CN110319758A

CN110319758A - 基于高速数据记录仪的在线故障监测系统

Info

Publication number: CN110319758A
Application number: CN201810294780.3A
Authority: CN
Inventors: 顾海东; 王军
Original assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Baoshan Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 2018-03-30
Filing date: 2018-03-30
Publication date: 2019-10-11

Abstract

本发明公开一种基于高速数据记录仪的在线故障监测系统，包括MP‑SCALE传感器、FBK前置放大器、MP‑SCALE放大器、DAQ高速数据采集系统、以及具有IBA分析软件的PC机。MP‑SCALE传感器设置在AGC油缸内。DAQ高速信号采集系统包括DAQ主机、一个或多个DAQ数据采集模块和背板总线。每个DAQ数据采集模块包括多个在电气上独立的A/D转换通道和对各A/D转换通道执行控制的FPGA电路。FPGA电路为各A/D通道提供足够大的镜像缓存，以保证数据在采集记录和传输过程中连续、不发生断点。PC机通过波形分析可监测和诊断MP‑SCALE传感器的运行状态。

Description

基于高速数据记录仪的在线故障监测系统

技术领域

本发明涉及热轧精轧电气设备在线检测技术，更具体地涉及一种基于高速数据记录仪的用于实时监测和诊断热连轧精轧机AGC油缸内MP-SCALE 传感器的在线运行状态的故障监测系统。

背景技术

位移传感器是把位移量转换为电量，从而实现位移检测的仪表。在实际应用中，力、压力、扭矩、速度、加速度、温度、流量等参数也可以转换为位移进行测量。位移传感器可分为线位移和角位移两大类，分别用于检测线性移动距离和旋转角度。根据传感器工作原理，又可分为电阻式、电容式、电感式、压电式、感应同步式、磁栅式、光电式、激光式、超声波式等多种类型。电阻式、电容式、电感式传感器可用于中小位移测量，感应同步式、磁栅式、光电式传感器可用于大位移测量，对于精密测量，可以选择激光传感器。

电阻式位移传感器包括电位器式和电阻应变式两类，适于几毫米到几百毫米的位移测量。电容式位移传感器可用来测量0.1-10mm的线性位移或1分到几十度的角位移，目前最好的电容式位移传感器可以测量0.001μm的位移，误差非常小。电感式位移传感器分为自感和互感(电涡流)两类，前者适于测量较大位移(几毫米到几百毫米)，后者适于测量小到微米，大到几百毫米的位移。

磁栅式传感器(磁尺)可分为长磁栅和圆磁栅，易于安装，可重复录磁，测量范围可达几十米，抗干扰能力强。光栅式传感器可分为直线光栅和圆光栅，测量范围小到微米，大到十多米，精度高，量程大，但价格昂贵。感应同步器可分为直线型和圆盘型，分别用于测量直线位移和角位移，测量范围小到微米，大到数十米，广泛应用于各行各业及导弹制导、雷达天线定位等领域。

自上世纪50年代美国FARRAND公司开发感应同步器之后，世界各国都在致力于发展数字位移测量系统，寻求新的测量技术和元件及信息处理技术， 60年代初开发出光栅传感器，60年代末开发出磁栅传感器，70年代中期开发出容栅和球栅传感器。半个多世纪以来，位移测量系统的分辨率从5μm提高到1nm，机械加工精度从1μm提升到0.01μm。

德国HEIDENHAIN公司从1961年开始制造圆光栅。刻划在玻璃尺上的光栅被称为长光栅，其传感器称作线位移光栅传感器。由于光栅传感器非常普及，世界各国也习惯将位移传感器称为编码器，长光栅传感器称为光栅尺，圆光栅传感器称为旋转编码器。

继美国FARRAND开发感应同步器和德国HEIDENHAIN开发光栅之后， 1972年美国的ACU—RITE，1973年奥地利RSF、西班牙的FAGOR、日本的三丰(MITUTOYO)、双叶(FUTABA)都开发了光栅；1969年日本的SONY开发了磁栅，1974年英国的NEWALL开发了球栅，他们都成为位移测量产品的名牌制造公司。

当今世界线位移传感器的年产量在80万坐标左右，角位移传感器的产量在100万台以上。由于光栅传感器的精度高、分辨率高、动态响应好和制造技术成熟，当前的位移测量系统中90％以上是光栅位移测量系统，其中，德国HEIDENHAIN年产光栅传感器20万坐标；日本三丰(MITUTOYO)年产光栅传感器6万坐标；西班牙FAGOR年产光栅传感器5万坐标。其他产品中，日本SONY年产磁栅1万坐标，英国NEWALL年产球栅2万坐标。

上世纪80年代，我国也开始了位移测量和数显系统的商品化、产业化和国际化进程，先后开展了相关产品的引进和研发工作。目前我国光栅尺主要的生产厂有长春光机数显技术有限责任公司、广州市光栅数显有限公司、苏州怡信光电科技有限公司、广州万濠精密仪器有限公司、北京莱格超精光电研究所等，圆光栅编码器主要的生产厂有长春禹衡光学有限公司(原长春一光)、无锡瑞普科技有限公司等，磁栅尺主要的生产企业有上海平信机电制造有限公司(原上海机床所)，容栅产品主要的生产企业是桂林广陆数字测控股份有限公司。

感应同步器是利用两个平面绕组的互感随位置不同而变化的原理组成的，可用来测量直线或转角位移，测量直线位移的称为长感应同步器，测量转角位移的称为圆感应同步器。

感应同步器最早是由美国空军提出，由纽约州FARRAND光学公司承接的一个研究项目，经过四年研制于五十年代初期研制成直径为5英寸，精度为0.25角秒、重复精度为1角秒的圆感应同步器，并于1957年发表了第一个感应同步器专利“位置测量变压器”(美国专利NO.2799835)。

感应同步器与其它接触式测量器件、直接编码式器件、光电脉冲发送器、旋转变压器、光栅等相比有其独特的优点，因此应用很广泛，遍及宇宙航行、航海、军事装备、测量技术、机械制造等部门，如圆感应同步器常应用于陀螺平台、伺服转台、火炮控制、雷达天线定位及跟踪、无线电望远镜的跟踪、经纬仪，以及其它装置角度数据的传输、精密机械或测量仪器的分度装置等；直线感应同步器常应用在座标锉床、座标铣床以及其它机械的定位、显示与数控系统等。

1964年，我国已开始了感应同步器的研制工作。1973年以后，不少单位参加研制，进展很快。直线感应同步器经过工业应用及性能考核，制订了技术标准，当时已能稳定地批量生产，性能达到了国际一般水平，并广泛地应用在大型和重型机床上。与此同时。圆感应同步器也取得了很大的进展，不少单位将其用于转台上。

进入二十一世纪，随着光电子技术和各种新式位移测量技术的发展，感应同步器在一些领域被制作精巧、质量轻便的光栅尺传感器和磁致伸缩传感器所替代。目前感应同步器主要应用在机械加工、机床、雷达天线定位、导弹制导、精密仪器等重工业上。

目前感应同步器的研究方向主要有：

①从激励信号方面进行研究。如高频率的定尺激励调制解调实现高精度位移测量、高精度的激励电源设计等。

②从输出信号处理方面进行研究。如感应同步器输出信号噪声的研究和输出信号放大的研究等。

③从处理器选择实现高精度方面进行研究。如基于DSP的感应同步器位移测量系统的设计、基于FPGA感应同步器的数据采集和处理的研究、基于Fusion的感应同步器信号处理等。

④从局部电路方面进行研究。如单板机实现感应同步器零位误差的自动检测、感应同步器信号变换电路和数显系统增益过大的研究等。

⑤具体应用方面的研究。如在数控机床、陀螺仪等方面的应用。

目前用于热连轧精轧机AGC油缸位置检测的传感器主要是三菱公司的 MP-SCALE位移传感器和SONY公司的Magnescale位移传感器。

MP SCALE位移传感器是在工具机械中确保精度重要的零件，对于温度变化时精度的稳定性，对油或异物等使用有较好耐环境性，容易安装及零件材质的高强度。三菱重工将这些必要的基本性能条件加入，以独自的技术开发改良出可在高速,高解析的绝对値检测的产品，除使用在自社的工具机上之外，还销售到世界各国的工具机厂使用。

Sony公司生产的magnescale位移传感器主要应用于冶金工业的钢铁薄板压延机等，实现冷/热轧机辊缝高精度测量。它的主要作用是接收现场传感器的信号，且判别磁尺的移动方向，然后根据所产生的位移量输出脉冲信号。由于冶金行业设备都在较差的环境现场工作，稳定性和抗干扰性尤为重要，该产品就是为此设计生产的，评级其优异的性能，其系列产品在世界各大轧机制造商和钢铁厂中发挥着重要的作用。

宝钢热轧1580mm产线液压控制设备目前使用了32套三菱重工的 MP-SCALE位移传感器，用于检测油缸的位置；1880产线使用了6套。

MP-SCALE利用感应同步器原理，检测设备的移动，输出对应的模拟量信号，通过数模转换及处理，输出与位移对应的数字信号，从而实现对位移的高精度、非接触测量。MP-SCALE由传感器(由定尺和滑尺组成)、前置放大器、信号处理单元组成，每台信号处理单元可连接两路传感器。

矩形电感线圈被同时印刷在滑尺和定尺上。滑尺安装在设备上，随设备一起移动。当滑尺通以交变励磁电流时，就会在定尺上产生感应电势，电势大小取决于滑尺与定尺的相对位置，通过检测定尺中的感应电势，就可以得到滑尺的位置，即设备的位移量。

设励磁电压

u＝U_msinωt

则定尺绕组产生的感应电势

e＝kU_mcosθcosωt

上式中，

U_m 励磁电压幅值，V

ω 励磁电压角频率，rad/s

k 电磁耦合系数，与绕组间最大互感系数有关

θ 滑尺绕组相对于定尺绕组在空间的电气相位角

在实际的MP-SCALE产品中，滑尺上印刷A/B两个线圈，当向两个线圈中分别通以频率、幅值相同，相位相差90度的励磁电流时(相当于频率、幅值相同的正弦和余弦电流)，在定尺上检测到的合成电势与励磁电流之间的相位差取决于滑尺与定尺之间的相对位置，这样就可以通过检测定尺电势相对于滑尺励磁电压的相位，得到滑尺位移。

设滑尺上的正弦和余弦励磁电压分别为

U_s＝U_msinωt

U_c＝U_m(sinωt+π/2)＝U_mcosωt

则定尺上对应的感应电势分别为

U_d1＝k U_scosθ＝k U_msinωtcosθ

U_d2＝k U_ccos(θ+π/2)＝－k U_mcosωtsinθ

合成电势

U_d＝U_d1+U_d2＝kU_msin(ωt－θ)

比如，假设感应电势与励磁电压相位差为θ＝1.8°，绕组印刷节距为 W＝2mm，则位移x＝W*θ/2π＝0.01mm。

图2和图3分别示出定尺的SIN COS波形图和动尺的FBK波形图。

MP-SCALE具有很高的检测精度和速度，如下表所示。

除了检测精度高、重复性精度好外，MP-SCALE还具有如下特点：

(1)由于采用电磁感应的工作原理，定尺和滑尺之间的油污、粉尘不影响检测，不需要清洁，受环境影响较小，抗干扰能力强。

(2)滑尺直接安装在设备上，所以位移检测结果不受丝杠等机构间隙的影响，检测结果直接反应设备位移。

(3)定尺厚度仅有14-20mm，便于紧凑安装。

(4)MP-SCALE是非接触式检测，不需要轴承或弹簧，所以使用寿命长，检测精度不会随时间降低。

(5)定尺可任意接长，检测距离可长达数十米。

(6)可与三菱电机、FANUC、西门子、安川等NC连接。

由于MP-SCALE具有诸多优点，所以被日本三菱重工广泛应用于其开发承建的相关产品与工程项目中。

其传感器运行缺陷对生产安全的影响和预期诊断：

在1580精轧区域，MP-SCALE传感器安装在AGC油缸内，一旦突发故障，更换需要至少8小时以上时间，这将对生产线的正常运转造成严重影响。

本申请的发明人根据多年的维护经验发现，此类传感器的损坏多是由于传感器磁尺发生磨损所致，而且通常都是多次发生异常后才彻底损坏，由于目前没有有效、可靠的监控手段，难以提前判断或者发生一次故障后就能迅速锁定原因，这对于现场设备维护十分不利。

通过对历史故障曲线的分析发现，传感器磁尺发生问题时，其反馈波形通常会随之发生异常变化，如果能够实现对与波形的监控和报警，就能够提前预防或判断传感器是否发生故障，将对设备维护和故障处理提供有效的技术手段，对保证轧线的稳定生产起到重要的作用。

本发明的目的就是开发研制一套能在线实时对多个传感器在同一时间内的数据进行高速采集、处理和存盘。操作者可以利用Iba analyze软件对被保存的数据进行浏览、查询和分析。通过这套高速数据采集、处理、保存系统可实现将AGC传感器故障消灭在萌芽状态。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于实时监测和诊断热连轧精轧机AGC油缸内MP-SCALE传感器的在线运行状态的故障监测系统。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于高速数据记录仪的MP-SCALE传感器在线运行状态的实时故障监测系统，包括：

设置在AGC油缸内的MP-SCALE传感器，所述MP-SCALE传感器产生定尺的SIN/COS信号和动尺的FBK信号；

MP-SCALE FBK前置放大器，对所述FBK信号进行前置放大；

MP-SCALE放大器，对所述SIN/COS信号和经前置放大的FBK信号进行放大；

DAQ高速数据采集系统，所述DAQ高速信号采集系统包括DAQ主机、一个或多个DAQ数据采集模块和背板总线，其中，每个DAQ数据采集模块包括多个在电气上独立的A/D转换通道和对各A/D转换通道执行控制的 FPGA电路，其中，每个所述A/D转换通道包括阻抗变换电路、量程变换电路、有源低通滤波器、A/D转换器、数字信号光电隔离器，所述FPGA电路为各A/D通道提供足够大的镜像缓存，以保证数据在采集记录和传输过程中连续、不发生断点，所述DAQ高速数据采集系统实现对多个通道数据长时间无断点同步高速连续记录；

具有IBA分析软件的PC机，所述PC机通过LAN、HUB或以太网与所述高速数据采集系统耦合，可同时处理多个通道的数据，实现对所述高速数据采集系统记载的数据的浏览、查询和分析，通过波形分析监测和诊断 MP-SCALE传感器的运行状态。

所述MP-SCALE传感器在线运行状态的实时故障监测系统通过IBA软件的函数设置，在MP-SCALE传感器发生异常时自动报警。

本发明能够实现对MP-SCALE传感器的连续无间断的实时检测、诊断。一旦发现故障或存在故障发生趋势发出报警事件。可以有效地发现潜在故障，确保安全生产，提高生产效益。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的特征、目的和优点将会变得更明显。。

图1是MP-SCALE的内部结构；

图2和图3分别是MP-SCALE的定尺(SIN/COS)及动尺(FBK)的波形图；

图4是根据本发明的MP-SCALE高速信号采集器在AGC系统中的示意图；

图5是根据本发明的与PC连接的DAQ数据采集系统；

图6是DAQ数据采集系统中的DAQ数据采集卡(模块)和DAQ主机部分；

图7是DAQ数据采集卡(模块)的构成

图8是DAQ主机面板

图9是背板总线面板

图10是故障时FBK波形的三种类型；

图11是高速数据记录仪采集的正常波形图；

图12是MP-SCALE异常波形；

图13是MP-SCALESIN励磁信号存在异常毛刺；

图14是MP-SCALE异常MP波形。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例的附图，对本发明的技术方案进行具体描述。针对现有的笔录仪器无法实现全天候无间断的对MP-SCLAE进行监控，本申请的发明人开展了基于PC和LAN的DAQ高速数据采集系统研究，研究包括以下几个方面：

1、研制带有标准背板总线的可自由组态的多通道、高精度、高速数据采集卡(DAQ)，包括开发相应的FPGA控制逻辑阵。

2、研制可以通过标准背板总线快速读取各DAQ卡采集的数据，并通过以太网将读取的数据转发到上位工作站计算机的数据的转发卡，包括相应的控制程序。

3、研发数据处理程序，以保证由DAQ采集得到的数据转换成Iba Analyze 软件兼容的数据格式，并能保证数据长时间无损存盘。

通过上述研究，本申请的发明人开发了一种基于PC和LAN的DAQ高速数据采集系统。

图4是根据本发明的MP-SCALE高速信号采集器和和具有IBA分析软件的PC在AGC系统中的示意图。

基于PC和LAN的DAQ高速数据采集系统的构成

图5示出本发明的一实施例，其中1台PC连接1个DAQ数据采集系统。一台PC可以与一个或多个DAQ数据采集系统相连接。

DAQ高速数据采集系统的构成

图6示出根据本发明一实施例的DAQ高速数据采集系统的构成。

一个DAQ数据采集系统是由一个DAQ主机和若干块DAQ数据采集模块(卡)和一块DAQ背板总线组成。

一个DAQ数据采集系统最多可以安装九块DAQ数据采集模块(卡)，

一个DAQ数据采集模块(卡)具有六个输入通道，

一个DAQ数据采集系统的最小测量周期为250uS(54通道)，

一个DAQ数据采集系统可以同时同步测量54个通道数据(安装9个模块)

一个DAQ数据采集系统可以通过LAN、HUB或以太网线与PC机直连。通讯速率为216KW/S(4*1000*54)。

DAQ数据采集系统由主模块、采集模块和背板总线3个单元组装而成，可以根据需要自由建立所需测量环境。组装后便可成为一台式测量仪器，安装在机架上作为在线实时监测仪使用。整个DAQ数据采集系统可集成在一个高5U的KBA鼠笼箱内。

DAQ数据采集模块(卡)

DAQ数据采集卡具有六个在电气上完全独立的16BITA/D转换通道。每个通道是由阻抗变换电路、量程变换电路、有源低通滤波器、A/D转换器用基准电源、16BIT A/D转换器和数字信号光电隔离器组成，如图7所示。

阻抗变换电路具有极高的输入阻抗，其阻抗可达20MΩ，高输入阻抗可以避免对被检测对象的影响。同时阻抗变换电路具有较低的输出阻抗，较低的输出阻抗可以良好的与量程变换电路匹配，可以避免应信号源内阻影响量程变换的精度。

量程变换电路可以实现允许多种输入信号电压范围：0-10V、0-5V、±10V、 ±5V、0-20MA、4-20MA、±20MA、±10MA。

低通滤波器的作用是滤去高次谐波和噪声。低通滤器的转折频率f₀为 5kHz，并对信号以-20db/倍频衰减。

基准电源为A/D转换器提供稳定度极高的标准基准电源。基准电源电压为2.5V，漂移〈1PPM。

A/D转换电路采用16BIT高速A/D转换器，其采样和转换速率达到 200KHz

光电隔离电路可以将前端模拟转换电路和后面的数字电路在电气上完全隔离，避免串模和共模干扰。

FPGA电路实现对各个通道A/D转换通道的控制，为各通道提供镜足够大的镜像缓存，和总线访问接口驱动。

DAQ数据采集卡技术指标

DAQ主机

图8示出DAQ主机的面板，在插入CF卡或优盘后，当以太网出现故障时，DAQ主机将数据自动保存在CF卡或优盘内。由于数据没有进行压缩处理，所以保存数据量大约920M/H。数据保存长度视CF卡和优盘容量而定。

DAQ主机技术指标

DAQ主机软件功能

接受PC机发出的DAQ机架的配置参数、触发方式、记录长度和远控触发命令；

按机架配置参数和控制命令和DAQ采集卡数据请求接受中断，接受的数据以西门子TDC以太网通讯协议格式向PC机转发数据；

读取机架中各DAQ采集卡的工作状态，并分别用LED指示；

定时向PC机发各DAQ采集卡工作状态信息；

按机架配置参数和远控命令来控制采集数据的记录长度；

当网络通讯故障时，自动将数据保存到CF卡或U盘中。

背板总线

图9示出背板面板。

背板总线包含16根数据、总线23根地址总线、2根读写线2根中断请求线、1内存操作线、1根设备就绪线和根设备忙线。

DAQ主机通过背板总线与采集卡进行数据交换。一个DAQ数据采集系统机架可接纳9个DAQ数据采集卡。

背板总线1#槽安装DAQ主机。

背板总线2#槽安装1#DAQ采集卡，此槽不能为空。

背板总线3-10#槽可根据需要安装DAQ采集卡。

PC机配置要求

1台PC机可以连接多个DAQ数据采集系统，实现多通道数据的长时间无间断连续实时处理。

根据本发明的实施例，1台PC机可以与22个DAQ数据采集系统连接，可以同时处理1056个通道的数据量。

PC机技术指标

PC机软件功能

组态DAQ系统

1、配置机架个数，设置各机架DAQ主机指向的IP和端口号

2、配置各机架中DAQ采集卡的个数。

3、设定触发方式，记录长度。每个机架的触发方式和记录长度可以分别设置。触发方式何记录长度见DAQ采集卡技术指标表中描述。

4、将上述2、3项中的内容通过以太网送入各机架上的DAQ主机中。

对个通道进行控制参数配置

1、通道输入类型和范围：

0-5V 0-10V±10V±10V 0-20MA 4-20MA±20MA±10MA

2、工程量程设定：

0.0000-99999.0000

3、采样周期设定

250uS---60S，档间是250uS的倍数

通过以太网对各机架的DAQ主机进行对时、发布远控触发命令。

对个通道数据进行处理

1、按各通道设定的测量周期提取数据。

2、对提取的数据按设定的工程量进行量化处理。

3、按PDA分析软件进行数据压缩。

4、按PDA格式和要求存硬盘。数据保存时间90天。

图10为故障时FBK波形的三种类型：(a)为反馈信号微弱，即P-P值﹤4V (LEVELDOWN)；(b)反馈波形负半周瞬间信号丢失；(c)反馈波形正半周瞬间信号丢失。

MP-SCALE发生故障时、日常点监测时、以及发生异常后自动报警的应用实例

图11为高速数据记录仪采集的正常波形。

图12为F1E的MP-SCALE放大器报EA2故障，根据发生故障的时间段直接调取高速记录仪采集到F1E故障发生时的MP-SCALE异常波形。

根据这个波形，我们可以直接判断出是哪一相信号出现问题，立即采取措施。而在这之前，我们需要在报警发生后用笔录仪接到发生报警的MP-SCALE 放大器上，并做好触发，等再次发生时才能记录下波形。

据波形分析，认为是A/B系差异常，造成这样的异常基本是反馈回路即 FBK信号的问题，立即对FBK回路的每个接线端子进行测量并检查，最终发现现场的FBK接头因腐蚀而接触不良，对该接头重新对接处理后恢复正常。

图13对MP-SCALE高速记录仪进行数据检查，发现F1E的MP-SCALE的 SIN励磁信号存在异常毛刺。

利用停机时间对该信号的现场接线头打开检查，发现有松动。紧固后信号不再有毛刺。

在IBA软件中采用自定义设计函数公式进行报警，函数公式如下：

LimitAlarm(Abs([0:5]),3000,100,0.000056)

命令(通道,极限值,死区,时间)

IF(MaxInTime(Abs([0:5]),0.0005)<3000,1,0)

图14为F1E的MP-SCALE发生异常，通过IBA的函数报警信号直接锁定异常发生的时间及位置，高速记录仪采集到F1E的MP-SCALE异常波形。

这样就能快速锁定异常部分。大幅减少了故障判断时间。

根据本发明的DAQ数据采集系统用于实时监测和诊断热连轧精轧机AGC 油缸内MP-SCALE传感器的在线运行状态。根据本发明的基于DAQ数据采集系统的故障监测系统能够对被检测设备进行长期的无间断连续实时检测诊断和报告。记录数据无断点，连续无缝隙保存。在实时检测中不占用原控制系统资源。通用性能好、适应性能高，具有非常高的可靠性，适用于各种重大和关键设备的实时在线检测和诊断。可以实时在线检测被检测设备工作状况，早期发现被检测设备缺陷，及时报告处理，将影响安全生产的隐患消灭在萌芽状态。大大提高绩效生产和安全生产。

根据本发明的基于DAQ高速数据记录仪的在线故障监测系统已用在宝钢热轧精轧区MP-SCALE传感器的工作状况监测，效果良好。

本技术领域中的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围内，对以上所述实施例的变化、变型都将落在本发明保护的范围内。

Claims

1.一种基于高速数据记录仪的MP-SCALE传感器在线运行状态的实时故障监测系统，包括：

MP-SCALE FBK前置放大器，对所述FBK信号进行前置放大；

DAQ高速数据采集系统，所述DAQ高速信号采集系统包括DAQ主机、一个或多个DAQ数据采集模块和背板总线，其中，每个DAQ数据采集模块包括多个在电气上独立的A/D转换通道和对各A/D转换通道执行控制的FPGA电路，其中，每个所述A/D转换通道包括阻抗变换电路、量程变换电路、有源低通滤波器、A/D转换器、数字信号光电隔离器，所述FPGA电路为各A/D通道提供足够大的镜像缓存，以保证数据在采集记录和传输过程中连续、不发生断点，所述DAQ高速数据采集系统实现对多个通道数据长时间无断点同步高速连续记录；

具有IBA分析软件的PC机，所述PC机通过LAN、HUB或以太网与所述高速数据采集系统耦合，可同时处理多个通道的数据，实现对所述高速数据采集系统记载的数据的浏览、查询和分析，通过波形分析监测和诊断MP-SCALE传感器的运行状态。

2.如权利要求1所述的基于高速数据记录仪的MP-SCALE传感器在线运行状态的实时故障监测系统，其特征在于：所述MP-SCALE传感器在线运行状态的实时故障监测系统通过IBA软件的函数设置，在MP-SCALE传感器发生异常时自动报警。

3.如权利要求1所述的基于高速数据记录仪的MP-SCALE传感器在线运行状态的实时故障监测系统，其特征在于：所述一个或多个DAQ数据采集模块的数目为1－9，每个所述DAQ数据采集模块包括6通道。

4.如权利要求1或2所述的基于高速数据记录仪的MP-SCALE传感器在线运行状态的实时故障监测系统，其特征在于：

所述阻抗变换电路具有最高达20MΩ的输入阻抗；

所述量程变换电路可以实现允许多种输入信号电压范围：0-10V、0-5V、±10V、±5V、0-20MA、4-20MA、±20MA、±10MA；

所述低通滤波器滤的转折频率f₀为5kHz，用于过滤高次谐波和噪声，对信号以-20db/倍频衰减；

所述A/D转换器用基准电源电压为2.5V，漂移〈1PPM；

所述A/D转换器为16BIT高速A/D转换器，其采样和转换速率达到200KHz；

所述光电隔离电路用于使前端模拟转换电路和后面数字电路在电气上隔离，避免串模和共模干扰。

5.如权利要求1所述的基于高速数据记录仪的MP-SCALE传感器在线运行状态的实时故障监测系统，其特征在于：所述背板总线包括安装槽1-10，其中安装槽1用于安装所述DAQ主机，安装槽2-10用于安装所述DAQ数据采集模块。

6.如权利要求1所述的基于高速数据记录仪的MP-SCALE传感器在线运行状态的实时故障监测系统，其特征在于：所述DAQ主机的面板包括CF卡槽和USB插口，在插入CF卡或优盘后，以太网出现故障时，所述DAQ主机将数据自动保存在CF卡或优盘内。