CN103914044A - 一种智能在线监控保护装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种智能在线监控保护装置，包括一上位机、一显示模块、一通信管理模块、一转速检测模块、一键相模块、至少一个振动位移/速度/加速度监控模块、一继电器报警保护模块以及一通讯背板，所述通讯背板上设置有背板总线，通信管理模块接收各功能模块检测并传输的原始数据和提取的特征数据，进行集中存储和管理，并将特征数据与预先设置的阈值范围进行比较判断，该阈值范围反应设备正常状态下的设备运行数据；继电器报警保护模块基于所述通信管理模块对特征数据的判断结果，以声音和/或光信号的形式进行报警。本发明的适用范围广，数据传输速度快，监测参数全面，通道数多，处理器性能高，监测的实时性好，并具故障诊断功能。

Description

一种智能在线监控保护装置

技术领域

本发明属于智能仪器仪表技术领域，尤其涉及一种设备的智能在线监测和保护装置。

背景技术

现代工业化生产的装备系统具有连续高速、自动化程序高等特点，在发生事故、状态异常、意外停机等非可预知性的故障时，往往会造成巨大的损失，而且不是短时间内就可以维修的。

在设备的运行过程中，偶发性故障和寿命性故障通常是并存的，如何合理、提前预知这些故障，排除可能发生的危险，是延长设备使用时间、减少停机引发损失的关键所在。

为此，现有技术中提出了多种监控设备和对应的方法，监视设备运行状态，当设备运行状态发生异常时，可根据异常表现形式、异常参数数值以及其他参数数值、设备工作原理等判断异常工作部位和产生原因，然后采取相应的措施恢复正常运行或者排除已经发生的故障。典型监控设备，例如第200710132811.7号中国专利“嵌入式旋转机械运行监控保护装置与设置方法”，提出了一种监控保护装置，采用嵌入式计算机结构，包括嵌入式管理模块和多个功能模块、显示器和触摸屏控制电路；每个功能模块对旋转机械的各通路传感器信号采集电路进行处理；嵌入式管理模块通过高速异步串口(UART)的总线接口电路连接功能模块进行数据传递和控制，管理模块采用32位的ARM7处理器，使用μC/OS-Ⅱ实时操作系统，各功能模块采用LPC2114处理器，均具有双通道监测功能。但该装置处理器的性能较低，监测的通道数少，监测参数少，无法进行在线故障诊断等缺点限制了其推广和使用。

又如第200410041412.6号中国专利申请“基于网络的磨床数据采集与故障诊断装置”，提出了一种基于网络的磨床数据采集与故障诊断装置，通过在机床相应位置上安装振动、噪音和温度等相应的传感器，并将这些信号连接到本装置，实现对机床的工况情况进行判断，并可通过以太网与网络上的计算机进行通讯，实现远程服务和诊断；还可实现对只有串口的数控机床联网，并可对诊断算法和相应的判断进行在线的调整，不断进行学习，提高诊断的水平。但是其缺点是采用串口传输采样数据，传输速度低；其采集装置没有独立的DSP处理器，所有的采集数据都由ARM处理，使其负担过重且数据处理效率不高。

又如第200810207324.7号中国专利申请“一种状态监测保护装置”，提出了一种状态监测保护装置，其可将传感器系统采集到的瓦振信号，转化为标准的仪表信号，具体数据分析处理功能，具备远程通讯功能，能够将速度/加速度振动传感器输出信号进行D/A变换处理，直接将其输出到故障诊断系统、DCS系统、记录仪和仪表中。但其缺点是，只能监测瓦振信号，监测参数单一，监测通道少；只采用单片机进行数据处理，处理能力弱；采用串口进行数据传输，传输效率低；无法进行远程监测和故障诊断。

发明内容

本发明目的在于提供一种智能在线监控保护装置，其适用范围广，数据传输速度快，监测参数全面，通道数多，处理器性能高，监测的实时性好，并具故障诊断功能，解决现有技术中存在的缺陷和问题。

本发明的上述目的通过独立权利要求的技术特征实现，从属权利要求以另选或有利的方式发展独立权利要求的技术特征。

为达成上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种智能在线监控保护装置，包括一上位机、一显示模块、一通信管理模块、一转速检测模块、一键相模块、至少一个振动位移/速度/加速度监控模块、一继电器报警保护模块以及一通讯背板，所述通讯背板上设置有背板总线，背板总线由并行总线、RS485总线和CAN总线组成，其中：

所述转速检测模块和键相模块采集设备转速信号并通过所述CAN总线或RS485总线将数据传输至所述通信管理模块，所述振动位移/速度/加速度监控模块检测设备的瞬时振动位移/速度/加速度信号以及对瞬时信号进行分析处理得到特征数据，前述瞬时信号通过所述并行总线传输至通信管理模块，特征数据通过CAN总线传输至通信管理模块；

所述通信管理模块接收所述转速检测模块、键相模块和振动位移/速度/加速度监控模块传输的数据，进行集中存储和管理，并将所述特征数据与预先设置的阈值范围进行比较判断，该阈值范围反应设备正常状态下的设备运行数据；该通信管理模块通过RS485总线与显示模块数据交互，通过网线与上位机连接；

所述继电器报警保护模块基于所述通信管理模块对特征数据的判断结果，以声音和/或光信号的形式进行报警。

进一步的实施例中，所述通信管理模块包括中央处理模块以及与之连接的网络接口、存储器、触摸显示屏接口、键盘接口、第一CPLD逻辑控制电路、并行总线接口电路、CAN总线接口电路以及RS485总线接口电路，该第一CPLD逻辑控制电路、并行总线接口电路、CAN总线接口电路以及RS485总线接口电路还与所述背板总线连接，其中：

该通信管理模块通过所述网络接口接收上位机发送的指令信息和参数配置信息，由中央处理模块分析处理后通过所述RS485总线发送至转速检测模块、键相模块和振动位移/速度/加速度监控模块，实现对转速检测模块、键相模块和振动位移/速度/加速度监控模块的管理和维护；

该通信管理模块在第一CPLD逻辑控制电路的控制下，通过并行总线获取所述振动位移/速度/加速度监控模块瞬时采样获取的所述瞬时信号，并且通过RS485总线和CAN总线获取所述转速检测模块和键相模块采集的设备转速信号以及所述特征数据，进行分析处理后将数据再通过所述网络接口上传至所述上位机进行图形显示；

该通信管理模块通过所述键盘接口和/或触摸显示屏接口进行人机交互，保存历史数据和日志信息；以及

该通信管理模块将所述特征数据与预先设置的阈值范围进行比较判断，并将比较结果通过所述背板总线发送至所述继电器报警保护模块。

进一步的实施例中，所述通信背板包括一个通信管理模块专用插槽、多个通用插槽、插槽状态识别逻辑电路以及所述背板总线，其中：

通信管理模块专用插槽供所述通信管理模块插入使用；

通用插槽供所述转速检测模块、键相模块、振动位移/速度/加速度监控模块、继电器报警保护模块插入使用；

通用插槽内设置有板卡号分配电路，插槽状态识别逻辑电路通过信号线与每个通用插槽的板卡号分配电路连接用于识别通用插槽的状态，并通过并行总线将通用插槽状态信息传输至通信管理模块；

该通信背板还包括还地址线、FIFO读写控制以及状态信号线READ、WRITE、HF、EMPTY，通信管理模块通过地址线选择对应通用插槽内的功能模块并通过状态信号线HF、EMPTY判断存储器当前是否有数据，当数据半满状态时通过并行总线读取对应通用插槽内的功能模块所采集到的数据。

进一步的实施例中，所述键相模块包括2个键相通道、第一DSP处理器以及第二CPLD逻辑控制电路，2个键相通道分别连接在所述背板端子和第一DSP处理器之间，所述键相通道由转速/键相脉冲调理整型单元和DSP接口逻辑单元组成，转速/键相脉冲调理整型单元用于滤波整形，DSP接口逻辑单元由转速测量定时/计数器和分频器组成，其中：

所述2个键相通道中的转速/键相脉冲调理整型单元分别接收从通讯背板的背板端子上传输过来的传感器信号，然后分成两路：一路传输到转速测量定时/计数器用于转速测量，并将转速数据传输给第一DSP处理器；另一路传输到分频器进行锁相倍频，以产生同步采样脉冲信号，该同步采样脉冲信号输入第二CPLD逻辑控制电路供第一DSP处理器输出指令；

所述第二CPLD逻辑控制电路从第一DSP处理器接收指令，控制从背板总线进行数据读取；以及

所述第一DSP处理器根据采集的转速信号判断设备启停状态，在设备变速运行阶段根据转速间隔输出同步采样启动信号，控制振动位移/速度/加速度监控模块同步采样；在设备稳速运行阶段则根据参数设置的时间间隔，定时输出同步采样启动信号；在设备转速高于一定转速时，同步采样脉冲信号来自倍频后的键相脉冲，否则，来自第二CPLD逻辑控制电路内部的定时器，最后，第一DSP处理器将同步采样信号和转速数据通过背板总线的CAN总线或RS485总线输出。

进一步的实施例中，所述振动位移/速度/加速度监控模块包括4路信号调理单元、4通道抗混滤波单元、4通道同步采样单元、第二DSP处理器、CAN电路、RS485电路、第三CPLD逻辑控制电路、FIFO缓存器以及并行输入口，背板总线与第二DSP处理器之间通过CAN电路和RS485电路连接，并行输入口连接背板总线与第二DSP处理器，其中：

所述4路信号调理单元分别接收从通讯背板的背板端子上传输过来的传感器信号，经各自的信号调理处理后，分为直流信号和交流信号，直流信号直接输入至第二DSP处理器内嵌的A/D转换模块，交流信号则经4通道抗混滤波单元进行滤波后输入4通道位同步采样单元，在来自键相模块输出的同步采样脉冲信号的控制下实现瞬时信号采集，采集的瞬时信号经第二DSP处理器标定转换后，输出至FIFO缓存器，供通信管理模块读取；以及

所述振动位移/速度/加速度监控模块的内部逻辑控制由所述第三CPLD逻辑控制电路实现，该第三CPLD逻辑控制电路接收中央处理模块的指令控制从背板总线进行传感器信号读取，并控制通过CAN总线上传特征数据至通信管理模块、通过并行总线上传瞬时信号至通信管理模块以及通过RS485总线接收通信管理模块的指令信息。

进一步的实施例中，所述继电器报警保护模块包括16路继电器、继电器驱动电路、第三DSP处理器，所述通信管理模块通过RS485总线将报警逻辑的信息参数传输至第三DSP处理器后，该第三DSP处理器经逻辑运算后输出16路继电器报警信号，经所述继电器驱动电路驱动16路继电器动作，触发报警指示灯和/或报警发声器工作实现报警，所述报警指示灯和/或报警发声器连接至所述背板端子上。

进一步的实施例中，所述智能在线监控保护装置还包括轴向位移/差胀监控模块，轴向位移/差胀监控模块插入在所述通用插槽内用于检测设备的轴向位移/差胀数据，并通过背板总线传输至通信管理模块，由通信管理模块进行集中存储和管理。

进一步的的实施例中，所述智能在线监控保护装置还包括过程信号监控模块，过程信号监控模块插入在所述通用插槽内用于检测设备的电压、电流、电阻、温度、压力信号，并通过背板总线传输至通信管理模块，由通信管理模块进行集中存储和管理。

由以上本发明的技术方案可知，本发明所提出的智能在线监控保护装置，与现有技术相比，其显著优点在于：

1、采用多通道模块设计方式，能够实现多通道同时进行监测，同时采用可扩展的背板插槽，可插接安装多个监测模块，同时监测多个特征参数，解决现有监控装置的监测通道少、监测参数少的问题；

2、通信背板采用并行总线传输采集数据，可进行高速的大数据量传输，解决传统监测装置的数据传输速度不高的问题；

3、每个功能模块内采用DSP处理器，可对采集原始数据进行快速的预处理，减少通讯管理模块的集中数据处理压力，为实现在线监控和保护提供时间和数据处理速度保证；

4、采用以太网技术，实现通信管理模块与上位机通信，进行远程在线监控、上报数据以及深度分析，有利于监控人员通过后台和远端的处理服务站对整个设备的运行进行系统和深度分析，直观反映设备的运行状态和监控状态、监控结果；

5、本发明的智能在线监控保护装置通过内部的通信管理模块实现快速在线的分析，对特征数据进行诊断，及时有效地进行保护，提高故障诊断能力和效率。

附图说明

图1为本发明一实施方式智能在线监控保护装置的原理示意图。

图2为图1实施例智能在线监控保护装置中通信背板的一个示例性原理示意图。

图3为图1实施例智能在线监控保护装置中通信管理模块的一个示例性原理示意图。

图4为图1实施例智能在线监控保护装置中键相模块的一个示例性原理示意图。

图5为图1实施例智能在线监控保护装置中振动位移/速度/加速度监控模块的一个示例性原理示意图。

图6为图1实施例智能在线监控保护装置中继电器报警保护模块的一个示例性原理示意图。

图7为本发明另一实施方式智能在线监控保护装置的原理示意图。

图8为利用图7实施例的智能在线监控保护装置实现振动信号监控的实现流程图。

具体实施方式

为了更好的了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

图1所示为本发明一实施方式智能在线监控保护装置的原理示意，其中，一种智能在线监控保护装置，包括一上位机1、一通信管理模块2、一显示模块3、一转速检测模块4、一键相模块5、至少一个振动位移/速度/加速度监控模块6、一继电器报警保护模块8以及一通讯背板。

通讯背板上设置有背板总线9，如图1所示，通信管理模块2通过背板总线9与转速检测模块4、键相模块5、振动位移/速度/加速度监控模块（6A、6B）、继电器报警保护模块8实现数据交互。为方便起见，以下描述振动位移/速度/加速度监控模块（6A、6B）时，本实施例中采用振动位移/速度/加速度监控模块6这样的简化方式。

如图2所示，所述背板总线由并行总线12、RS485总线15和CAN总线16组成。

所述转速检测模块4和键相模块5采集设备转速信号并通过所述CAN总线16或RS485总线15将数据传输至所述通信管理模块2，所述振动位移/速度/加速度监控模块6检测设备的瞬时振动位移/速度/加速度信号以及对瞬时信号进行分析处理得到特征数据，前述瞬时信号通过所述并行总线12传输至通信管理模块2，特征数据通过CAN总线16传输至通信管理模块2。这些特征参数包括但不限于峰峰值、有效值、倍频幅值、倍频相位和峭度系数，都是用于反映设备运行状态的特征数据。

所述通信管理模块2接收所述转速检测模块4、键相模块5和振动位移/速度/加速度监控模块6传输的数据，进行集中存储和管理，并将所述特征数据与预先设置的阈值范围进行比较判断，该阈值范围反应设备正常状态下的设备运行数据；该通信管理模块2通过RS485总线15与显示模块3数据交互，通过网线与上位机1连接。

所述继电器报警保护模块8基于所述通信管理模块2对特征数据的判断结果，以声音和/或光信号的形式进行报警。

如图2所示，作为可选的实施方式，所述通信背板包括一个通信管理模块专用插槽10、多个通用插槽（11A、11B、…11N）、插槽状态识别逻辑电路17以及所述背板总线9，如前述，所述背板总线由并行总线12、RS485总线15和CAN总线16组成。

本实施例中，通信管理模块专用插槽10供所述通信管理模块2插入使用。通用插槽（11A、11B、…11N）供所述转速检测模块4、键相模块5、振动位移/速度/加速度监控模块6、继电器报警保护模块8插入使用，当然并不以此为限制，还可以供其他的扩展功能模块使用。

通用插槽（11A、11B、…11N）内设置有板卡号分配电路，插槽状态识别逻辑电路17通过信号线14与每个通用插槽的板卡号分配电路连接用于识别通用插槽的状态（11A、11B、…11N），即插槽内是否插入了某一功能模块，并通过并行总线12将通用插槽状态信息传输至通信管理模块2。

该通信背板还包括还地址线13、FIFO读写控制以及状态信号线READ、WRITE、HF、EMPTY，通信管理模块2通过地址线13选择对应通用插槽内的功能模块并通过状态信号线HF（存储区半满状态）、EMPTY（存储区空状态）判断存储器当前是否有数据，当数据半满状态时通过并行总线12读取对应通用插槽内的功能模块所采集到的数据。

通信管理模块2实现整个智能在线监控保护装置的维护和管理以及对采集数据的存储和管理。如图3所示，作为可选的实施方式，通信管理模块2包括中央处理模块18以及与之连接的网络接口19、存储器20、触摸显示屏接口21、键盘接口22、第一CPLD逻辑控制电路23、并行总线接口电路24、CAN总线接口电路25以及RS485总线接口电路26，该第一CPLD逻辑控制电路23、并行总线接口电路24、CAN总线接口电路25以及RS485总线接口电路26还与所述背板总线9连接，其中：

该通信管理模块2通过所述网络接口19经以太网接收上位机1发送的指令信息和参数配置信息，由中央处理模块18分析处理后通过所述RS485总线15发送至转速检测模块4、键相模块5和振动位移/速度/加速度监控模块6，实现对转速检测模块4、键相模块5和振动位移/速度/加速度监控模块6的管理和维护；

该通信管理模块2在第一CPLD逻辑控制电路23的控制下，通过并行总线12获取所述振动位移/速度/加速度监控模块6瞬时采样获取的所述瞬时信号，并且通过RS485总线15和CAN总线16获取所述转速检测模块4和键相模块采集5的设备转速信号以及所述特征数据，进行分析处理后将数据再通过所述网络接口19上传至所述上位机1进行图形显示；

该通信管理模块2通过所述键盘接口22和/或触摸显示屏接口21进行人机交互，保存历史数据和日志信息；以及

该通信管理模块2将所述特征数据与预先设置的阈值范围进行比较判断，并将比较结果通过所述背板总线9发送至所述继电器报警保护模块8。

如图4所示，作为可选的实施方式，所述键相模块包括2个键相通道、第一DSP处理器40以及第二CPLD逻辑控制电路41，2个键相通道分别连接在通讯背板的背板端子27和第一DSP处理器40之间，所述键相通道由转速/键相脉冲调理整型单元38和DSP接口逻辑单元39组成，转速/键相脉冲调理整型单元38用于滤波整形，DSP接口逻辑单元39由转速测量定时/计数器和分频器组成，其中：

所述2个键相通道中的转速/键相脉冲调理整型单元38分别接收从通讯背板的背板端子27上传输过来的传感器信号，然后分成两路：一路传输到转速测量定时/计数器用于转速测量，并将转速数据传输给第一DSP处理器40；另一路传输到分频器进行锁相倍频，以产生同步采样脉冲信号，该同步采样脉冲信号输入第二CPLD逻辑控制电路41供第一DSP处理器40输出指令；

所述第二CPLD逻辑控制电路41从第一DSP处理器42接收指令，控制从背板总线9进行数据读取；以及

所述第一DSP处理器40根据采集的转速信号判断设备启停状态，在设备变速运行阶段根据转速间隔输出同步采样启动信号，控制振动位移/速度/加速度监控模块6同步采样；在设备稳速运行阶段则根据参数设置的时间间隔，定时输出同步采样启动信号；在设备转速高于一定转速时，同步采样脉冲信号来自倍频后的键相脉冲，否则，来自第二CPLD逻辑控制电路41内部的定时器。最后，第一DSP处理器40将同步采样信号和转速数据通过背板总线的CAN总线/RS485总线输出。

如图5所示，作为可选的实施方式，所述振动位移/速度/加速度监控模块6包括4路信号调理单元28、4通道抗混滤波单元29、4通道同步采样单元30、第二DSP处理器31、CAN电路32、RS485电路33、第三CPLD逻辑控制电路34、FIFO缓存器35以及并行输入口36，背板总线9与第二DSP处理器31之间通过CAN电路32和RS485电路33连接，并行输入口36连接背板总线9与第二DSP处理器31，其中：

所述4路信号调理单元28分别接收从通讯背板的背板端子27上传输过来的传感器信号，经各自的信号调理处理后，分为直流信号（DC1、DC2、DC3、DC4）和交流信号（AC1、AC2、AC3、AC4），直流信号（DC1、DC2、DC3、DC4）直接输入至第二DSP处理器31内嵌的A/D转换模块，交流信号则经4通道抗混滤波单元进行滤波后输入4通道位同步采样单元，在来自键相模块5输出的同步采样脉冲信号的控制下实现瞬时信号采集，采集的瞬时信号经第二DSP处理器31标定转换后，输出至FIFO缓存器35，供通信管理模块2读取；以及

所述振动位移/速度/加速度监控模块6的内部逻辑控制由所述第三CPLD逻辑控制电路34实现，该第三CPLD逻辑控制电路34接收中央处理模块18的指令控制从背板总线9进行传感器信号读取，并控制通过CAN总线16上传特征数据至通信管理模块2、通过并行总线12上传瞬时信号至通信管理模块2以及通过RS485总线15接收通信管理模块2的指令信息。

如图6所示，作为可选的实施方式，所述继电器报警保护模块8包括16路继电器43、继电器驱动电路44、第三DSP处理器45，所述通信管理模块2通过RS485总线15将报警逻辑的信息参数传输至第三DSP处理器45后，该第三DSP处理器45经逻辑运算后输出16路继电器报警信号，经所述继电器驱动电路44驱动16路继电器43动作，触发报警指示灯和/或报警发声器工作实现报警，所述报警指示灯和/或报警发声器连接至所述背板端子27上。

如图7所示，作为本实施例智能在线监控保护装置的又一个实施方式，该装置还包括轴向位移/差胀监控模块，轴向位移/差胀监控模块插入在所述通用插槽内用于检测设备的轴向位移/差胀数据（46A、46N），并通过背板总线传输至通信管理模块，由通信管理模块进行集中存储和管理。

如图7，所述智能在线监控保护装置还包括过程信号监控模块（47A、47N），过程信号监控模块插入在所述通用插槽内用于检测设备的电压、电流、电阻、温度、压力信号，并通过背板总线传输至通信管理模块，由通信管理模块进行集中存储和管理。

当然，在另外的一些实施例中，图1所示智能在线监控保护装置的通用插槽内还可以插入其他扩展的功能模块，从而实现更多的扩展。

图8所示为利用图7实施例的智能在线监控保护装置实现振动信号监控的实现流程图。首先，振动位移/速度/加速度监控模块6在键相模块5的协助下进行同步采集瞬时数据；然后，振动位移/速度/加速度监控模块6将数据发送到自身的DSP处理器进行计算处理，提取特征参数，这些特征参数包括但不限于峰峰值、有效值、倍频幅值、倍频相位和峭度系数，并将瞬时数据与特征参数发送给通信管理模块2；接着，通信管理模块一方面将数据进行备份并通过以太网发送到上位机，另一方面对各个特征参数值进行判断，当某个特征参数值超过正常范围时，通信管理模块2就将该数据所属通道信息传入继电器报警保护模块8，继电器报警保护模块8对通道进行报警；接着，上位机接收到数据进行多种图谱（时域图、频域图等）的显示，当数据出现异常即特征数据超出正常范围时，上位机进行报警，并将原始瞬时数据传入故障诊断模块进行常见故障的诊断，最后将诊断结果形成报告供用户查看。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (8)

1.一种智能在线监控保护装置，其特征在于，包括一上位机、一显示模块、一通信管理模块、一转速检测模块、一键相模块、至少一个振动位移/速度/加速度监控模块、一继电器报警保护模块以及一通讯背板，所述通讯背板上设置有背板总线，背板总线由并行总线、RS485总线和CAN总线组成，其中：

所述转速检测模块和键相模块采集设备转速信号并通过所述CAN总线或RS485总线将数据传输至所述通信管理模块，所述振动位移/速度/加速度监控模块检测设备的瞬时振动位移/速度/加速度信号以及对瞬时信号进行分析处理得到特征数据，前述瞬时信号通过所述并行总线传输至通信管理模块，特征数据通过CAN总线传输至通信管理模块；

所述通信管理模块接收所述转速检测模块、键相模块和振动位移/速度/加速度监控模块传输的数据，进行集中存储和管理，并将所述特征数据与预先设置的阈值范围进行比较判断，该阈值范围反应设备正常状态下的设备运行数据；该通信管理模块通过RS485总线与显示模块数据交互，通过网线与上位机连接；

所述继电器报警保护模块基于所述通信管理模块对特征数据的判断结果，以声音和/或光信号的形式进行报警。

2.根据权利要求1所述的智能在线监控保护装置，其特征在于，所述通信管理模块包括中央处理模块以及与之连接的网络接口、存储器、触摸显示屏接口、键盘接口、第一CPLD逻辑控制电路、并行总线接口电路、CAN总线接口电路以及RS485总线接口电路，该第一CPLD逻辑控制电路、并行总线接口电路、CAN总线接口电路以及RS485总线接口电路还与所述背板总线连接，其中：

该通信管理模块通过所述网络接口接收上位机发送的指令信息和参数配置信息，由中央处理模块分析处理后通过所述RS485总线发送至转速检测模块、键相模块和振动位移/速度/加速度监控模块，实现对转速检测模块、键相模块和振动位移/速度/加速度监控模块的管理和维护；

该通信管理模块在第一CPLD逻辑控制电路的控制下，通过并行总线获取所述振动位移/速度/加速度监控模块瞬时采样获取的所述瞬时信号，并且通过RS485总线和CAN总线获取所述转速检测模块和键相模块采集的设备转速信号以及所述特征数据，进行分析处理后将数据再通过所述网络接口上传至所述上位机进行图形显示；

该通信管理模块通过所述键盘接口和/或触摸显示屏接口进行人机交互，保存历史数据和日志信息；以及

该通信管理模块将所述特征数据与预先设置的阈值范围进行比较判断，并将比较结果通过所述背板总线发送至所述继电器报警保护模块。

3.根据权利要求2所述的智能在线监控保护装置，其特征在于，所述通信背板包括一个通信管理模块专用插槽、多个通用插槽、插槽状态识别逻辑电路以及所述背板总线，其中：

通信管理模块专用插槽供所述通信管理模块插入使用；

通用插槽供所述转速检测模块、键相模块、振动位移/速度/加速度监控模块、继电器报警保护模块插入使用；

通用插槽内设置有板卡号分配电路，插槽状态识别逻辑电路通过信号线与每个通用插槽的板卡号分配电路连接用于识别通用插槽的状态，并通过并行总线将通用插槽状态信息传输至通信管理模块；

该通信背板还包括还地址线、FIFO读写控制以及状态信号线READ、WRITE、HF、EMPTY，通信管理模块通过地址线选择对应通用插槽内的功能模块并通过状态信号线HF、EMPTY判断所述通信管理模块的存储器当前是否有数据，当数据半满状态时通过并行总线读取对应通用插槽内的功能模块所采集到的数据。

4.根据权利要求3所述的智能在线监控保护装置，其特征在于，所述键相模块包括2个键相通道、第一DSP处理器以及第二CPLD逻辑控制电路，2个键相通道分别连接在所述通信背板的背板端子和第一DSP处理器之间，所述键相通道由转速/键相脉冲调理整型单元和DSP接口逻辑单元组成，转速/键相脉冲调理整型单元用于滤波整形，DSP接口逻辑单元由转速测量定时/计数器和分频器组成，其中：

所述2个键相通道中的转速/键相脉冲调理整型单元分别接收从通讯背板的背板端子上传输过来的传感器信号，然后分成两路：一路传输到转速测量定时/计数器用于转速测量，并将转速数据传输给第一DSP处理器；另一路传输到分频器进行锁相倍频，以产生同步采样脉冲信号，该同步采样脉冲信号输入第二CPLD逻辑控制电路供第一DSP处理器输出指令；

所述第二CPLD逻辑控制电路从第一DSP处理器接收指令，控制从背板总线进行数据读取；以及

所述第一DSP处理器根据采集的转速信号判断设备启停状态，在设备变速运行阶段根据转速间隔输出同步采样启动信号，控制振动位移/速度/加速度监控模块同步采样；在设备稳速运行阶段则根据参数设置的时间间隔，定时输出同步采样启动信号；在设备转速高于一定转速时，同步采样脉冲信号来自倍频后的键相脉冲，否则，来自第二CPLD逻辑控制电路内部的定时器，最后，第一DSP处理器将同步采样信号和转速数据通过背板总线的CAN总线或RS485总线输出。

5.根据权利要求4所述的智能在线监控保护装置，其特征在于，所述振动位移/速度/加速度监控模块包括4路信号调理单元、4通道抗混滤波单元、4通道同步采样单元、第二DSP处理器、CAN电路、RS485电路、第三CPLD逻辑控制电路、FIFO缓存器以及并行输入口，背板总线与第二DSP处理器之间通过CAN电路和RS485电路连接，并行输入口连接背板总线与第二DSP处理器，其中：

所述4路信号调理单元分别接收从所述通讯背板的背板端子上传输过来的传感器信号，经各自的信号调理处理后，分为直流信号和交流信号，直流信号直接输入至第二DSP处理器内嵌的A/D转换模块，交流信号则经4通道抗混滤波单元进行滤波后输入4通道位同步采样单元，在来自键相模块输出的同步采样脉冲信号的控制下实现瞬时信号采集，采集的瞬时信号经第二DSP处理器标定转换后，输出至FIFO缓存器，供通信管理模块读取；以及

所述振动位移/速度/加速度监控模块的内部逻辑控制由所述第三CPLD逻辑控制电路实现，该第三CPLD逻辑控制电路接收中央处理模块的指令控制从背板总线进行传感器信号读取，并控制通过CAN总线上传特征数据至通信管理模块、通过并行总线上传瞬时信号至通信管理模块以及通过RS485总线接收通信管理模块的指令信息。

6.根据权利要求5所述的智能在线监控保护装置，其特征在于，所述继电器报警保护模块包括16路继电器、继电器驱动电路、第三DSP处理器，所述通信管理模块通过RS485总线将报警逻辑的信息参数传输至第三DSP处理器后，该第三DSP处理器经逻辑运算后输出16路继电器报警信号，经所述继电器驱动电路驱动16路继电器动作，触发报警指示灯和/或报警发声器工作实现报警，所述报警指示灯和/或报警发声器连接至所述背板端子上。

7.根据权利要求1所述的智能在线监控保护装置，其特征在于，所述智能在线监控保护装置还包括轴向位移/差胀监控模块，轴向位移/差胀监控模块插入在所述通用插槽内用于检测设备的轴向位移/差胀数据，并通过背板总线传输至通信管理模块，由通信管理模块进行集中存储和管理。

8.根据权利要求1所述的智能在线监控保护装置，其特征在于，所述智能在线监控保护装置还包括过程信号监控模块，过程信号监控模块插入在所述通用插槽内用于检测设备的电压、电流、电阻、温度、压力信号，并通过背板总线传输至通信管理模块，由通信管理模块进行集中存储和管理。