CN2811952Y - 旋转机械在线监测保护装置 - Google Patents

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Abstract

旋转机械在线监测保护装置，包括转速传感器、电涡流传感器、位移传感器、振动传感器，并设有相应转速信号处理电路、轴向位移信号处理电路及相应A/D转换电路、振动信号处理电路及相应A/D转换电路、行程信号处理电路及相应A/D转换电路、转速传感器连接转速信号处理电路，处理电路经计数电路连接PLC输入口，电涡流传感器的输出连接轴向位移信号处理电路，位移传感器连接行程信号处理电路，设有触摸屏显示控制器，触摸屏显示控制器与PLC微处理器的接口相连接。本实用新型具有完善的设备的设置和操作面板功能，传感器通道完备。

Description

旋转机械在线监测保护装置
                              技术领域
本实用新型涉及一种旋转机械监测保护装置，尤其是用于对大型旋转机械的在线监测保护装置。
                              背景技术
大型旋转机械如汽轮机、发电机的主要工艺量有：负荷、偏心、轴位移、胀差、轴承温度等。监测机组的工艺参数对汽轮机而言包括负荷、偏心、轴位移、胀差、热膨胀、主汽温、主汽压、再热汽压力、再热汽温度、轴承钨金温度、轴承回油温度、缸温、推力瓦温；真空、氢压、励磁电压、励磁电流等运行数据，对其机组键相、振动波形频谱、轴位移以及故障频率特征值等等进行记录、数据存储，超过临界值时报警，并通过中央处理器进行统一的数据管理，从而保证设备的正常工作，对大型旋转机械的在线监测保护装置尤其必需。
但现有的旋转机械监测保护装置的传感器通道仍有待增加，设备的设置和操作面板也需要完善，还需要在线监测，对硬件和软件的扩展性要求高，
                              发明内容
本实用新型的目的是设置完善的传感器通道，每路信号均设有独立的恒流输出及实时信号输出(TMD)，设备的设置和操作面板功能加强，并设有通讯接口。能根据用户需求进行在线监测，并能实时传输给远程中心数据库。
本实用新型的目的是这样实现的：旋转机械在线监测保护装置，包括转速传感器、电涡流传感器、位移传感器、振动传感器，并设有相应转速信号处理电路、轴向位移信号处理电路及相应A/D转换电路、振动信号处理电路及相应A/D转换电路、行程信号处理电路及相应A/D转换电路。转速传感器连接转速信号处理电路，处理电路经计数电路连接PLC输入口，电涡流传感器的输出连接轴向位移信号处理电路，轴向位移信号处理电路中包括一差分放大器，传感器信号连接差分放大器的一输入端，差分放大电路的负输入端接可调分压电路，位移传感器连接行程信号处理电路，并设有触摸屏显示控制器，触摸屏显示控制器与PLC微处理器的接口相连接。
所述可调分压电路的可调电压范围在-2.5V～+2.5V之间。
本实用新型的改进是：PLC微处理器连接通讯芯片电路，由通讯芯片连接上位PC。
PLC微处理器输出接口有电流输出、继电器输出、TDM输出，通讯接口、打印机等。
本实用新型的特点是：具有完善的设备的设置和操作面板功能，传感器通道完备，每路信号均设有独立的恒流输出及实时信号输出(TMD)，并设有通讯接口。能根据用户需求进行在线监测，并可以实时传输给远程中心数据库。
                              附图说明
图1为本实用新型结构框图
图2为本实用新型转速信号处理电路
图3为本实用新型轴向位移信号处理电路
图4为本实用新型振动信号处理电路
图5为本实用新型行程信号处理电路
图6为本实用新型振动TDM输出电路
图7为本实用新型通讯电路
                           具体实施方式
图1所示，数字矩阵触摸屏采用深圳公司产品。其结构为ITO PET薄膜和ITO玻璃的合成。根据引出线的不同分为：分立式(即引出线分别在玻璃和薄膜面上)和单面式(即引出线仅在玻璃上或薄膜上)。操作方法可用手指点触或用各种输入笔点触。一般小尺寸为四线电阻式。工作原理主要是当触点受压时，上下两个ITO线路接通后，通过两端采集到的电压模拟信号转换为数字信号。亦可以根据触摸点线性电阻的特点，计算出相应的位置，从而驱动该点显示，PLC通过自身485端口与触摸屏对应的485接口相连接，如图7所示。
典型(但不限于此型号)的PLC微处理器型号为：CPU226。
图2中转速信号处理电路：转速传感器信号输入通过3DJ7G把信号放大并经比较器LM311转换成方波后输入光藕，光藕的输出连接PLC计数器。
转速传感器采用霍尔或双霍尔传感器，电涡流传感器型号(CWY-DO)、位移传感器型号(TD-1、TD-2、TDZ-1、UT-81)、振动传感器型号(ZHJ-2)、转速传感器型号(CS-1、CS-3)。
图3中电涡流传感器的输出Ein连接轴向位移信号处理电路，轴向位移信号处理电路中包括一差分放大器LM358，传感器信号Ein连接差分放大器的一输入端，差分放大电路的负输入端接可调分压电路，可调电压范围在-2.5V～+2.5V之间。输出至EM231。
图4中振动信号处理电路：振动传感器信号V1通过积分电路实现低通滤波隔离高频信号，再经放大电路放大信号，最后通过线性整流电路转变成直流信号送PLC的A/D模块处理EM231。
图5行程信号处理电路中：NE555电路产生1000Hz的激励电压给行程传感器内部的两组线圈，通过传感器铁心的移动使得传感器的两组线圈上的电压差改变，得到行程信号输入A、B，图中LA、LB，再通过二极管和电容的整流滤波形成直流信号送运算放大电路处理，最后送PLC的A/D模块处理。输出至EM231。
图6振动TDM输出电路：把振动传感器信号通过电压跟随电路输出。
图7所示，通过485通讯电路，可以进行远程监测诊断，远程监测中心网站就可以“随时、随地、实时”地得到所需要的机组管理信息以及机组的运行状态数据。可以真正实现对机组的远程专家会诊。
TDM输出是指电机组的主辅机振动监测和故障诊断系统(TDM)，通过仪表硬连线接入工艺量信号的端口，标准为4-20ma或1-5V。具备专用的MODBUS通讯模块，可以通过标准通讯协议(RTU)，从PLC系统中获取各种工艺量。通讯链路为RS485，通讯距离在2公里内。也可以提供工艺量数据库的标准接口，或通过TCP/IP协议从数据库读取数据。
故障诊断功能包括：通过PLC和上位机软件处理给出针对故障诊断及管理方面需求，本实用新型可提供多种专家远程在线会诊功能，建立了故障诊断案例库，并提供了多种设备管理、交流和学习功能；常规图谱：单值棒图、多值棒图、轴心轨迹图、波形频谱图、轴心位置图、极坐标图、振动趋势图、过程振动趋势图、全息谱图、起停机专用图谱：转速时间图、波德图、奈奎斯特图、频谱瀑布图、级联图、统计报表及日记：机组状态列表、振动参数列表、过程量参数表、诊断帮助分析功能：可以诊断机组的各种常见故障，如转子不平衡、转子不对中、转子碰摩、油膜振荡、轴弯曲、汽流激振、轴瓦松动、部件脱落、部件摩损、润滑不良等。
电流输出：EM232 PLC模块(功能：输出4～20mA电流送DCS系统)
继电器输出：CPU226自带继电器输出(功能：控制外部设备)。

Claims (3)

1、旋转机械在线监测保护装置，包括转速传感器、电涡流传感器、位移传感器、振动传感器，并设有相应转速信号处理电路、轴向位移信号处理电路及相应A/D转换电路、振动信号处理电路及相应A/D转换电路、行程信号处理电路及相应A/D转换电路、转速传感器连接转速信号处理电路，处理电路经计数电路连接PLC输入口，电涡流传感器的输出连接轴向位移信号处理电路，轴向位移信号处理电路中包括一差分放大器，传感器信号连接差分放大器的一输入端，差分放大电路的负输入端接可调分压电路，位移传感器连接行程信号处理电路，其特征是设有触摸屏显示控制器，触摸屏显示控制器与PLC微处理器的接口相连接。
2、由权利要求1所述的旋转机械在线监测保护装置，其特征是PLC微处理器连接通讯芯片电路，由通讯芯片连接上位PC。
3、由权利要求1所述的旋转机械在线监测保护装置，其特征是PLC微处理器输出接口接有电流输出、继电器输出。
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