CN103941708B - 多台旋转机械运行状态的监控系统及监控方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多台旋转机械运行状态的监控系统及监控方法，其中包括机柜，在机柜中设置有工业计算机、显示设备、继电器和供电电源；监控方法包括系统信息初始化、信号采集、数据分析、异常报警、打包收集数据、结束等步骤。本发明在监测规模相同的情况下，减少了设备，节约了成本和减少了占用空间，四根通信线缆替代原有上千根信号线缆，降低了维护成本，扩展性更好，可以根据需要调整计算机内的CAN通信控制器和监测装置节点数量，以满足监测不同数量的旋转机械的需要。相比现成的工控系统软件，更具灵活性和针对性，对于大数据量的数据通信更具实用性。
Description
技术领域
本发明属于一种机械运行状态的监控系统及其监控方法，具体涉及一种多台旋转机械运行状态的监控系统及监控方法。
背景技术
旋转机械的运行状态是工作人员最为关心的内容。旋转机械运行时，转速、功耗是判断该机械是否正常的重要指标，所以需对其进行监测，并通过数据分析，对运行状态进行判断，从而调整旋转机械的运行状态，对其进行保护。多台旋转机械运行状态的监控系统就是设置于运行现场，用于监测旋转机械运行参数，进行数据分析，输出控制信号的重要监测设备。
如图1所示，按照工艺要求，多台旋转机械按照组别进行划分，每个组分为2～4个段，每个段有多台（即N2台）旋转机械，一般规模的旋转机械通常包括20余个组，共80余个段。按照现有技术，每段设置监控系统的模式，共需要设置80余套监控系统，监控系统十分庞杂、且占地面积巨大。
发明内容
本发明为解决上述问题而提出，其目的是提供一种多台旋转机械运行状态的监控系统及其监控方法。
本发明的技术方案是：一种多台旋转机械运行状态的监控系统，包括机柜，在机柜中设置有工业计算机、显示设备、继电器和供电电源，所述的工业计算机与显示设备相连，工业计算机包括CAN通信控制器和I/O控制器，CAN通信控制器和 I/O控制器分别插入到工业计算机的PCI插槽中，每段中的多个监测装置节点和该段的CAN中继器通过CAN总线串行连接到CAN通信控制器上。
所述的供电电源分别为各段的监测装置节点、中继器以及机柜内的继电器供电。
所述的CAN通信控制器至少有两个，且任意一个CAN通信控制器均至少有两个CAN总线接口。
一种多台旋转机械运行状态的监控方法，包括以下步骤：
（ⅰ）开始；
（ⅱ）转速数据初始化；
（ⅲ）判断转速数据的采集是否完成，如果完成执行第（ⅸ）步，如果没有完成执行第（ⅳ）步；
（ⅳ）向硬件系统中的监测装置节点发送采集命令；
（ⅴ）监测装置节点完成数据采集后程序会返回到第（ⅲ）步，同时执行第（ⅵ）步；
（ⅵ）将采集到的转速数据放入转速数据缓存区中，供第（ⅶ）步、第（ⅹⅸ）步和第（ⅹⅹⅰ）步使用；
（ⅶ）将转速数据缓存区中的转速数据进行打包，之后转速数据采集进入休眠状态，程序返回到第（ⅲ）步，等待下一周期转速数据初始化后的数据采集；
（ⅷ）转速数据采集结束；
（ⅸ）转速采集完成后，状态数据初始化；
（ⅹ）报警数据初始化；
（ⅹⅰ）判断状态信息是否生成，如果已经生成状态信息则执行第（ⅹⅴ）步，否则执行第（ⅹⅱ）步；
（ⅹⅱ）判断是否被屏蔽，如果被屏蔽，则返回到第（ⅹⅰ）步；如果没有被屏蔽，则执行第（ⅹⅲ）步；
（ⅹⅲ）既没有生成状态信息，也没有被屏蔽的情况下，分析转速数据后得出状态信息，供第（ⅹⅳ）步和第（ⅹⅵ）步使用；
（ⅹⅳ）将生成的状态信息放入状态数据缓存区内，供第（ⅹⅴ）步和第（ⅹⅷ）步使用；
（ⅹⅴ）将状态数据缓存区内的状态数据和报警数据进行打包，并输出到硬件系统的I/O控制器，状态采集流程结束；
（ⅹⅵ）判断状态信息是否正常，如果不正常，则执行第（ⅹⅶ）步；否则返回第（ⅹⅰ）步重新进行判断；
（ⅹⅶ）生成报警数据，将报警数据分别用于第（ⅹⅴ）步和第（ⅹⅹ）步；
（ⅹⅷ）将状态数据缓存区中的状态数据进行界面显示；
（ⅹⅸ）将转速数据缓存区中的转速数据进行界面显示；
（ⅹⅹ）将生成的报警数据进行界面显示；
（ⅹⅹⅰ）将第（ⅵ）步转速数据缓存区内的转速数据进行数据分析后，供第（ⅹⅲ）步使用。
本发明在监测规模相同的情况下，减少了设备，节约了成本和减少了占用空间，节约了维护成本。四根通信线缆替代原有上千根信号线缆，减小了维护人员的维修难度，扩展性更好，可以根据需要调整计算机内的CAN通信控制器和监测装置节点数量，以满足监测不同数量的旋转机械的需要。相比现成的工控系统软件，更具灵活性和针对性，对于大数据量的数据通信更具实用性。
附图说明
图1 是现有现场站监控一组旋转机械示意图；
图2 是本发明监控一组旋转机械示意图；
图3 是本发明中机柜的结构示意图；
图4 是本发明监控方法的流程图。
其中：
1 机柜 2 工业计算机
3 显示设备 4 CAN通信控制器
5 I/O控制器 6 继电器
7 供电电源 8 监测装置节点
9 CAN中继器 10 CAN总线。
具体实施方式
以下，参照附图及实施例对本发明进行详细说明：
如图2、3所示，一种多台旋转机械运行状态的监控系统，包括机柜1，在机柜1内设置有工业计算机2、显示设备3、继电器6和供电电源7。其中，工业计算机2与显示设备3相连，工业计算机2包括CAN通信控制器4和I/O控制器5，CAN通信控制器4和I/O控制器5分别插入到工业计算机2的PCI插槽中。每段中的多个监测装置节点8和该段的CAN中继器9通过CAN总线10串行连接到CAN通信控制器4上。
供电电源7为多台，分别为各段的监测装置节点8、CAN中继器9以及机柜1内的继电器6供电。CAN通信控制器4至少有两个CAN总线10接口，其采用研华PCI-1680U。
I/O控制器5和继电器6组合使用，通过工业计算机2处理，可以将旋转机械的保护信号，输出给其他的监控设备。其中，I/O控制器5采用研华PCI-1762；继电器6采用和泉24V继电器；工业计算机2采用研华工控机610H。
显示设备3与工业计算机2相连，可以显示出转速功耗数据、段设备运行参数分布规律、段设备运行状态、报警信息等。显示设备3采用三星液晶屏961GW。
供电电源7采用明伟卡槽式电源；测装置节点8采用ZJJC20T型监测装置；CAN中继器9型号为CC100-TZ；CAN总线10为标准CAN总线线缆。
如图4所示，应用上述多台旋转机械运行状态的监控系统的监控方法，包括以下步骤：
（ⅰ）开始（S1）；
（ⅱ）转速数据初始化（S2）；
（ⅲ）判断转速数据的采集是否完成，如果完成执行第（ⅸ）步，如果没有完成执行第（ⅳ）步（S3）；
（ⅳ）向硬件系统中的监测装置节点8发送采集命令（S4）；
（ⅴ）监测装置节点8完成数据采集后程序会返回到第（ⅲ）步，同时执行第（ⅵ）步（S5）；
（ⅵ）将采集到的转速数据放入转速数据缓存区中，供第（ⅶ）步、第（ⅹⅸ）步和第（ⅹⅹⅰ）步使用（S6）；
（ⅶ）将转速数据缓存区中的转速数据进行打包，之后转速数据采集进入休眠状态（sleep），程序返回到第（ⅲ）步，等待下一周期转速数据初始化后的数据采集（S7）；
（ⅷ）转速数据采集结束（S8）；
（ⅸ）转速采集完成后，状态数据初始化（S9）；
（ⅹ）报警数据初始化（S10）；
（ⅹⅰ）判断状态信息是否生成，如果已经生成状态信息则执行第（ⅹⅴ）步，否则执行第（ⅹⅱ）步（S11）；
（ⅹⅱ）判断是否被屏蔽，如果被屏蔽，则返回到第（ⅹⅰ）步；如果没有被屏蔽，则执行第（ⅹⅲ）步（S12）；
（ⅹⅲ）既没有生成状态信息，也没有被屏蔽的情况下，分析转速数据后得出状态信息，供第（ⅹⅳ）步和第（ⅹⅵ）步使用（S13）；
（ⅹⅳ）将生成的状态信息放入状态数据缓存区内，供第（ⅹⅴ）步和第（ⅹⅷ）步使用（S14）；
（ⅹⅴ）将状态数据缓存区内的状态数据和报警数据进行打包，并输出到硬件系统的I/O控制器5，状态采集流程结束（S15）；
（ⅹⅵ）判断状态信息是否正常，如果不正常，则执行第（ⅹⅶ）步；否则返回第（ⅹⅰ）步重新进行判断（S16）；
（ⅹⅶ）生成报警数据，将报警数据分别用于第（ⅹⅴ）步和第（ⅹⅹ）步（S17）；
（ⅹⅷ）将状态数据缓存区中的状态数据进行界面显示（S18）；
（ⅹⅸ）将转速数据缓存区中的转速数据进行界面显示（S19）；
（ⅹⅹ）将生成的报警数据进行界面显示（S20）；
（ⅹⅹⅰ）将第（ⅵ）步转速数据缓存区内的转速数据进行数据分析后，供第（ⅹⅲ）步使用（S21）；
所述第（ⅹⅷ）～（ⅹⅹ）步中的界面显示，是往复循环显示，以保证界面实时更新。
本发明在监测规模相同的情况下，减少了设备，节约了成本和减少了占用空间，节约了维护成本。四根通信线缆替代原有上千根信号线缆，减小了维护人员的维修难度，扩展性更好，可以根据需要调整计算机内的CAN通信控制器和监测装置节点数量，以满足监测不同数量的旋转机械的需要。相比现成的工控系统软件，更具灵活性和针对性，对于大数据量的数据通信更具实用性。
Claims (1)
1.一种多台旋转机械运行状态的监控方法，其监控方法所用到的监控装置包括机柜（1），在机柜（1）中设置有工业计算机（2）、显示设备（3）、继电器（6）和供电电源（7），其特征在于：所述的工业计算机（2）与显示设备（3）相连，工业计算机（2）包括CAN通信控制器（4）和I/O控制器（5），CAN通信控制器（4）和 I/O控制器（5）分别插入到工业计算机（2）的PCI插槽中，每段中的多个监测装置节点（8）和该段的CAN中继器（9）通过CAN总线（10）串行连接到CAN通信控制器（4）上，所述的供电电源（7）分别为各段的监测装置节点（8）、中继器（9）以及机柜（1）内的继电器（6）供电，所述的CAN通信控制器（4）至少有两个，且任意一个CAN通信控制器（4）均至少有两个CAN总线接口，其监控方法，其特征在于包括以下步骤：
（ⅰ）开始；
（ⅱ）转速数据初始化；
（ⅲ）判断转速数据的采集是否完成，如果完成执行第（ⅸ）步，如果没有完成执行第（ⅳ）步；
（ⅳ）向硬件系统中的监测装置节点（8）发送采集命令；
（ⅴ）监测装置节点（8）完成数据采集后程序会返回到第（ⅲ）步，同时执行第（ⅵ）步；
（ⅵ）将采集到的转速数据放入转速数据缓存区中，供第（ⅶ）步、第（ⅹⅸ）步和第（ⅹⅹⅰ）步使用；
（ⅶ）将转速数据缓存区中的转速数据进行打包，之后转速数据采集进入休眠状态，程序返回到第（ⅲ）步，等待下一周期转速数据初始化后的数据采集；
（ⅷ）转速数据采集结束；
（ⅸ）转速采集完成后，状态数据初始化；
（ⅹ）报警数据初始化；
（ⅹⅰ）判断状态信息是否生成，如果已经生成状态信息则执行第（ⅹⅴ）步，否则执行第（ⅹⅱ）步；
（ⅹⅱ）判断是否被屏蔽，如果被屏蔽，则返回到第（ⅹⅰ）步；如果没有被屏蔽，则执行第（ⅹⅲ）步；
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