CN203130569U - 透平压缩机组状态信号仿真系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种透平压缩机组状态信号仿真系统，包括：轴振动信号发生模块，其由精密压控函数发生器、第一可调电位器、第一电压跟随器组成；轴位移信号发生模块，其由固定电阻器、第二可调电位器、第二电压跟随器组成；转速信号发生模块，其由可编程频率合成器、混合信号单片机、输出驱动电路模块组成；上述各模块外接电压输入接口，以及56芯电缆的信号输出端口，还可通过调节装置改变输出信号的强度。该系统与控制机组的连接方式简单，可直接仿真输出多种多路信号，还可操作控制面板以调节输出，因此避免了复杂的组装结构和繁琐接线，简化操作，提高工作效率，减少出现错误的几率。该系统可应用于工业自动化机组控制系统的出厂验收测试。

Description

透平压缩机组状态信号仿真系统

技术领域

本实用新型涉及信号仿真技术领域，特别涉及一种透平压缩机组状态信号仿真系统。

背景技术

透平压缩机（Turbine Compressor），是具有高速旋转叶轮的动力式压缩机。

伏直流电（Voltage Direct Current，简称VDC），指直流电所对应的电压。

在用于透平压缩机的自动化机组控制系统（Automatic Set Control System）的出厂验收测试阶段，需要使用轴振动、轴位移传感器及其相应前置器，并配合现场校验仪器，以模拟所产生透平的轴振动、轴位移和转速信号，从而对二次仪表及机组控制程序的正确性进行校验。因此，相关的透平仿真信号系统由校验仪器、传感器、前置器组成。然而在实际应用中，特别是对于大型机组控制系统，由于所有通道都要进行检验，因此需准备多路仿真信号，而大量的重复接线不仅造成连接和使用过程繁琐，而且容易因误接而导致不必要的损失。

实用新型内容

针对现有透平压缩机组状态信号仿真系统的组装结构复杂、接线繁琐、容易误操作的上述缺陷和问题，本实用新型的目的是提供一种综合了轴振动、轴位移和转速可调节仿真信号的、连接与操作更简便的透平压缩机组状态信号仿真系统。

为了达到上述目的，本实用新型实施例提供如下技术方案：一种透平压缩机组状态信号仿真系统，其特征在于，包括：轴振动信号发生模块、轴位移信号发生模块、转速信号发生模块，其分别将输入电压转换为轴振动、轴位移、转速仿真信号；

所述轴振动信号发生模块由精密压控函数发生器、第一可调电位器、第一电压跟随器组成，其按顺序依次连接，所述轴位移信号发生模块由固定电阻器、第二可调电位器、第二电压跟随器组成，其中固定电阻器、第二可调电位器组成分压网络后与第二电压跟随器连接，所述转速信号发生模块由可编程频率合成器、混合信号单片机、输出驱动电路模块组成，其按顺序依次连接；

所述精密压控函数发生器、分压网络、可编程频率合成器连接用于输入电压的输入接口，所述第一电压跟随器、第二电压跟随器、输出驱动电路模块连接用于信号输出的电缆端口，所述第一可调电位器、第二可调电位器、混合信号单片机分别连接用于调节输出的调节装置。

作为上述技术方案的优选，所述输入接口包括第一输入接口、第二输入接口、第三输入接口，分别与精密压控函数发生器、分压网络、可编程频率合成器连接，所述电缆端口包括第一电缆端口、第二电缆端口、第三电缆端口，分别与第一电压跟随器、第二电压跟随器、输出驱动电路模块连接，所述调节装置包括第一通道调节旋钮、第二通道调节旋钮、薄膜按键，分别与第一可调电位器、第二可调电位器、混合信号单片机连接。

作为上述技术方案的优选，所述调节装置中还包括LED显示模块，其与混合信号单片机连接，用于显示通道切换，以及当前通道的转速值。

作为上述技术方案的优选，所述系统采用机柜式安装，其正面含有由第一通道调节旋钮、第二通道调节旋钮、薄膜按键、LED显示模块组成的控制面板，其背面含有第一电缆接口、第二电缆接口、第三电缆接口的外接端口，其与待测试的自动化机组控制系统通过电缆连接，所述电缆是56芯电缆。

作为上述技术方案的优选，所述轴振动信号发生模块、轴位移信号发生模块的每个通道对应一个单独的调节旋钮，所述薄膜按键可控制转速信号发生模块以切换通道、改变当前通道的转速值。

作为上述技术方案的优选，所述轴振动信号发生模块、轴位移信号发生模块的每个通道的输入电压是-24VDC，由控制机组提供，分别模拟0μm~200μm(pk-pk)的轴振动信号和-1mm~+1mm的轴位移信号。

作为上述技术方案的优选，所述转速信号发生模块的输入电压是+24VDC，由测试现场提供。

作为上述技术方案的优选，所述转速信号发生模块还可接受由执行机构输出的4mA~20mA电流信号，产生仿真转速信号，形成闭环，用于模拟透平压缩机组的启动过程。

本实用新型实施例提供的透平压缩机组状态信号仿真系统，与控制机组的连接方式简单，可直接仿真输出多种、多路信号，还可操作控制面板对输出信号进行调节。与相关的校验仪器+传感器+前置器组合的复杂结构与繁琐接线相比，该系统简化了操作，提高了工作效率，减少了出现误操作的几率。另外，该系统还可配合控制系统模拟透平压缩机组的启动过程。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的透平压缩机组状态信号仿真系统的结构示意图。

图2为本实用新型实施例中轴振动信号发生模块的运作步骤流程示意图。

图3为本实用新型实施例中轴位移信号发生模块的运作步骤流程示意图。

图4为本实用新型实施例中转速信号发生模块的运作步骤流程示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型所提供的一种透平压缩机组状态信号仿真系统，适用于工业自动化机组控制系统的出厂验收测试过程，特别适用于大型控制机组以及透平压缩控制机组的出厂验收测试阶段。

在本具体实施例的透平压缩机组状态信号仿真系统中，精密压控函数发生器的型号是ICL8038，混合信号单片机的型号是C8051F060，电压跟随器的型号是LM358，可编程频率合成器的型号是AD9851，并采用ELCO56芯电缆及接口。

如图1所示，本实用新型实施例提供的一种透平压缩机组状态信号仿真系统，包括：轴振动信号发生模块、轴位移信号发生模块、转速信号发生模块，其分别将输入电压转换为轴振动、轴位移、转速仿真信号；所述轴振动信号发生模块由精密压控函数发生器11、第一可调电位器12、第一电压跟随器13组成，其按顺序依次连接，所述轴位移信号发生模块由固定电阻器24、第二可调电位器22、第二电压跟随器23组成，其中固定电阻器24、第二可调电位器22组成分压网络21后与第二电压跟随器23连接，所述转速信号发生模块由可编程频率合成器31、混合信号单片机32、输出驱动电路模块组成33，其按顺序依次连接；所述精密压控函数发生器11、分压网络21、可编程频率合成器31连接用于输入电压的输入接口，所述第一电压跟随器13、第二电压跟随器23、输出驱动电路模块33连接用于信号输出的电缆端口，所述第一可调电位器12、第二可调电位器22、混合信号单片机32分别连接用于调节输出的调节装置。

如图1所示，所述输入接口包括第一输入接口41、第二输入接口42、第三输入接口43，分别与精密压控函数发生器11、分压网络21、可编程频率合成器31连接，所述电缆端口包括第一电缆端口51、第二电缆端口52、第三电缆端口53，分别与第一电压跟随器13、第二电压跟随器23、输出驱动电路模块33连接，所述调节装置包括第一通道调节旋钮61、第二通道调节旋钮62、薄膜按键63，分别与第一可调电位器12、第二可调电位器22、混合信号单片机32连接。所述调节装置中还包括LED显示模块64，其与混合信号单片机32连接，用于显示通道切换，以及当前通道的转速值。

如图1所示，虚线框1表示轴振动信号发生模块，虚线框2表示轴位移信号发生模块，虚线框3表示转速信号发生模块，虚线框4表示输入接口，虚线框5表示电缆端口，虚线框6表示调节装置。

本具体实施例的透平压缩机组状态信号仿真系统采用机柜式安装，其正面含有由第一通道调节旋钮61、第二通道调节旋钮62、薄膜按键63、LED显示模块64组成的控制面板，其背面含有第一电缆接口41、第二电缆接口42、第三电缆接口43的外接端口，其与待测试的自动化机组控制系统通过电缆连接，所述电缆是56芯电缆。轴振动信号发生模块的每个通道对应一个第一通道调节旋钮61，轴位移信号发生模块的每个通道对应一个第二通道调节旋钮62，薄膜按键63可控制转速信号发生模块以切换通道、改变当前通道的转速值。

在本具体实施例的透平压缩机组状态信号仿真系统中，轴振动信号发生模块、轴位移信号发生模块的每个通道需独立供电，供电电压为-24VDC，由控制机组提供，分别模拟0μm~200μm(pk-pk)的轴振动信号和-1mm～+1mm的轴位移信号。转速信号发生模块的供电电压为+24VDC，由测试现场外接提供，产生独立的多路仿真信号；该模块还可接受由执行机构输出的4mA~20mA电流信号，产生仿真转速信号，形成闭环，用于模拟透平压缩机组的启动过程。

轴振动信号发生模块的工作原理如图2所示。首先由精密压控函数发生器11及外围电路产生正弦波信号，其在经过由第一可调电位器12分压而成的幅值调节电路后，形成幅值可调的正弦波信号，然后通过第一电压跟随器13输出，生成轴振动仿真信号。通过手动调节第一通道调节旋钮61，可在0V~1.6V范围内对该正弦波的交流幅值进行调节，从而得到0μm~200μm(pk-pk)的轴振动仿真信号。

轴位移信号发生模块的工作原理如图3所示。首先由第二可调电位器22、固定电阻器所组成的分压网络21对所输入的直流电压进行分压，然后通过第二电压跟随器23输出，生成轴位移仿真信号。通过手动调节第二通道调节旋钮62，可在-1.8V~-19.6VDC偏置值范围内调节直流电压，从而得到-1mm～+1mm的轴位移仿真信号。

转速信号发生模块的工作原理如图4所示。转速仿真信号的发生，是由高性能混合信号单片机32首先对精密数字可编程频率合成器31进行编程，产生输出频率可调的矩形波信号，然后经过输出驱动电路模块33提高带载能力后再进行输出。通过薄膜按键63，可对输出矩形波的频率进行调节，其可调范围为0Hz~30,000Hz，所输出的频率值可通过LED显示模块64进行显示。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种透平压缩机组状态信号仿真系统，其特征在于，包括：轴振动信号发生模块、轴位移信号发生模块、转速信号发生模块，其分别将输入电压转换为轴振动、轴位移、转速仿真信号； 

所述轴振动信号发生模块由精密压控函数发生器、第一可调电位器、第一电压跟随器组成，其按顺序依次连接，所述轴位移信号发生模块由固定电阻器、第二可调电位器、第二电压跟随器组成，其中固定电阻器、第二可调电位器组成分压网络后与第二电压跟随器连接，所述转速信号发生模块由可编程频率合成器、混合信号单片机、输出驱动电路模块组成，其按顺序依次连接； 

所述精密压控函数发生器、分压网络、可编程频率合成器连接用于输入电压的输入接口，所述第一电压跟随器、第二电压跟随器、输出驱动电路模块连接用于信号输出的电缆端口，所述第一可调电位器、第二可调电位器、混合信号单片机分别连接用于调节输出的调节装置。 

2.根据权利要求1所述的一种透平压缩机组状态信号仿真系统，其特征在于，所述输入接口包括第一输入接口、第二输入接口、第三输入接口，分别与精密压控函数发生器、分压网络、可编程频率合成器连接，所述电缆端口包括第一电缆端口、第二电缆端口、第三电缆端口，分别与第一电压跟随器、第二电压跟随器、输出驱动电路模块连接，所述调节装置包括第一通道调节旋钮、第二通道调节旋钮、薄膜按键，分别与第一可调电位器、第二可调电位器、混合信号单片机连接。 

3.根据权利要求2所述的一种透平压缩机组状态信号仿真系统，其特征在于，所述调节装置中还包括LED显示模块，其与混合信号单片机连接，用于显示通道切换，以及当前通道的转速值。 

4.根据权利要求1所述的一种透平压缩机组状态信号仿真系统，其特征在于，所述系统采用机柜式安装，其正面含有由第一通道调节旋钮、第二通道调 节旋钮、薄膜按键、LED显示模块组成的控制面板，其背面含有第一电缆接口、第二电缆接口、第三电缆接口的外接端口，其与待测试的自动化机组控制系统通过电缆连接，所述电缆是56芯电缆。 

5.根据权利要求1或2所述的一种透平压缩机组状态信号仿真系统，其特征在于，所述轴振动信号发生模块、轴位移信号发生模块的每个通道对应一个单独的调节旋钮，所述薄膜按键可控制转速信号发生模块以切换通道、改变当前通道的转速值。 

6.根据权利要求1所述的一种透平压缩机组状态信号仿真系统，其特征在于，所述轴振动信号发生模块、轴位移信号发生模块的每个通道的输入电压是-24VDC，由控制机组提供，分别模拟0μm～200μm(pk-pk)的轴振动信号和-1mm～+1mm的轴位移信号。 

7.根据权利要求1所述的一种透平压缩机组状态信号仿真系统，其特征在于，所述转速信号发生模块的输入电压是+24VDC，由测试现场提供。 

8.根据权利要求7所述的一种透平压缩机组状态信号仿真系统，其特征在于，所述转速信号发生模块还可接受由执行机构输出的4mA～20mA电流信号，产生仿真转速信号，形成闭环，用于模拟透平压缩机组的启动过程。 

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