CN112730876A - 旋转机械设备测速系统 - Google Patents

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    • G01P3/00—Measuring linear or angular speed; Measuring differences of linear or angular speeds
    • G01P3/42—Devices characterised by the use of electric or magnetic means
    • G01P3/44—Devices characterised by the use of electric or magnetic means for measuring angular speed

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Abstract

本申请涉及一种旋转机械设备测速系统，包括测速模块和通讯模块。其中，测速模块连接通讯模块。测速模块内配置有多条信号处理电路，各信号处理电路用于处理不同的测速传感器输入的信号，得到转速信息，并将转速信息发送到通讯模块，通讯模块还连接上位系统，用于将转速信息发送到上位系统。本申请中的测速模块采用了可以接入多种测速传感器的兼容性方案，测速模块通用性强，实施时，可通过三块测速模块分别接入不同的测速传感器同时对旋转机械设备进行测速，并最终通过三取二的决策来防止汽轮机超速。

Description

旋转机械设备测速系统
技术领域
本申请涉及旋转机械设备测速技术领域，尤其涉及一种旋转机械设备测 速系统。
背景技术
在火电行业，汽轮机的安全性一直是重中之重，而汽轮机面临的一个最 大的安全问题就是超速，如何防止汽轮机超速是现有技术中需要解决的大问 题。现有技术中，旋转机械(也叫透平机械)设备测速一般通过测速传感器 实现。传统的转速测量方式是在固定的时间内，计算输出的脉冲数，经过计 算得到转速值。现有技术中，旋转机械设备测速的相关模块针对性比较单一， 比如只能接受磁阻式传感器，换成另外一种测速传感器却无法进行测速。
发明内容
为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种旋转 机械设备测速系统。
本申请的方案如下：
一种旋转机械设备测速系统，包括：
测速模块和通讯模块；
所述测速模块连接所述通讯模块；
所述测速模块内配置有多条信号处理电路，各信号处理电路用于处理不 同的测速传感器输入的信号，得到转速信息，并将所述转速信息发送到所述 通讯模块；
所述通讯模块还连接上位系统，用于将所述转速信息发送到所述上位系 统。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述测速模块包括CAN通讯接口；
所述测速模块通过CAN总线连接所述通讯模块。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述测速模块还包括MODBUS通讯接口。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述通讯模块通过PROFINET总线连接上位系统。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述多条信号处理电路至少包括：磁电式转速传感器信号处理电路，磁 阻式转速传感器信号处理电路和电涡流传感器信号处理电路。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述测速模块支持硬节点输入和总线传输输入。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，所述信号处理电路具体用于对 测速传感器输入的电信号进行模拟信号处理，得到数字脉冲信号。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述测速模块包括：测速单元和保护输出单元；
所述测速单元用于对输入的电信号进行模拟信号处理，得到数字脉冲信 号；
所述保护输出单元用于输出开关量保护信号，防止所述旋转机械设备超 速。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述测速模块还用于进行高限报警和高高限报警输出。
优选的，在本申请一种可实现的方式中，
所述测速模块通过指定个数的所述数字脉冲信号进行时间统计，并换算 成对应的转速信息。
本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：本申请中的旋转机械设 备测速系统包括测速模块和通讯模块。其中，测速模块连接通讯模块。测速 模块内配置有多条信号处理电路，各信号处理电路用于处理不同的测速传感 器输入的信号，得到转速信息，并将转速信息发送到通讯模块，通讯模块还 连接上位系统，用于将转速信息发送到上位系统。本申请中的测速模块采用 了可以接入多种测速传感器的兼容性方案，测速模块通用性强，实施时，可 通过三块测速模块分别接入不同的测速传感器同时对旋转机械设备进行测速， 并最终通过三取二的决策来防止汽轮机超速。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性 的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申 请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
图1是本申请一个实施例提供的一种旋转机械设备测速系统的结构示意 图；
图2是本申请一个实施例提供的一种旋转机械设备测速系统中CAN通讯 接口的电路图；
图3是本申请一个实施例提供的一种旋转机械设备测速系统中MODBUS通 讯接口的电路图；
图4是本申请一个实施例提供的一种旋转机械设备测速系统中测试单元 的电路图；
图5是本申请一个实施例提供的一种旋转机械设备测速系统中保护输出 单元的电路图。
附图标记：测速模块-1；通讯模块-2。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的 描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的 要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所 有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一 些方面相一致的装置和方法的例子。
一种旋转机械设备测速系统，参照图1，包括：
测速模块1和通讯模块2；
所述测速模块1连接所述通讯模块2；
所述测速模块1内配置有多条信号处理电路，各信号处理电路用于处理 不同的测速传感器输入的信号，得到转速信息，并将所述转速信息发送到所 述通讯模块2；
所述通讯模块2还连接上位系统，用于将所述转速信息发送到所述上位 系统。
在火电行业，汽轮机的安全性一直是重中之重，而汽轮机面临的一个最 大的安全问题就是超速，如何防止汽轮机超速是现有技术中需要解决的大问 题。现有技术中，通过高速计数模块采集霍尔型的元件的脉冲然后在逻辑中 对计数进行反推出转速的方案，该方案也能达到测速的目的，但是其支持的 传感器类型比较单一。
优选的，本实施例中的多条信号处理电路至少包括：磁电式转速传感器 信号处理电路，磁阻式转速传感器信号处理电路和电涡流传感器信号处理电 路。本实施例中的测速模块可对接的传感器至少包括：磁电式转速传感器， 磁阻式转速传感器和电涡流传感器。
本实施例中的旋转机械设备测速系统，包括测速模块1和通讯模块2。其 中，测速模块1连接通讯模块2。测速模块1内配置有多条信号处理电路，各 信号处理电路用于处理不同的测速传感器输入的信号，得到转速信息，并将 转速信息发送到通讯模块2，通讯模块2还连接上位系统，用于将转速信息发 送到上位系统。本申请中的测速模块1采用了可以接入多种测速传感器的兼 容性方案，测速模块1通用性强，实施时，可通过三块测速模块1分别接入 不同的测速传感器同时对旋转机械设备进行测速，并最终通过三取二的决策 来防止汽轮机超速。
一些实施例中的旋转机械设备测速系统，参照图2-图3，
测速模块1包括CAN通讯接口；
测速模块1通过CAN总线连接通讯模块2。
测速模块1还包括MODBUS通讯接口。
通讯模块2通过PROFINET总线连接上位系统。
本实施例中，测速模块1同时具备MODBUS通讯接口及CAN通讯接口，可 与其他厂家的设备做到兼容性，并且与通讯模块2配合使用，还可以融入到 PROFINET总线结构中进行使用。
CAN通讯接口的电路图参照图3，MODBUS通讯接口的电路图参照图4。
一些实施例中的旋转机械设备测速系统，
测速模块1支持硬节点输入和总线传输输入。
测速系统自身具备独立工作能力，测速模块1能接受试验状态信号进行 转速超速试验，试验状态信号可以是硬节点输入，也可以是总线传输输入。 所以即使通讯模块2失去了与上位系统的连接，测速系统依然可以通过测速 模块1进行相关的高限报警和高高限报警输出。
一些实施例中的旋转机械设备测速系统，参照图4-图5，
测速模块1包括：测速单元和保护输出单元；
测速单元用于对输入的电信号进行模拟信号处理，得到数字脉冲信号；
保护输出单元用于输出开关量保护信号，防止旋转机械设备超速。
现有技术中通过高速计数模块采集霍尔型的元件的脉冲然后在逻辑中对 计数进行反推出转速的方案，该方案虽然能达到测速的目的，但是其自身却 不能做到保护设备的目的。本实施例中通过设置保护输出单元向外系统通过 端子输出开关量保护信号，防止超速。
测试单元的电路图参照图4，保护输出单元的电路图参照图5。
一些实施例中的旋转机械设备测速系统，
信号处理电路具体用于对测速传感器输入的电信号进行模拟信号处理， 得到数字脉冲信号，测速模块1具体通过指定个数的所述数字脉冲信号进行 时间统计，并换算成对应的转速信息。
传统的转速测量方式是在固定的时间内，计算输出的脉冲数，经过计算 得到转速值。这种转速测量方式在低转速时，会产生极大的误差，因此需要 增加齿数来对应增加脉冲数，但是在齿数较少的情况下不能测量低转速。为 了解决上述问题，本实施例中的测速模块1以计算脉宽的方法实现高精度转 速测量，此方式不需要使用太多的齿数，可使测速模块对指定个数的脉宽进 行时间统计，从而换算成对应的转速值，相较于现有技术的测速方式更加精 确和稳定。
可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一 些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用 于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本申请的描 述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解 为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行 指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括 另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能 按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例 所属技术领域的技术人员所理解。
应当理解，本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来 实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合 适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现， 和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们 的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻 辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。
本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全 部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存 储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步 骤之一或其组合。
此外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块 中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在 一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软 件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现 并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介 质中。
上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或 示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施 例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同 的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实 施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在 本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种旋转机械设备测速系统，其特征在于，包括：
测速模块和通讯模块；
所述测速模块连接所述通讯模块；
所述测速模块内配置有多条信号处理电路，各信号处理电路用于处理不同的测速传感器输入的信号，得到转速信息，并将所述转速信息发送到所述通讯模块；
所述通讯模块还连接上位系统，用于将所述转速信息发送到所述上位系统。
2.根据权利要求1所述的旋转机械设备测速系统，其特征在于，
所述测速模块包括CAN通讯接口；
所述测速模块通过CAN总线连接所述通讯模块。
3.根据权利要求1所述的旋转机械设备测速系统，其特征在于，
所述测速模块还包括MODBUS通讯接口。
4.根据权利要求1所述的旋转机械设备测速系统，其特征在于，
所述通讯模块通过PROFINET总线连接上位系统。
5.根据权利要求1所述的旋转机械设备测速系统，其特征在于，
所述多条信号处理电路至少包括：磁电式转速传感器信号处理电路，磁阻式转速传感器信号处理电路和电涡流传感器信号处理电路。
6.根据权利要求1所述的旋转机械设备测速系统，其特征在于，
所述测速模块支持硬节点输入和总线传输输入。
7.根据权利要求1所述的旋转机械设备测速系统，其特征在于，所述信号处理电路具体用于对测速传感器输入的电信号进行模拟信号处理，得到数字脉冲信号。
8.根据权利要求7所述的旋转机械设备测速系统，其特征在于，
所述测速模块包括：测速单元和保护输出单元；
所述测速单元用于对输入的电信号进行模拟信号处理，得到数字脉冲信号；
所述保护输出单元用于输出开关量保护信号，防止所述旋转机械设备超速。
9.根据权利要求1所述的旋转机械设备测速系统，其特征在于，
所述测速模块还用于进行高限报警和高高限报警输出。
10.根据权利要求7所述的旋转机械设备测速系统，其特征在于，
所述测速模块通过指定个数的所述数字脉冲信号进行时间统计，并换算成对应的转速信息。
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