CN209230776U - 一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表，它包括信号采集模块，电源模块，管理模块，机箱，各个模块以卡件形式插入机箱中，且机箱中可以同时插入一个电源模块，一个管理模块和多个信号采集模块。本实用新型能采集旋转机械上的多个振动，转速，位移等不同信号，并同时拥有振动分析功能，能对各种大型旋转机械进行可靠有效的实时在线监视保护。每个信号采集模块都具有4‑20mA电流输出，报警输出，TDM输出，测量值显示。管理模块硬件主要为英创ARM9嵌入式工控主板，采用wince操作系统，基于此操作系统运行管理模块软件。本实用新型组态灵活，功能强大，能全面测量旋转机械的各种参数。

Description

一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表

技术领域

本实用新型属于仪器仪表领域，是作为旋转机械保护装置，对于大型旋转机械如汽轮机，风机，皮带机等进行监测保护。

背景技术

旋转机械在当今电力，煤炭，船舶等行业运用十分广泛，但是如果在运行过程中各种振动，位移等参数超过允许范围，都会引起设备损坏，导致重大财产损失或者人员伤亡，因此，就需要这种监测仪表对设备进行监测保护，并在必要时使设备停止工作。

当今在旋转机械监视保护方面，除了需要对各项参数进行监测，还需要进行振动分析，因为振动分析可以帮助我们进行故障诊断，使工作人员可以清楚地知道什么地方出了何种故障，提高检修效率和事故应急处理能力。目前常规的TSI组合仪表，只是能对旋转机械参数进行监测保护，并不带有振动分析功能。故对于这些要求，急需研发一种新型的旋转机械监视保护及振动分析组合仪表。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有仪表存在的缺陷，提供了一种能同时对旋转机械参数进行监测保护和进行振动分析的仪表。

为了达到上述目的，本实用新型是这样实现的：

本实用新型一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表，包括信号采集模块，电源模块和管理模块；

所述一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表设有多个测量不同信号的信号采集模块；

所述信号采集模块，包括双通道振动采集模块，双通道烈度模块，双通道轴向位移模块，双通道行程模块，单通道转速模块，单通道偏心模块；

所述信号采集模块接收来自传感器的模拟信号，同时通过单片机将信号进行处理，单片机采用PIC16F877A，转化为数字信号后通过通讯发送给管理模块；

所述管理模块用来显示测量值和进行参数设置组态；

所述管理模块具有振动分析功能，并且将有关图形例如频谱图、瀑布图、轴心轨迹图等有关数据显示在液晶屏上；

所述电源模块为冗余电源，设有外接2路220V交流电供电。

所述管理模块带有触摸屏显示，相当于一台计算机，基于wince操作系统，管理模块所带有的振动分析功能以及对采集模块进行显示组态的功能都是在此操作系统上运行的软件，软件运行平台为英创ARM9嵌入式工控主板，管理模块还可以与上位机进行通讯，将各项数据上传，在远端可以用软件进行组态或显示采集值；

所述信号采集模块带有数码管显示，能实时显示当前测量值，信号采集模块还带有报警输出，4-20mA输出，TDM输出，这些输出的数字量和模拟量可以供给其他仪表或者设备使用；

作为本实用新型的进一步改进，所述信号采集模块适用于磁电传感器、或压电传感器、或电涡流传感器，方便用户安装及使用。

作为本实用新型的进一步改进，所述信号采集模块的报警输出功能带有延时输出功能，即在信号检测与报警之间设置有延时，并且延时时间可调，可通过管理模块或者上位机软件进行设置。

作为本实用新型的进一步改进，所述管理模块具有振动分析功能，因此用户无需外加其他振动分析设备，用户能够更加清楚了解当前振动状态，在检修时也可以根据振动分析数据来判断出故障存在于何处。

作为本实用新型的进一步改进，所述电源模块采用冗余电源设计方法，有两路电源供电，当有一路电源故障时，另外一路电源仍可以继续正常供电，使设备正常使用，提高了可靠性。

作为本实用新型的进一步改进，所述一种振动温度巡检仪表内各硬件电路采用模块化设计。

一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表，将各个模块插入机箱安装固定好之后，需要首先在管理模块上对各个采集模块进行组态设置，各项参数如报警，量程等设置完成之后，就可以进行监视保护。首先信号采集模块接收到传感器的模拟信号之后进行处理，将对应的采集值显示在数码管上，同时有对应的4-20mA电流输出和TDM输出，可以供给其他设备和仪表使用。若测量值超过报警阈值之后，就会有报警输出。

各个信号采集模块和管理模块以MODBUS协议采用串口通讯，将各项采集值与设置的参数传送给管理模块，管理模块也可以实时显示采集值。同时管理模块可以利用这些采集值数据进行振动分析，将对应的振动分析图形和数据显示在屏幕上，用户可以进行查看。如果需要改变信号采集模块的参数，可以直接在屏幕上进行操作设置，无需再用其他设备。

本实用新型一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表的各项数据能通过现场总线方式传输到上位机，方便用户在远端进行实时监控。仪表的各项参数也可以通过上位机组态，功能丰富，用户可以按照自己需求进行配置。

本实用新型的优点和有益效果是：本实用新型一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表集成了传感器技术，计算机技术，检测技术等高科技技术，一台组合仪表能同时测量各种旋转机械的振动，位移，转速等不同参数，并提供电流输出，报警输出，功能全面，抗干扰能力强，实时在线监控，对设备安全运行提供了一层可靠有效的保障。同时本组合仪表带有振动分析功能，不需要外接其他振动分析设备，减少了成本同时增加了仪表本身的功能，管理模块带有液晶显示更加直观，操作更加方便。远程监控功能节省了人力，时间成本。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图；

图2是本实用新型的信号采集模块原理框图；

图3是本实用新型TDM输出电路；

图4是本实用新型滤波放大电路；

图5是本实用新型积分电路；

图6是本实用新型的机箱外形图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。

如图1所示为本实用新型的电路原理框图，本实用新型一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表包括电源模块，信号采集模块，管理模块。

仪表由外部220V交流电供电，采用冗余电源设计方法，即有2路电源供电，防止一路电源故障导致仪表不能工作。

所述信号采集模块分为不同种类，包括双通道振动采集模块，双通道烈度模块，双通道轴向位移模块，双通道行程模块，单通道转速模块，单通道偏心模块，用户可以根据需要选择所需模块。一台组合仪表最多可以容纳10个信号采集模块。

所述信号采集模块接收来自传感器的模拟信号，原理如图2所示，其中信号处理电路以TL072CD芯片为核心，包括滤波，积分，放大电路；单片机采用PIC16F877A，来控制AD，DA，数码管显示。

信号采集模块接收到传感器信号之后，经过图3所示TDM输出电路后输出TDM信号，可供给其他设备使用；信号同时经过图4和图5的滤波，放大，积分电路后进入单片机进行处理。

所述信号采集模块的报警输出带有输出延时功能，可以通过管理模块或者上位机软件进行设置，设置范围时0到30秒，延时报警功能可以有效防止误动作触发报警。

所述管理模块的软件是基于wince操作系统的旋转机械监视保护软件，它具有通讯，显示，组态，振动分析功能。设备运行后，能在触摸屏上实时显示采集值，并且会对采集到的数据进行实时的振动分析检测，能够在屏幕上显示出各个振动谐波分量，瀑布图，频谱图，折线图，轴心轨迹图等等。用户也可以在需要的时候通过管理模块对各个信号采集模块进行参数组态设置。

所述管理模块的硬件平台为英创ARM9嵌入式工控主板，该平台具有通讯接口，数据存储器，触摸屏显示，通过软件进行控制和使用这些功能。因此在硬件与软件配合下，管理模块能够与各个信号采集模块进行通讯，在屏幕上显示采集值，存储或者设置各项参数以及进行振动分析。

图6中的插槽用来定位，使各个模块能够沿着插槽顺利插入机箱中，然后再进行固定。

以上已对本实用新型创造的较佳实施例进行了具体说明，但本实用新型创造并不仅限于所述的的实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型创造精神的前提下还可以作出种种的等同的变型或替换，这些等同变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (5)

1.一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表，其特征在于，包括电源模块、信号采集模块、管理模块；

所述一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表设有多个测量不同信号的信号采集模块；

所述信号采集模块，包括双通道振动采集模块，双通道烈度模块，双通道轴向位移模块，双通道行程模块，单通道转速模块，单通道偏心模块；

所述信号采集模块接收来自传感器的模拟信号，同时将信号进行处理，转化为数字信号后通过通讯发送给管理模块；

所述管理模块用来显示测量值和进行参数设置组态；

所述管理模块具有振动分析功能，并且将有关图形例如频谱图、瀑布图、轴心轨迹图有关数据显示在液晶屏上；

所述电源模块为冗余电源，设有外接2路220V交流电供电。

2.如权利要求1所述的一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表，其特征在于，所述信号采集模块由单片机与信号处理电路组成；所述单片机为PIC16F877A；所述信号处理电路以TL072CD为核心组成放大，滤波，积分电路，将采集的信号经过电路处理后送给单片机进行处理。

3.如权利要求1所述的一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表，其特征在于，所述信号采集模块设有数码管显示，4-20mA输出，报警输出，TDM输出。

4.如权利要求1所述的一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表，其特征在于，所述管理模块硬件采用英创ARM9嵌入式工控主板，软件是基于wince操作系统的旋转机械监视保护软件，带有振动分析功能。

5.如权利要求1至4任一项所述的一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表，其特征在于：所述管理模块，信号采集模块，电源模块以插拔的方式插入机箱中再加以固定；所述一种旋转机械监视保护及振动分析组合仪表设有10个信号采集模块插槽。