量装置的现场运行状态；
电源转换装置，用于向所述的转速测量装置供电。
2.根据权利要求1所述的一种转速测量装置，其特征在于：所述的中央处理器包括中央处理装置，该中央处理装置包括依次连接的测速单元、转速计算单元、转速判断单元，其中：
测速单元，用于将从所述逻辑单元接收到的被测脉冲信号转换成数字量形式的转速信号；
转速计算单元，用于接收所述测速单元输出的转速信号，根据从所述的存储与参数设置单元输出的参数信号，计算输出相应的转速信号；
转速判断单元，用于将从所述转速计算单元接收到的转速信号与预置的转速值比较判断，并输出控制信号。
3.根据权利要求1或2所述的一种转速测量装置，其特征在于：所述的第一输入调理单元和第二输入调理单元分别包括依次连接的输入整形子模块和光电隔离子模块。
4.根据权利要求1或2所述的一种转速测量装置，其特征在于：所述的输出处理单元包括依次连接的信号处理子模块和光电MOS子模块。
5.根据权利要求1或2所述的一种转速测量装置，其特征在于：所述的中央处理器还连接有一通讯接口，用于与外围上位机通讯。
6.根据权利要求1或2所述的一种转速测量装置，其特征在于：所述的指示单元包括数据输入状态指示子模块、数据输出状态指示子模块、转速通道指示子模块、电源/通讯指示子模块。
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