RU2375692C1 - Vibration control device (versions) - Google Patents

Vibration control device (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2375692C1
RU2375692C1 RU2008116182/28A RU2008116182A RU2375692C1 RU 2375692 C1 RU2375692 C1 RU 2375692C1 RU 2008116182/28 A RU2008116182/28 A RU 2008116182/28A RU 2008116182 A RU2008116182 A RU 2008116182A RU 2375692 C1 RU2375692 C1 RU 2375692C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
inputs
output
outputs
input
signal
Prior art date
Application number
RU2008116182/28A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Иосифович Радчик (RU)
Игорь Иосифович Радчик
Вячеслав Михайлович Тараканов (RU)
Вячеслав Михайлович Тараканов
Олег Борисович Скворцов (RU)
Олег Борисович Скворцов
Евгений Степанович Трунин (RU)
Евгений Степанович Трунин
Сергей Иванович Смирнов (RU)
Сергей Иванович Смирнов
Сергей Алексеевич Королев (RU)
Сергей Алексеевич Королев
Андрей Николаевич Гузеев (RU)
Андрей Николаевич Гузеев
Сергей Валерьевич Лихтанский (RU)
Сергей Валерьевич Лихтанский
Дмитрий Михайлович Фурсов (RU)
Дмитрий Михайлович Фурсов
Вячеслав Николаевич Тихомиров (RU)
Вячеслав Николаевич Тихомиров
Роман Алексеевич Устинов (RU)
Роман Алексеевич Устинов
Николай Иванович Левин (RU)
Николай Иванович Левин
Илья Алексеевич Маханько (RU)
Илья Алексеевич Маханько
Сергей Олегович Арестов (RU)
Сергей Олегович Арестов
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Диамех 2000"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Диамех 2000" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Диамех 2000"
Priority to RU2008116182/28A priority Critical patent/RU2375692C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2375692C1 publication Critical patent/RU2375692C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: physics; control.
SUBSTANCE: invention relates to devices for vibration control and protection of rotary assemblies such as turbines. The vibration control device has a data collecting and processing unit 1, sensors 2-6, fitted on bearing assemblies 7, as well as sensors of the phase mark 8 and axial shift 9-11 of the rotor 12, first 13 and second 14 analogue-to-digital converters, asynchronous interface 16, data bus 17, input interface 18, computer 19, output 20 of which is the signal output for shutoff protection of the assembly, matching elements 21-32, signal conditioner 33, signal processor 34, microcontroller 35, auxiliary asynchronous serial bus 36, auxiliary input interface 37, protection logic module 38, output of which is auxiliary output 39 for the alarm signal. Power buses 40 and 41 are connected to the input of a secondary power module 42, outputs of which are connected to power inputs of matching elements 21-32, and auxiliary outputs 43 are power buses for the data collection and processing unit 1.
EFFECT: more reliable functioning.
25 cl, 27 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к устройствам вибрационного контроля и защиты роторных агрегатов, таких, например, как турбины.The present invention relates to devices for vibration control and protection of rotor assemblies, such as, for example, turbines.

Известно устройство контроля и защиты от повреждений, содержащее измерительные блоки, соединенные последовательно, причем выход последнего блока в каждой группе измерительных блоков соединен с сходом компьютера, выход которого является выходом управления, контролируемым оборудованием [US patent application publication US 2004/0054921 A1, 18.03.2004].A device for monitoring and protection from damage, containing measuring units connected in series, and the output of the last unit in each group of measuring units is connected to the exit of the computer, the output of which is the control output controlled by the equipment [US patent application publication US 2004/0054921 A1, 18.03. 2004].

Недостатком данной системы является сравнительно низкая надежность и достоверность функционирования.The disadvantage of this system is the relatively low reliability and reliability of operation.

Известно устройство вибрационного контроля, содержащее датчик вибрации, выход которого соединен с входом блока сбора и обработки данных, который содержит одноканальный аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом процессора обработки сигналов, выход которого соединен с цифровым входом микроконтроллера, цифровой последовательный интерфейс которого соединен с последовательной асинхронной шиной, а выход сигнала аварии микроконтроллера является выходом сигнала аварийной ситуации контролируемого объекта блока сбора и обработки данных, последовательная асинхронная шина соединена через адаптер асинхронных шин с входом USB компьютера. [Научно - производственное предприятие «Измерительные Технологии», ”Каталог продукции 2007”, http://mtels.ru/catalogue.html, стр.21, 2007 г.].A vibration control device is known, comprising a vibration sensor, the output of which is connected to the input of the data acquisition and processing unit, which contains a single-channel analog-to-digital converter, the output of which is connected to the input of the signal processing processor, the output of which is connected to the digital input of the microcontroller, the digital serial interface of which is connected with a serial asynchronous bus, and the alarm output of the microcontroller is the alarm output of the monitored unit object with ora and processing data, serial asynchronous bus is connected through an adapter to the input asynchronous bus USB computer. [Scientific - Production Enterprise "Measuring Technologies", "Product Catalog 2007", http://mtels.ru/catalogue.html, p.21, 2007].

К недостаткам данного решения следует отнести сравнительно низкую надежность и достоверность функционирования данного устройства. Действительно, с одной стороны обработка сигнала от датчика выполняется последовательно аналого-цифровым преобразователем, процессором обработки сигнала и микроконтроллером. Это приводит к росту количества оборудования, пропорциональному числу узлов в канале, а большое количество оборудования само по себе приводит к увеличению вероятности отказа. С другой стороны, отказ одного из элементов в данном канале приводит к полному отказу канала и это снижает достоверность обнаружения аварийной ситуации и, следовательно, надежность системы. В данном устройстве отсутствует реализация логики защиты, которая в таких системах выполняется внешним модулем логики защиты, который реализован на основе микроконтроллера, что при любом отказе (обрыв линии связи, аппаратурный отказ в модуле логики защиты или программный сбой в его микроконтроллере) приведет к отказу всей системы защиты роторного агрегата.The disadvantages of this solution include the relatively low reliability and reliability of the operation of this device. Indeed, on the one hand, the processing of the signal from the sensor is performed sequentially by an analog-to-digital converter, a signal processing processor, and a microcontroller. This leads to an increase in the number of equipment proportional to the number of nodes in the channel, and a large amount of equipment in itself leads to an increase in the probability of failure. On the other hand, the failure of one of the elements in this channel leads to a complete failure of the channel and this reduces the reliability of the detection of an emergency and, therefore, the reliability of the system. In this device, there is no implementation of the protection logic, which in such systems is performed by an external protection logic module, which is implemented on the basis of the microcontroller, which in case of any failure (communication line interruption, hardware failure in the protection logic module or software failure in its microcontroller) will lead to a failure of the whole rotor unit protection systems.

Известно устройство контроля вибрации, содержащее датчик вибрации, выход которого соединен с входом блока сбора и обработки данных, содержащего элемент сравнения измеренного значения с заданным порогом [Патент Российской Федерации №2282169, G01M 7/00, приор. 13.05.2005].A vibration control device is known that contains a vibration sensor, the output of which is connected to the input of a data acquisition and processing unit containing an element for comparing a measured value with a predetermined threshold [Russian Federation Patent No. 2282169, G01M 7/00, prior. 05/13/2005].

Недостатком данного устройства является сравнительно низкая достоверность определения недопустимого вибрационного состояния контролируемого объекта, так как в нем решение принимается на основании информации, поступающей только от одного датчика.The disadvantage of this device is the relatively low reliability of determining the unacceptable vibrational state of a controlled object, since the decision is made on the basis of information received from only one sensor.

Известна система вибрационной диагностики и предупреждения аварийной ситуации на эксплуатируемом объекте, содержащая датчики вибрации, выходы которых через согласующие элементы подключены к элементу сравнения, выход которого соединен с входом порогового элемента Патент Российской Федерации №2288470, G01N 29/04, приор. 04.04.2005].A known system for vibration diagnostics and emergency warning at an operating facility, containing vibration sensors, the outputs of which are connected through matching elements to a comparison element, the output of which is connected to the input of the threshold element Patent of the Russian Federation No. 2288470, G01N 29/04, prior. 04/04/2005].

Недостатками данной системы являются сравнительно низкая надежность, так как повреждение отдельного элемента устройства нарушает его работоспособность в целом.The disadvantages of this system are the relatively low reliability, since damage to an individual element of the device violates its performance as a whole.

Для повышения достоверности срабатывания защиты по превышению порога опасного уровня вибрации рекомендуется обеспечивать ее срабатывание при превышении значения «для горизонтальной и вертикальной вибрации для двух соседних опор или по их сочетанию. Под соседними понимаются подшипники одного ротора или смежные подшипники разных роторов» роторного агрегата [раздел 3.3.5 РД 153-34.1-35.116-2001, стр.18. РАО БЭС, ОРГРЭС, 2001 г.].To increase the reliability of the protection when exceeding the threshold of a dangerous level of vibration, it is recommended to ensure its operation when the value "for horizontal and vertical vibration for two adjacent supports or in combination thereof is exceeded. The neighboring ones are understood as bearings of one rotor or adjacent bearings of different rotors ”of a rotor assembly [section 3.3.5 RD 153-34.1-35.116-2001, p. 18. RAO BES, ORGRES, 2001].

Известно устройство вибрационного контроля, содержащее датчики, выходы которых соединены с входами блока сбора и обработки данных, которые соединены с входами согласующих элементов, выходы которых соединены с входами многоканального аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом процессора обработки сигналов, выход которого соединен с входом микроконтроллера, выход которого через интерфейсный элемент соединен с шиной передачи данных, которая подключена к входу компьютера [Патент США №7142990 В2, МКИ G06F 11/00, Н.кл. 702/35, 2006 г.].A device for vibration control is known that contains sensors, the outputs of which are connected to the inputs of the data acquisition and processing unit, which are connected to the inputs of matching elements, the outputs of which are connected to the inputs of a multi-channel analog-to-digital converter, the output of which is connected to the input of the signal processing processor, the output of which is connected to the input of the microcontroller, the output of which through the interface element is connected to a data bus that is connected to the input of the computer [US Patent No. 7142990 B2, MKI G06F 11/00, N.cl. 702/35, 2006].

Недостатком этого устройства является его сравнительно низкая надежность и достоверность функционирования.The disadvantage of this device is its relatively low reliability and reliability of operation.

Известно устройство вибрационного контроля, содержащее измерительные блоки, входы каждого из которых соединены через согласующий элемент с выходом соответствующего датчика, измерительные блоки содержат формирователи сигналов, два аналого-цифровых преобразователя, входы которых соединены с выходами формирователей сигналов, выход первого аналого-цифрового преобразователя соединен с цифровым входом второго аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом процессора обработки сигналов, выход цифрового последовательного интерфейса, который является выходом данного блока сбора и обработки данных, измерительные блоки соединены последовательно и выход последнего соединен с входом сетевого контроллера компьютера [Multi-drop, simultaneous sampling sensor network system for aerospace testing and monitoring applications. A.Karolys, F.GenKuong, Sensors applications symposium, 2007, IEEE Volume, Issue, 6-8 Feb 2007, p.1-6].A vibration control device is known comprising measuring units, the inputs of each of which are connected through a matching element to the output of the corresponding sensor, the measuring units contain signal conditioners, two analog-to-digital converters, the inputs of which are connected to the outputs of the signal conditioners, the output of the first analog-to-digital converter is connected to digital input of the second analog-to-digital converter, the output of which is connected to the input of the signal processor, the output of the digital serial interface, which is the output of this data acquisition and processing unit, the measuring units are connected in series and the output of the latter is connected to the input of the computer’s network controller [Multi-drop, simultaneous sampling sensor network system for aerospace testing and monitoring applications. A.Karolys, F.GenKuong, Sensors applications symposium, 2007, IEEE Volume, Issue, 6-8 Feb 2007, p.1-6].

Недостатками данного устройства являются сравнительно низкая надежность и достоверность функционирования. Действительно, отказ одного из измерительных блоков приводит к неработоспособности всей системы в целом как из-за разрыва шины передачи данных в компьютер, так и из-за потери информации от датчиков, подключенных к данному измерительному блоку, а следовательно, к пропуску сигналов о превышении опасного уровня вибрации, которое может быть зафиксировано этими датчиками.The disadvantages of this device are the relatively low reliability and reliability of operation. Indeed, the failure of one of the measuring units leads to the inoperability of the entire system as a whole, both due to a rupture of the data bus to the computer, and due to loss of information from sensors connected to this measuring unit, and, consequently, to the passage of signals about the excess of dangerous level of vibration that can be detected by these sensors.

Известно устройство вибрационного контроля, но содержащее измерительные блоки, аналоговые входы каждого из которых соединены с выходам соответствующих датчиков, которые объединены в группу, соответствующую узлу контролируемого агрегата, сетевой выход каждого из измерительных блоков соединен сетевой шиной, которая подключена к компьютеру, а выходы аварийных сигналов измерительных блоков соединены с шиной сигналов защиты контролируемого агрегата [Патент US №6012484 В2, приоритет от 28.06.2005, Н.кл. 702/188, МКИ G01F 1/56. Modular monitoring and protection system topology].A device for vibration control is known, but containing measuring units, the analog inputs of each of which are connected to the outputs of the respective sensors, which are combined into a group corresponding to the unit of the unit being monitored, the network output of each of the measuring units is connected by a network bus that is connected to the computer, and alarm outputs measuring units are connected to the bus signal protection of the monitored unit [US Patent No. 6012484 B2, priority from 06/28/2005, N.cl. 702/188, MKI G01F 1/56. Modular monitoring and protection system topology].

Наиболее близким к предложенному и выбранным в качестве прототипа является устройство вибрационного контроля, содержащее датчики, и блок сбора и обработки данных, который содержит первый аналого-цифровой преобразователь высокого разрешения, выход которого соединен с входом ввода данных процессора обработки сигналов, выход которого соединен через цифровой интерфейс с входами микроконтроллера, вход ввода данных которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, а выход микроконтроллера соединен через интерфейсный элемент с асинхронной последовательной шиной, которая соединена с входом последовательного интерфейса компьютера, выход которой является выходом аварийного сигнала, а входы первого аналого-цифрового преобразователя соединены через согласующие элементы с выходами датчиков [ICHM 20/20 Serial communication data acquisition and processing system / Getting started guide, 2004, Oceana Sensor Technologies Inc.].Closest to the proposed and selected as a prototype is a vibration control device containing sensors, and a data acquisition and processing unit that contains a first high-resolution analog-to-digital converter, the output of which is connected to the data input of the signal processor, the output of which is connected through a digital an interface with the inputs of the microcontroller, the data input of which is connected to the output of the second analog-to-digital converter, and the output of the microcontroller is connected via interface element with an asynchronous serial bus, which is connected to the input of the serial interface of the computer, the output of which is the alarm output, and the inputs of the first analog-to-digital converter are connected via matching elements to the outputs of the sensors [ICHM 20/20 Serial communication data acquisition and processing system / Getting started guide, 2004, Oceana Sensor Technologies Inc.].

Данное устройство, как наиболее близкое к предложенному, выбрано в качестве прототипа.This device, as closest to the proposed one, is selected as a prototype.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности и достоверности функционирования системы вибрационного контроля.The aim of the invention is to increase the reliability and reliability of the vibration control system.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве вибрационного контроля содержащем датчики, а также блок сбора и обработки данных, который содержит первый аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом ввода данных процессора обработки сигналов, выход которого соединен через цифровой интерфейс с входами микроконтроллера, вход ввода данных которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, а выход микроконтроллера соединен через интерфейсный элемент с асинхронной последовательной шиной, которая соединена с входом последовательного интерфейса компьютера, выход которой является выходом аварийного сигнала, а выходы датчиков соединены с входами блока сбора и обработки данных, согласно изобретению входы блока сбора и обработки данных соединены через согласующие элементы с входами формирователя сигналов, выходы которого соединены с входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей, входы синхронизации процессора обработки сигналов и микроконтроллера соединены с выходом датчика фазовой отметки, выход процессора обработки сигналов соединен через дополнительный интерфейсный элемент с дополнительной асинхронной последовательной шиной, которая соединена с дополнительным входом последовательного интерфейса компьютера, логические выходы процессора обработки сигнала и микроконтроллера соединены с входами модуля логики защиты, выход которого является дополнительным выходом аварийного сигнала, а шины питания соединены с входами модуля вторичного питания, выходы которого соединены с входами питания согласующих элементов.This goal is achieved by the fact that in the vibration control device containing sensors, as well as a data acquisition and processing unit, which contains a first analog-to-digital converter, the output of which is connected to the data input of the signal processor, the output of which is connected through a digital interface to the inputs of the microcontroller, the data input input of which is connected to the output of the second analog-to-digital converter, and the output of the microcontroller is connected through an interface element with an asynchronous serial bus, The input is connected to the input of the serial interface of the computer, the output of which is the alarm output, and the sensor outputs are connected to the inputs of the data acquisition and processing unit, according to the invention, the inputs of the data collection and processing unit are connected through matching elements to the inputs of the signal shaper, the outputs of which are connected to the inputs of the first and the second analog-to-digital converters, the synchronization inputs of the signal processor and the microcontroller are connected to the output of the phase mark sensor, the processor output signal processing is connected via an additional interface element with an additional asynchronous serial bus, which is connected to an additional input of the computer's serial interface, the logic outputs of the signal processor and microcontroller are connected to the inputs of the protection logic module, the output of which is an additional alarm output, and the power buses are connected to the inputs secondary power supply, the outputs of which are connected to the power inputs of the matching elements.

В предлагаемом устройстве, с одной стороны, минимизируется количество измерительных блоков, количество которых не превышает количества подшипниковых узлов роторного агрегата, что позволяет существенно уменьшить количество процессоров обработки сигналов и микроконтроллеров, необходимых для реализации измерительных блоков. При этом за счет того, что каждый блок сбора и обработки данных параллельно обрабатывает сигналы как от датчиков, установленных на данном подшипниковом узле, так и от датчиков, установленных на соседнем подшипниковом узле, одновременно процессором обработки сигналов и микроконтроллером, обеспечивается резервирование такой обработки, и даже полный отказ процессора обработки сигналов или микроконтроллера, а также одного из аналого-цифровых преобразователей данного блока сбора и обработки данных не приведет к потере информации, относящейся к данным подшипниковым узлам. Поскольку в каждом измерительном блоке формируются оценки превышения уровня аварийных уставок вибрации для данного и соседних подшипниковых узлов, в измерительном блоке можно реализовать рекомендуемые алгоритмы защиты, причем в самом блоке выполнение данных алгоритмов дублируется, что повышает надежность, а выдача общего сигнала аварийного останова в виде функции монтажное ИЛИ для таких измерительных блоков позволяет получить отказоустойчивый высоконадежный сигнал защиты от аварии. Дополнительное повышение надежности системы обеспечивается за счет использования дублирующего формирования сигнала аварии на выходе компьютера, данные в который поступают по независимым каналам передачи данных по асинхронному последовательным интерфейсам, например сетевому каналу передачи данных.In the proposed device, on the one hand, the number of measuring units is minimized, the number of which does not exceed the number of bearing units of the rotor assembly, which can significantly reduce the number of signal processing processors and microcontrollers required for the implementation of the measuring units. Moreover, due to the fact that each data acquisition and processing unit simultaneously processes signals from both sensors installed on this bearing unit and sensors installed on an adjacent bearing unit, simultaneously with a signal processing processor and microcontroller, such processing is backed up, and even a complete failure of the signal processor or microcontroller, as well as one of the analog-to-digital converters of this data acquisition and processing unit, will not lead to loss of information regarding Go to these bearing units. Since each measuring unit generates estimates of exceeding the level of emergency vibration settings for this and neighboring bearing units, the recommended protection algorithms can be implemented in the measuring unit, and the execution of these algorithms is duplicated in the unit itself, which increases reliability, and the generation of a general emergency stop signal as a function mounting OR for such measuring units allows you to get a fail-safe highly reliable signal of protection against accident. An additional increase in the reliability of the system is ensured by the use of duplicate generation of an alarm signal at the output of the computer, the data to which are supplied via independent data transmission channels via asynchronous serial interfaces, for example, a network data transmission channel.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что второй аналого-цифровой преобразователь интегрирован с микроконтроллером.Another difference of the vibration control device is that the second analog-to-digital converter is integrated with the microcontroller.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом интегрирующего элемента и с входом первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с выходами соответствующих интегрирующих элементов.Another difference of the vibration control device is that in the signal shaper each input is connected to the input of the integrating element and to the input of the first low-pass filter, the outputs of which are connected to the first outputs of the signal shaper, the second outputs of which are connected to the outputs of the second low-pass filters, the inputs of which connected to the outputs of the corresponding integrating elements.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом интегрирующего элемента, выход которого соединен с входом первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с выходами соответствующих интегрирующих элементов.Another difference of the vibration control device is that in the signal shaper each input is connected to the input of the integrating element, the output of which is connected to the input of the first low-pass filter, the outputs of which are connected to the first outputs of the signal shaper, the second outputs of which are connected to the outputs of the second low-pass filters whose inputs are connected to the outputs of the corresponding integrating elements.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с соответствующими входами формирователя сигналов.Another difference of the vibration control device is that in the signal shaper each input is connected to the input of the corresponding first low-pass filter, the outputs of which are connected to the first outputs of the signal shaper, the second outputs of which are connected to the outputs of the second low-pass filters, the inputs of which are connected to the corresponding inputs shaper signals.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с входами формирователя сигналов, соответствующих датчикам, которые использованы для защиты.Another difference of the vibration control device is that in the signal shaper each input is connected to the input of the corresponding first low-pass filter, the outputs of which are connected to the first outputs of the signal shaper, the second outputs of which are connected to the outputs of the second low-pass filters, the inputs of which are connected to the shaper inputs signals corresponding to sensors used for protection.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом соответствующего коммутирующего узла, который соединен с первыми контактами первого и второго коммутирующих элементов, переключающие контакты которых соединены с входами соответствующих первого и второго фильтра нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов, а вторые входы коммутирующих элементов каждого коммутирующего узла соединены с дополнительными входами формирователя сигналов.Another difference of the vibration control device is that in the signal shaper each input is connected to the input of the corresponding switching unit, which is connected to the first contacts of the first and second switching elements, the switching contacts of which are connected to the inputs of the corresponding first and second low-pass filters, the outputs of which are connected respectively, with the first and second outputs of the signal conditioner, and the second inputs of the switching elements of each switching node are connected to an additional E input of signals.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов входы соединены с входами матричного аналогового коммутатора, первые и вторые выходы которого соединены с входами соответственно первых и вторых фильтров нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов, дополнительные входы которого соединены с дополнительными входами матричного аналогового коммутатора, управляющие входы которого соединены с шиной управляющего кода.Another difference of the vibration control device is that in the signal conditioner the inputs are connected to the inputs of the matrix analog switch, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the first and second low-pass filters, the outputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the signal conditioner, additional the inputs of which are connected to additional inputs of the matrix analog switch, the control inputs of which are connected to the control code bus.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что модуль логики защиты содержит логический элемент И, входы которого являются входами модуля логики защиты, а выход является его выходом.Another difference of the vibration control device is that the protection logic module contains the AND gate, the inputs of which are the inputs of the protection logic module, and the output is its output.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что модуль логики защиты содержит логический элемент ИЛИ, входы которого являются входами модуля логики защиты, а выход является его выходом.Another difference of the vibration control device is that the protection logic module contains an OR logic element whose inputs are inputs of the protection logic module and the output is its output.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что модуль логики защиты содержит логический элемент ИЛИ и мажоритарный логический элемент, входы логического элемента ИЛИ, являются входами модуля логики защиты, а выход является его выходом, дополнительные входы модуля логики защиты соединены с входами мажоритарного логического элемента, выход которого соединен с дополнительным входом логического элемента ИЛИ.Another difference of the vibration control device is that the protection logic module contains the OR logic element and the majority logic element, the inputs of the OR logic element are the inputs of the protection logic module, and the output is its output, additional inputs of the protection logic module are connected to the inputs of the majority logic element whose output is connected to the auxiliary input of the OR gate.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что модуль логики защиты содержит логические элементы И, ИЛИ и мажоритарный логический элемент, входы логического элемента И являются входами модуля логики защиты, а выход соединен с первым входом логического элемента ИЛИ, выход которого является выходом модуля логики защиты, дополнительные входы модуля логики защиты соединены с входами мажоритарного логического элемента, выход которого соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ.Another difference of the vibration control device is that the protection logic module contains AND, OR, and the majority logic elements, the inputs of the AND logic elements are the inputs of the protection logic module, and the output is connected to the first input of the OR logic element, the output of which is the output of the logic module protection, additional inputs of the protection logic module are connected to the inputs of the majority logic element, the output of which is connected to the second input of the OR logic element.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что модуль вторичного питания содержит преобразователь напряжений, вход которого соединен с входами токоограничивающих элементов, выходы которых являются выходами модуля вторичного питания, входы которого через развязывающие диоды и токоограничивающий элемент соединены с входом преобразователя напряжений.Another difference of the vibration control device is that the secondary power module contains a voltage converter, the input of which is connected to the inputs of the current-limiting elements, the outputs of which are the outputs of the secondary power module, whose inputs are connected through the decoupling diodes and the current-limiting element to the input of the voltage converter.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в качестве токоограничивающих элементов использованы стабилизаторы напряжения с защитой от короткого замыкания.Another difference of the vibration control device is that voltage stabilizers with short circuit protection are used as current-limiting elements.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в качестве токоограничивающих элементов использованы самовосстанавливающиеся предохранители.Another difference of the vibration control device is that self-healing fuses are used as current-limiting elements.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в качестве токоограничивающих элементов использованы токоограничивающие диоды.Another difference of the vibration control device is that current-limiting diodes are used as current-limiting elements.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что фильтр нижних частот содержит операционный усилитель, выход которого является выходом фильтра нижних частот, вход которого соединен через первый резистор с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, которая соединена с прямым входом операционного усилителя, инверсный вход которого соединен через второй резистор с первым выводом первого конденсатора, инверсный вход операционного усилителя соединен через второй конденсатор с выходом операционного усилителя, который через третий резистор соединен с первым выводом первого конденсатора.Another difference of the vibration control device is that the low-pass filter contains an operational amplifier, the output of which is the output of the low-pass filter, the input of which is connected through the first resistor to the first output of the first capacitor, the second output of which is connected to a common bus, which is connected to the direct input operational amplifier, the inverse input of which is connected through the second resistor to the first output of the first capacitor, the inverse input of the operational amplifier is connected through the second capacitor with Odom operational amplifier, which is connected via a third resistor to a first terminal of the first capacitor.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что фильтр нижних частот содержит операционный усилитель, выход которого является выходом фильтра нижних частот, вход которого соединен через первый резистор с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, которая соединена с прямым входом операционного усилителя, инверсный вход которого соединен через второй резистор с первым выводом первого конденсатора, инверсный вход операционного усилителя соединен через второй конденсатор с выходом операционного усилителя, который через третий резистор соединен с первым выводом первого конденсатора, который через первый коммутирующий элемент соединен с первым выводом третьего конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, а выход операционного усилителя соединен через второй коммутирующий элемент с первым выводом четвертого конденсатора, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя.Another difference of the vibration control device is that the low-pass filter contains an operational amplifier, the output of which is the output of the low-pass filter, the input of which is connected through the first resistor to the first output of the first capacitor, the second output of which is connected to a common bus, which is connected to the direct input operational amplifier, the inverse input of which is connected through the second resistor to the first output of the first capacitor, the inverse input of the operational amplifier is connected through the second capacitor with ode of the operational amplifier, which is connected through the third resistor to the first terminal of the first capacitor, which is connected through the first switching element to the first terminal of the third capacitor, the second terminal of which is connected to the common bus, and the output of the operational amplifier is connected through the second switching element to the first terminal of the fourth capacitor, the second output of which is connected to the inverting input of the operational amplifier.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что интегрирующий элемент содержит операционный усилитель, выход которого является выходом интегрирующего элемента, вход которого соединен через первый резистор с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, которая соединена с прямым входом операционного усилителя, инверсный вход которого соединен через второй резистор с первым выводом первого конденсатора, инверсный вход операционного усилителя соединен через второй конденсатор с выходом операционного усилителя, который через третий резистор соединен с первым выводом первого конденсатора.Another difference of the vibration control device is that the integrating element contains an operational amplifier, the output of which is the output of the integrating element, the input of which is connected through the first resistor to the first output of the first capacitor, the second output of which is connected to a common bus, which is connected to the direct input of the operational amplifier the inverse input of which is connected through the second resistor to the first output of the first capacitor, the inverse input of the operational amplifier is connected through the second capacitor with the output of the operational amplifier, which is connected through the third resistor to the first output of the first capacitor.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что интегрирующий элемент содержит операционный усилитель, выход которого является выходом интегрирующего элемента, вход которого соединен через первый резистор с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, которая соединена с прямым входом операционного усилителя, инверсный вход которого соединен через второй резистор с первым выводом первого конденсатора, инверсный вход операционного усилителя соединен через второй конденсатор с выходом операционного усилителя, который через третий резистор соединен с первым выводом первого конденсатора, который через первый коммутирующий элемент соединен с первым выводом третьего конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, а выход операционного усилителя соединен через второй коммутирующий элемент с первым выводом четвертого конденсатора, второй вывод которого соединен с инверсным входом операционного усилителя.Another difference of the vibration control device is that the integrating element contains an operational amplifier, the output of which is the output of the integrating element, the input of which is connected through the first resistor to the first output of the first capacitor, the second output of which is connected to a common bus, which is connected to the direct input of the operational amplifier the inverse input of which is connected through the second resistor to the first output of the first capacitor, the inverse input of the operational amplifier is connected through the second capacitor with the output of the operational amplifier, which is connected through the third resistor to the first terminal of the first capacitor, which is connected through the first switching element to the first terminal of the third capacitor, the second terminal of which is connected to the common bus, and the output of the operational amplifier is connected through the second switching element to the first terminal of the fourth capacitor , the second output of which is connected to the inverse input of the operational amplifier.

Во втором варианте устройство вибрационного контроля содержит датчики, а также блок сбора и обработки данных, который содержит первый аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом ввода данных процессора обработки сигналов, выход которого соединен через цифровой интерфейс с входами микроконтроллера, вход ввода данных которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, а выход микроконтроллера соединен через интерфейсный элемент с асинхронной последовательной шиной, которая соединена с входом последовательного интерфейса компьютера, выход которой является выходом аварийного сигнала, а выходы датчиков соединены с входами блока сбора и обработки данных, в котором входы блока сбора и обработки данных соединены через согласующие элементы с входами формирователя сигналов, выходы которого соединены с входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей, входы синхронизации процессора обработки сигналов и микроконтроллера соединены с выходом датчика фазовой отметки, выход процессора обработки сигналов соединен с входом дополнительного интерфейсного элемента, логические выходы процессора обработки сигнала и микроконтроллера соединены с входами модуля логики защиты, выход которого является дополнительным выходом аварийного сигнала, а шины питания соединены с входами модуля вторичного питания, выходы которого соединены с входами питания согласующих элементов.In the second embodiment, the vibration control device contains sensors, as well as a data acquisition and processing unit, which contains a first analog-to-digital converter, the output of which is connected to the data input of the signal processor, the output of which is connected via a digital interface to the inputs of the microcontroller, the data input of which connected to the output of the second analog-to-digital converter, and the output of the microcontroller is connected via an interface element to an asynchronous serial bus that is connected to the input serial interface of the computer, the output of which is the alarm output, and the sensor outputs are connected to the inputs of the data acquisition and processing unit, in which the inputs of the data collection and processing unit are connected through matching elements to the inputs of the signal shaper, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second analog digital converters, synchronization inputs of the signal processor and microcontroller are connected to the output of the phase marker, the output of the signal processor is connected to the input an additional interface element, the logic outputs a signal processor and a microcontroller connected to the inputs of the module protection logic, the output of which is an additional output an alarm, and the power bus connected to the secondary power supply inputs, outputs of which are connected to inputs of the power matching elements.

Другое отличие второго варианта исполнения устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с входами формирователя сигналов, соответствующих датчикам, которые использованы для защиты.Another difference of the second embodiment of the vibration control device is that in the signal shaper, each input is connected to the input of the corresponding first low-pass filter, the outputs of which are connected to the first outputs of the signal shaper, the second outputs of which are connected to the outputs of the second low-pass filters, the inputs of which are connected with the inputs of the signal shaper corresponding to the sensors that are used for protection.

Другое отличие второго варианта исполнения устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов входы соединены с входами матричного аналогового коммутатора, первые и вторые выходы которого соединены с входами соответственно первых и вторых фильтров нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов, дополнительные входы которого соединены с дополнительными входами матричного аналогового коммутатора, управляющие входы которого соединены с шиной управляющего кода.Another difference of the second embodiment of the vibration control device is that in the signal conditioner the inputs are connected to the inputs of the matrix analog switch, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the first and second low-pass filters, the outputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the driver signals, the additional inputs of which are connected to the additional inputs of the matrix analog switch, the control inputs of which are connected to the control bus code-governing.

В третьем варианте исполнения устройство вибрационного контроля содержит датчики, а также блок сбора и обработки данных, который содержит первый аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом ввода данных процессора обработки сигналов, выход которого соединен через цифровой интерфейс с входами микроконтроллера, вход ввода данных которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, а выход микроконтроллера соединен с входом интерфейсного элемента, и содержит также асинхронную последовательную шину, которая соединена с входом последовательного интерфейса компьютера, выход которой является выходом аварийного сигнала, а выходы датчиков соединены с входами блока сбора и обработки данных, в котором входы блока сбора и обработки данных соединены через согласующие элементы с входами формирователя сигналов, выходы которого соединены с входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей, входы синхронизации процессора обработки сигналов и микроконтроллера соединены с выходом датчика фазовой отметки, выход процессора обработки сигналов соединен через дополнительный интерфейсный элемент с асинхронной последовательной шиной, логические выходы процессора обработки сигнала и микроконтроллера соединены с входами модуля логики защиты, выход которого является дополнительным выходом аварийного сигнала, а шины питания соединены с входами модуля вторичного питания, выходы которого соединены с входами питания согласующих элементов.In the third embodiment, the vibration control device contains sensors, as well as a data acquisition and processing unit, which contains a first analog-to-digital converter, the output of which is connected to the data input of the signal processor, the output of which is connected via a digital interface to the inputs of the microcontroller, the input of data input which is connected to the output of the second analog-to-digital converter, and the output of the microcontroller is connected to the input of the interface element, and also contains an asynchronous serial bus inu, which is connected to the input of the serial interface of the computer, the output of which is the alarm output, and the sensor outputs are connected to the inputs of the data acquisition and processing unit, in which the inputs of the data collection and processing unit are connected through matching elements to the inputs of the signal shaper, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second analog-to-digital converters, the synchronization inputs of the signal processor and microcontroller are connected to the output of the phase marker, the processor output is processed the signal paths are connected via an additional interface element with an asynchronous serial bus, the logic outputs of the signal processor and microcontroller are connected to the inputs of the protection logic module, the output of which is an additional alarm output, and the power buses are connected to the inputs of the secondary power module, the outputs of which are connected to the power inputs matching elements.

Другое отличие третьего варианта исполнения устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с входами формирователя сигналов, соответствующих датчикам, которые использованы для защиты.Another difference of the third embodiment of the vibration control device is that in the signal shaper, each input is connected to the input of the corresponding first low-pass filter, the outputs of which are connected to the first outputs of the signal shaper, the second outputs of which are connected to the outputs of the second low-pass filters, the inputs of which are connected with the inputs of the signal shaper corresponding to the sensors used for protection.

Другое отличие третьего варианта исполнения устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов входы соединены с входами матричного аналогового коммутатора, первые и вторые выходы которого соединены с входами соответственно первых и вторых фильтров нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов, дополнительные входы которого соединены с дополнительными входами матричного аналогового коммутатора, управляющие входы которого соединены с шиной управляющего кода.Another difference of the third embodiment of the vibration control device is that in the signal driver, the inputs are connected to the inputs of the matrix analog switch, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the first and second low-pass filters, the outputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the driver signals, the additional inputs of which are connected to the additional inputs of the matrix analog switch, the control inputs of which are connected to the control bus vlyayuschego code.

На фиг.1 показана структурная схема первого варианта устройства вибрационного контроля. На фиг.2-6 представлены варианты выполнения формирователя сигналов. На фиг.7 и 8 показаны структурные схемы вариантов исполнения коммутирующих элементов. На фиг.9 показана структурная схема варианта выполнения формирователя сигналов. На фиг.10-18 показаны варианты реализации модуля логики защиты. На фиг.19 показана структурная схема варианта выполнения вторичного узла питания. На фиг.20-22 показаны структурные схемы возможных вариантов выполнения фильтров нижних частот и интегрирующих элементов. На фиг.23 и 24 показаны структурные схемы второго и третьего вариантов выполнения устройства вибрационного контроля. На фиг.25 и 26 показаны примеры структурных схем процессора обработки сигналов и микроконтроллера. На фиг.27 приведены амплитудно-частотные характеристики фильтров нижних частот и интегрирующих элементов поясняющие их функционирование.Figure 1 shows a structural diagram of a first embodiment of a vibration control device. Figure 2-6 presents embodiments of the signal conditioner. 7 and 8 show structural diagrams of embodiments of switching elements. Figure 9 shows a block diagram of an embodiment of a signal conditioner. 10-18 show embodiments of a security logic module. On Fig shows a structural diagram of a variant of implementation of the secondary power node. On Fig.22-22 shows the structural diagrams of possible embodiments of low-pass filters and integrating elements. On Fig and 24 shows the structural diagrams of the second and third embodiments of the device vibration control. 25 and 26 are examples of structural diagrams of a signal processing processor and a microcontroller. On Fig shows the amplitude-frequency characteristics of low-pass filters and integrating elements explaining their operation.

Устройство вибрационного контроля содержит блок сбора и обработки данных 1, датчики 2-6, установленные на подшипниковых узлах 7, а также датчики фазовой отметки 8 и осевого сдвига 9-11 ротора 12. Блок сбора и обработки данных 1 содержит первый 13 и второй 14 аналого-цифровые преобразователи. Выход 15 асинхронного интерфейса 16 передачи данных соединен с шиной передачи данных 17, которая через входной интерфейс 18 подключена к компьютеру 19, выход 20 которого является выходом сигнала защитного отключения агрегата. Выходы датчиков соединены с входами согласующих элементов 21-32, выходы которых соединены с входами формирователя сигналов 33. Выход первого аналого-цифрового преобразователя 13 соединен с входом ввода данных процессора обработки сигналов 34, выход которого соединен через цифровой интерфейс с входами микроконтроллера 35, вход ввода данных которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя 14, входы синхронизации процессора обработки сигналов 34 и микроконтроллера 35 соединены с выходом датчика фазовой отметки 8, выход процессора обработки сигналов 34 соединен через дополнительный интерфейсный элемент 31 с дополнительной асинхронной последовательной шиной 36, которая соединена с дополнительным входом 37 последовательного интерфейса компьютера 19, логические выходы процессора обработки сигнала 34 и микроконтроллера 35 соединены с входами модуля логики защиты 38, выход которого является дополнительным выходом 39 аварийного сигнала, а шины 40 и 41 питания соединены с входами модуля вторичного питания 42, выходы которого соединены с соединены с входами питания согласующих элементов 21-32, а дополнительные выходы 43 являются шинами питания блока сбора и обработки данных 1.The vibration control device comprises a data acquisition and processing unit 1, sensors 2-6 mounted on the bearing assemblies 7, and phase sensors 8 and axial shift 9-11 of the rotor 12. The data acquisition and processing unit 1 contains the first 13 and second 14 analog digital converters. The output 15 of the asynchronous data transfer interface 16 is connected to the data bus 17, which is connected through the input interface 18 to the computer 19, the output 20 of which is the output of the protective shutdown signal of the unit. The outputs of the sensors are connected to the inputs of the matching elements 21-32, the outputs of which are connected to the inputs of the signal shaper 33. The output of the first analog-to-digital converter 13 is connected to the data input of the signal processor 34, the output of which is connected via a digital interface to the inputs of the microcontroller 35, the input input the data of which is connected to the output of the second analog-to-digital converter 14, the synchronization inputs of the signal processing processor 34 and the microcontroller 35 are connected to the output of the phase marker 8, the output of the process the signal processing quarrel 34 is connected through an additional interface element 31 to an additional asynchronous serial bus 36, which is connected to an additional input 37 of the serial interface of the computer 19, the logical outputs of the signal processor 34 and the microcontroller 35 are connected to the inputs of the protection logic module 38, the output of which is an additional output 39 alarms, and power buses 40 and 41 are connected to the inputs of the secondary power module 42, the outputs of which are connected to connected to the power inputs according to elements 21-32, and additional outputs 43 are power buses of the data acquisition and processing unit 1.

Второй аналого-цифровой преобразователь 14 может быть интегрирован с микроконтроллером 35.The second analog-to-digital Converter 14 can be integrated with the microcontroller 35.

В формирователе сигналов 33 для каждого канала, как показано на фиг.2, каждый вход соединен с входом интегрирующего элемента 44 и с входом первого фильтра нижних частот 45, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов 33, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот 46, входы которых соединены с выходами соответствующих интегрирующих элементов 44.In signal shaper 33 for each channel, as shown in FIG. 2, each input is connected to the input of the integrating element 44 and to the input of the first low-pass filter 45, the outputs of which are connected to the first outputs of the signal shaper 33, the second outputs of which are connected to the outputs of the second filters low frequencies 46, the inputs of which are connected to the outputs of the respective integrating elements 44.

В формирователе сигналов 33 для каждого канала, как показано на фиг.3, каждый вход соединен с входом интегрирующего элемента 44, выход которого соединен с входом первого фильтра нижних частот 45, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот 46, входы которых соединены с выходами соответствующих интегрирующих элементов 44.In signal shaper 33 for each channel, as shown in FIG. 3, each input is connected to an input of an integrating element 44, the output of which is connected to the input of the first low-pass filter 45, the outputs of which are connected to the first outputs of the signal shaper, the second outputs of which are connected to the outputs second low-pass filters 46, the inputs of which are connected to the outputs of the respective integrating elements 44.

В формирователе сигналов 33, как показано на фиг.4, каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот 45, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов 33, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот 46, входы которых соединены с соответствующими входами формирователя сигналов 33.In signal shaper 33, as shown in FIG. 4, each input is connected to an input of a corresponding first low-pass filter 45, the outputs of which are connected to the first outputs of signal shaper 33, the second outputs of which are connected to the outputs of second low-pass filters 46, the inputs of which are connected to the corresponding inputs of the signal shaper 33.

В формирователе сигналов 33, показанном на фиг.5, каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот 45, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов 33, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот 46, входы которых соединены с входами формирователя сигналов 33, соответствующих датчикам, которые использованы для защиты, например, датчикам вертикальной 2 и поперечной 3 абсолютной вибрации, которые установлены на подшипниках 7, а также с датчиками осевого сдвига 9-11.In signal shaper 33, shown in FIG. 5, each input is connected to the input of the corresponding first low-pass filter 45, the outputs of which are connected to the first outputs of the signal shaper 33, the second outputs of which are connected to the outputs of the second low-pass filters 46, the inputs of which are connected to the inputs signal shaper 33, corresponding to sensors that are used to protect, for example, vertical 2 and transverse 3 absolute vibration sensors that are mounted on bearings 7, as well as with axial displacement sensors 9-11.

В формирователе сигналов 33, показанном на фиг.6, каждый вход соединен с входом соответствующего коммутирующего узла 47, структурная схема которого показана на фиг.7, и вход которого соединен с первыми контактами первого 48 и второго 49 коммутирующих элементов, переключающие контакты которых соединены с входами соответствующих первого 45 и второго 46 фильтра нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов 33, а вторые входы коммутирующих элементов 48 и 49 каждого коммутирующего узла 47 соединены с дополнительными входами 50 формирователя сигналов 32.In the signal former 33 shown in FIG. 6, each input is connected to the input of the corresponding switching unit 47, the structural diagram of which is shown in FIG. 7, and the input of which is connected to the first contacts of the first 48 and second 49 switching elements, the switching contacts of which are connected to the inputs of the corresponding first 45 and second 46 low-pass filters, the outputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the signal conditioning instrument 33, and the second inputs of the switching elements 48 and 49 of each switching node 47 soy dinen with additional inputs 50 of the signal conditioner 32.

Коммутирующий узел 47, как показано на фиг.8, может также быть выполнен с использованием вместо коммутирующих элементов первого 51 и второго 52 аналоговых мультиплексоров, первые входы которых соединены с входом коммутирующего узла, вторые входы соединены с дополнительным входом, а выходы соответственно с первым и вторым выходами коммутирующего узла 47. На входе управления аналоговых мультиплексоров установлен код, обеспечивающий требуемую функцию коммутации.The switching unit 47, as shown in Fig. 8, can also be performed using instead of the switching elements of the first 51 and second 52 analog multiplexers, the first inputs of which are connected to the input of the switching node, the second inputs are connected to an additional input, and the outputs, respectively, to the first and the second outputs of the switching node 47. At the control input of the analog multiplexers, a code is set that provides the required switching function.

В формирователе сигналов 33, как показано на фиг.9, входы соединены с входами матричного аналогового коммутатора 54, первые и вторые выходы которого соединены с входами соответственно первых 45 и вторых 46 фильтров нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов 33, дополнительные входы 50 которого соединены с дополнительными входами матричного аналогового коммутатора 54, управляющие входы которого соединены с шиной 55 управляющего кода.In signal conditioner 33, as shown in Fig. 9, the inputs are connected to the inputs of the matrix analog switch 54, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the first 45 and second 46 low-pass filters, the outputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the signal conditioner 33, the additional inputs 50 of which are connected to the additional inputs of the matrix analog switch 54, the control inputs of which are connected to the bus 55 of the control code.

Модуль логики защиты 38, как показано на фиг.10, содержит логический элемент И 56, входы которого являются входами модуля логики защиты, а выход является его выходом.The protection logic module 38, as shown in FIG. 10, contains AND gate 56, the inputs of which are the inputs of the protection logic module, and the output is its output.

Как показано на фиг.11, логический элемент И 56 может быть реализован в виде элемента «монтажное И».As shown in FIG. 11, the AND gate 56 can be implemented as an “AND gate” element.

Модуль логики защиты 38, как показано на фиг.12, содержит логический элемент ИЛИ 57, входы которого являются входами модуля логики защиты 38, а выход является его выходом.The protection logic module 38, as shown in FIG. 12, contains an OR 57 logic element whose inputs are inputs of the protection logic module 38, and the output is its output.

Как показано на фиг.13, логический элемент ИЛИ 57 может быть реализован в виде элемента «монтажное ИЛИ».As shown in FIG. 13, the OR gate 57 can be implemented as a “wired OR” element.

Модуль логики защиты 38, как показано на фиг.14, содержит логический элемент ИЛИ 58 и мажоритарный логический элемент 59, входы логического элемента ИЛИ 58 являются входами модуля логики защиты 38, а выход является его выходом, дополнительные входы модуля логики защиты 38 соединены с входами мажоритарного логического элемента 59, выход которого соединен с дополнительным входом логического элемента ИЛИ 58.The protection logic module 38, as shown in Fig. 14, contains the OR gate 58 and the majority logic element 59, the inputs of the OR gate 58 are the inputs of the protection logic 38, and the output is its output, the additional inputs of the protection logic 38 are connected to the inputs majority logical element 59, the output of which is connected to an additional input of the logical element OR 58.

Как показано на фиг.15, логический элемент ИЛИ 58 может быть реализован в виде элемента «монтажное ИЛИ».As shown in FIG. 15, the OR gate 58 may be implemented as a “wired OR” element.

Модуль логики защиты 38, как показано на фиг.16, содержит логический элемент ИЛИ 58 и мажоритарный логический элемент 59 и логический элемент И 60, входы логического элемента И 60 являются входами модуля логики защиты 38, а выход соединен с первым входом логического элемента ИЛИ 58, выход которого является выходом модуля логики защиты 38, дополнительные входы модуля логики защиты 38 соединены с входами мажоритарного логического элемента 59, выход которого соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ 58.The security logic module 38, as shown in FIG. 16, contains an OR gate 58 and a majority logic gate 59 and an AND gate 60, the inputs of the AND gate 60 are the inputs of the security logic 38, and the output is connected to the first input of the OR gate 58 , the output of which is the output of the protection logic module 38, the additional inputs of the protection logic module 38 are connected to the inputs of the majority logic element 59, the output of which is connected to the second input of the OR logic element 58.

Как показано на фиг.17, логический элемент ИЛИ 58 при этом может быть реализован в виде элемента «монтажное ИЛИ».As shown in FIG. 17, the OR gate 58 can be implemented as an “OR gate” element.

Как показано на фиг.18, в выходную цепь модуля логики защиты 38 может быть включен элемент гальванической развязки, например реле 61, первый вывод обмотки которого соединен с выходом логического элемента 57, а второй вывод обмотки соединен с шиной 62 питания реле 61, контакты которого являются выходами модуля логики защиты 38.As shown in FIG. 18, a galvanic isolation element can be included in the output circuit of the protection logic module 38, for example, relay 61, the first winding of which is connected to the output of logic 57, and the second winding is connected to the power bus 62 of relay 61, whose contacts are the outputs of the protection logic module 38.

Модуль вторичного питания 42, как показано на фиг.19, содержит преобразователь напряжений 63, вход которого соединен с входами токоограничивающих элементов 64, выходы которых являются выходами модуля вторичного питания 42, входы которого через развязывающие диоды 65 и токоограничивающий элемент 66 соединены с входом преобразователя напряжений 63.The secondary power supply module 42, as shown in Fig. 19, contains a voltage converter 63, the input of which is connected to the inputs of the current-limiting elements 64, the outputs of which are the outputs of the secondary power supply 42, the inputs of which are connected through the decoupling diodes 65 and the current-limiting element 66 to the input of the voltage converter 63.

В качестве токоограничивающих элементов 64 могут быть использованы стабилизаторы напряжения с защитой от короткого замыкания.As current limiting elements 64, voltage stabilizers with short circuit protection can be used.

В качестве токоограничивающих элементов 64 и 66 могут быть использованы самовосстанавливающиеся предохранители.Self-healing fuses may be used as current limiting elements 64 and 66.

В качестве токоограничивающих элементов 64 могут быть использованы токоограничивающие диоды (current regulator diodes или current limited diodes).As current limiting elements 64, current limiting diodes (current regulator diodes or current limited diodes) can be used.

Фильтр нижних частот 45 или 46, как показано на фиг.20, содержит операционный усилитель 67, выход которого является выходом фильтра нижних частот, вход которого соединен через первый резистор 68 с первым выводом первого конденсатора 69, второй вывод которого соединен с общей шиной 70, которая соединена с прямым входом операционного усилителя 67, инверсный вход которого соединен через второй резистор 71 с первым выводом первого конденсатора 69, инверсный вход операционного усилителя соединен через второй конденсатор 72 с выходом операционного усилителя 67, который через третий резистор 73 соединен с первым выводом первого конденсатора 69.The low-pass filter 45 or 46, as shown in Fig. 20, contains an operational amplifier 67, the output of which is the output of a low-pass filter, the input of which is connected through the first resistor 68 to the first output of the first capacitor 69, the second output of which is connected to a common bus 70, which is connected to the direct input of the operational amplifier 67, the inverse input of which is connected through the second resistor 71 to the first output of the first capacitor 69, the inverse input of the operational amplifier is connected through the second capacitor 72 with the output of the operational force ator 67, which, via a third resistor 73 is connected to a first terminal of the first capacitor 69.

Фильтр нижних частот 45 или 46, как показано на фиг.21, содержит операционный усилитель 67, выход которого является выходом фильтра нижних частот, вход которого соединен через первый резистор 68 с первым выводом первого конденсатора 69, второй вывод которого соединен с общей шиной 70, которая соединена с прямым входом операционного усилителя 67, инверсный вход которого соединен через второй резистор 71 с первым выводом первого конденсатора 69, инверсный вход операционного усилителя 67 соединен через второй конденсатор 72 с выходом операционного усилителя 67, который через третий резистор 73 соединен с первым выводом первого конденсатора 69, который через первый коммутирующий элемент 74 соединен с первым выводом третьего конденсатора 75, второй вывод которого соединен с общей шиной 70, а выход операционного усилителя 67 соединен через второй коммутирующий элемент 76 с первым выводом четвертого конденсатора 77, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 67.The low-pass filter 45 or 46, as shown in Fig.21, contains an operational amplifier 67, the output of which is the output of a low-pass filter, the input of which is connected through the first resistor 68 to the first output of the first capacitor 69, the second output of which is connected to a common bus 70, which is connected to the direct input of the operational amplifier 67, the inverse input of which is connected through the second resistor 71 to the first output of the first capacitor 69, the inverse input of the operational amplifier 67 is connected through the second capacitor 72 with the output of the operational amplifier an amplifier 67, which is connected through a third resistor 73 to a first terminal of a first capacitor 69, which is connected through a first switching element 74 to a first terminal of a third capacitor 75, a second terminal of which is connected to a common bus 70, and an output of an operational amplifier 67 is connected through a second switching element 76 with the first terminal of the fourth capacitor 77, the second terminal of which is connected to the inverting input of the operational amplifier 67.

Интегрирующие элементы 44 могут быть выполнены по структурным схемам, аналогичным схемам фильтров нижних частот, например по схеме, показанной на фиг.20. Отличие состоит в выборе номиналов элементов, обеспечивающих частоту начала спада амплитудно-частотой характеристики. Для фильтра нижних частот она должна быть выше верхней граничной частоты анализируемых сигналов, но ниже половины частоты квантования аналого-цифровых преобразователей, а для интегрирующего элемента частота начала спада ниже нижней граничной частоты анализируемых частот сигналов.The integrating elements 44 can be performed according to structural schemes similar to those of low-pass filters, for example, according to the circuit shown in Fig. 20. The difference lies in the choice of denominations of elements that provide the frequency of the onset of decline in the amplitude-frequency characteristics. For a low-pass filter, it should be higher than the upper cutoff frequency of the analyzed signals, but below half the quantization frequency of the analog-to-digital converters, and for an integrating element, the frequency of the onset of decay is lower than the lower cutoff frequency of the analyzed signal frequencies.

Интегрирующий элемент 44, схема которого показана на фиг.20, содержит операционный усилитель 67, выход которого является выходом интегрирующего элемента 44, вход которого соединен через первый резистор 68 с первым выводом первого конденсатора 69, второй вывод которого соединен с общей шиной 70, которая соединена с прямым входом операционного усилителя 67, инверсный вход которого соединен через второй резистор 71 с первым выводом первого конденсатора 69, инверсный вход операционного усилителя 67 соединен через второй конденсатор 72 с выходом операционного усилителя 67, который через третий резистор 73 соединен с первым выводом первого конденсатора 69.The integrating element 44, the circuit of which is shown in Fig. 20, contains an operational amplifier 67, the output of which is the output of the integrating element 44, the input of which is connected through the first resistor 68 to the first terminal of the first capacitor 69, the second terminal of which is connected to a common bus 70, which is connected with a direct input of the operational amplifier 67, the inverse input of which is connected through the second resistor 71 to the first output of the first capacitor 69, the inverse input of the operational amplifier 67 is connected through the second capacitor 72 with the output of the operational onnogo amplifier 67 which, via a third resistor 73 is connected to a first terminal of the first capacitor 69.

Интегрирующий элемент 44, схема которого показана на фиг.21, содержит операционный усилитель 67, выход которого является выходом интегрирующего элемента 44, вход которого соединен через первый резистор 68 с первым выводом первого конденсатора 69, второй вывод которого соединен с общей шиной 70, которая соединена с прямым входом операционного усилителя 67, инверсный вход которого соединен через второй резистор 71 с первым выводом первого конденсатора 69, инверсный вход операционного усилителя 67 соединен через второй конденсатор 72 с выходом операционного усилителя 67, который через третий резистор 73 соединен с первым выводом первого конденсатора 69, который через первый коммутирующий элемент 74 соединен с первым выводом третьего конденсатора 75, второй вывод которого соединен с общей шиной 70, а выход операционного усилителя 67 соединен через второй коммутирующий элемент 76 с первым выводом четвертого конденсатора 77, второй вывод которого соединен с инверсным входом операционного усилителя 67.The integrating element 44, the circuit of which is shown in Fig. 21, contains an operational amplifier 67, the output of which is the output of the integrating element 44, the input of which is connected through the first resistor 68 to the first terminal of the first capacitor 69, the second terminal of which is connected to a common bus 70, which is connected with a direct input of the operational amplifier 67, the inverse input of which is connected through the second resistor 71 to the first output of the first capacitor 69, the inverse input of the operational amplifier 67 is connected through the second capacitor 72 with the output of the operational an amplifier 67, which is connected through a third resistor 73 to a first terminal of a first capacitor 69, which, through a first switching element 74, is connected to a first terminal of a third capacitor 75, a second terminal of which is connected to a common bus 70, and an output of an operational amplifier 67 is connected through a second switching element 76 with a first terminal of a fourth capacitor 77, the second terminal of which is connected to an inverse input of an operational amplifier 67.

Для фильтров нижних частот или интегрирующих элементов, имеющих дифференциальные выходы, можно использовать схемы, показанные на фиг.20 и 21, при условии использования для их построения операционных усилителей 67 с дифференциальными выходами. Возможно также использование схемы, показанной на фиг.22, в которой выход операционного усилителя 67 соединен с входом формирователя дифференциального сигнала 78, инверсный и прямой выходы которого через первый 79 и второй 80 вспомогательные резисторы соединены с выходами фильтра (интегрирующего элемента), которые соединены между собой через вспомогательный конденсатор 81.For low-pass filters or integrating elements having differential outputs, you can use the circuit shown in Fig.20 and 21, provided that they are used to build operational amplifiers 67 with differential outputs. It is also possible to use the circuit shown in Fig. 22, in which the output of the operational amplifier 67 is connected to the input of the differential signal driver 78, the inverse and direct outputs of which through the first 79 and second 80 auxiliary resistors are connected to the outputs of the filter (integrating element), which are connected between through an auxiliary capacitor 81.

Во втором варианте, схема которого представлена на фиг.23, устройство вибрационного контроля содержит блок сбора и обработки данных 1, а также датчики 2-6 и 8-11. Блок сбора и обработки данных 1 содержит первый 13 аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом ввода данных процессора обработки сигналов 34, выход которого соединен через цифровой интерфейс с входами микроконтроллера 35, вход ввода данных которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя 14, а выход микроконтроллера 35 соединен через интерфейсный элемент 16 с асинхронной последовательной шиной 17, которая соединена с входом последовательного интерфейса 18 компьютера 19, выход которой является выходом 20 аварийного сигнала, а выходы датчиков 2-6 и 8-11 соединены с входами блока сбора и обработки данных 1. Входы блока сбора и обработки данных 1 соединены через согласующие элементы 21-32 с входами формирователя сигналов 33, выходы которого соединены с входами первого 13 и второго 14 аналого-цифровых преобразователей, входы синхронизации процессора обработки сигналов 34 и микроконтроллера 35 соединены с выходом датчика фазовой отметки 8, выход процессора обработки сигналов 34 соединен с входом дополнительного интерфейсного элемента 31, а логические выходы процессора обработки сигнала 34 и микроконтроллера 35 соединены с входами модуля логики защиты 38, выход которого является дополнительным выходом 39 аварийного сигнала, а шины 40 и 41 питания соединены с входами модуля вторичного питания 42, выходы которого соединены с входами питания согласующих элементов 21-32.In the second embodiment, the diagram of which is shown in Fig. 23, the vibration control device comprises a data acquisition and processing unit 1, as well as sensors 2-6 and 8-11. The data collection and processing unit 1 contains a first 13 analog-to-digital converter, the output of which is connected to the data input of the signal processor 34, the output of which is connected via a digital interface to the inputs of the microcontroller 35, the data input of which is connected to the output of the second analog-to-digital converter 14 and the output of the microcontroller 35 is connected via an interface element 16 to an asynchronous serial bus 17, which is connected to the input of the serial interface 18 of the computer 19, the output of which is the output m 20 of the alarm signal, and the outputs of the sensors 2-6 and 8-11 are connected to the inputs of the data acquisition and processing unit 1. The inputs of the data collection and processing unit 1 are connected through matching elements 21-32 to the inputs of the signal conditioning instrument 33, the outputs of which are connected to the inputs the first 13 and second 14 analog-to-digital converters, the synchronization inputs of the signal processor 34 and the microcontroller 35 are connected to the output of the phase marker 8, the output of the signal processor 34 is connected to the input of an additional interface element 31, and the logic the outputs of the signal processor 34 and the microcontroller 35 are connected to the inputs of the protection logic module 38, the output of which is an additional alarm output 39, and the power buses 40 and 41 are connected to the inputs of the secondary power supply 42, the outputs of which are connected to the power inputs of matching elements 21-32 .

В третьем варианте, схема которого представлена на фиг.24, устройство вибрационного контроля содержит блок сбора и обработки данных 1, а также датчики 2-6 и 8-11. Блок сбора и обработки данных 1 содержит первый 13 аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом ввода данных процессора обработки сигналов 34, выход которого соединен через цифровой интерфейс с входами микроконтроллера 35, вход ввода данных которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя 14, выход микроконтроллера 35 соединен с входом интерфейсного элемента 16, асинхронная последовательная шина 17 соединена с входом последовательного интерфейса 18 компьютера 19, выход которой является выходом 20 аварийного сигнала, а выходы датчиков 2-6 и 9-11 соединены с входами блока сбора и обработки данных 1. Входы блока сбора и обработки данных 1 соединены через согласующие элементы 21-32 с входами формирователя сигналов 33, выходы которого соединены с входами первого 13 и второго 14 аналого-цифровых преобразователей, входы синхронизации процессора обработки сигналов 34 и микроконтроллера 35 соединены с выходам датчика фазовой отметки 8, выход процессора обработки сигналов 34 соединен через дополнительный интерфейсный элемент 31 с асинхронной последовательной шиной 17, логические выходы процессора обработки сигнала 34 и микроконтроллера 35 соединены с входами модуля логики защиты 38, выход которого является дополнительным выходом 39 аварийного сигнала, а шины 40 и 41 питания соединены с входами модуля вторичного питания 42, выходы которого соединены с входами питания согласующих элементов 21-32.In the third embodiment, the diagram of which is shown in Fig. 24, the vibration control device comprises a data acquisition and processing unit 1, as well as sensors 2-6 and 8-11. The data acquisition and processing unit 1 contains a first 13 analog-to-digital converter, the output of which is connected to the data input of the signal processor 34, the output of which is connected via a digital interface to the inputs of the microcontroller 35, the data input of which is connected to the output of the second analog-to-digital converter 14 , the output of the microcontroller 35 is connected to the input of the interface element 16, the asynchronous serial bus 17 is connected to the input of the serial interface 18 of the computer 19, the output of which is the output 20 avar signal, and the outputs of the sensors 2-6 and 9-11 are connected to the inputs of the data acquisition and processing unit 1. The inputs of the data collection and processing unit 1 are connected through matching elements 21-32 to the inputs of the signal conditioning instrument 33, the outputs of which are connected to the inputs of the first 13 and the second 14 analog-to-digital converters, the synchronization inputs of the signal processor 34 and the microcontroller 35 are connected to the outputs of the phase marker 8, the output of the signal processor 34 is connected via an additional interface element 31 with an asynchronous bus 17, the logic outputs of the signal processor 34 and the microcontroller 35 are connected to the inputs of the protection logic module 38, the output of which is an additional alarm output 39, and the power buses 40 and 41 are connected to the inputs of the secondary power supply 42, the outputs of which are connected to the power inputs matching elements 21-32.

На фиг.25 показана упрощенная функциональная схема возможного варианта исполнения процессора обработки сигналов 34. Процессор обработки сигналов содержит формирователь питания 82, выход которого соединен с входом питания процессорного элемента 83, который соединен с элементом постоянной памяти 84 и оперативной памяти 85, а также с внутренней шиной 86, к которой подключены таймер 87, часы реального времени 88, интерфейс логических сигналов 89, синхронный последовательный интерфейс 90 и асинхронный последовательный интерфейс 91.On Fig shows a simplified functional diagram of a possible embodiment of the signal processing processor 34. The signal processing processor includes a power driver 82, the output of which is connected to the power input of the processor element 83, which is connected to a permanent memory element 84 and RAM 85, as well as internal a bus 86 to which a timer 87, a real-time clock 88, a logic signal interface 89, a synchronous serial interface 90, and an asynchronous serial interface 91 are connected.

На фиг.26 показана упрощенная функциональная схема возможного варианта исполнения микроконтроллера 35. Микроконтроллер содержит формирователь питания 92, выход которого соединен с входом питания процессорного элемента 93, который соединен с элементом постоянной памяти 94 и оперативной памяти 95, а также с внутренней шиной 96, к которой подключены таймер 97, часы реального времени 98, интерфейс логических сигналов 99, синхронный последовательный интерфейс 100 и асинхронный последовательный интерфейс 101. В состав микроконтроллера также могут входить дополнительные интерфейсные элементы, например двухпроводного интерфейса 102 и аналоговых входов 103, которые соединены с внутренней шиной 96. Интерфейсный элемент аналоговых входов 103 может реализовать одно или многоканальный аналого-цифровой преобразователь и аналоговые входы компаратора сигналов, которые можно рассматривать как одноразрядные аналого-цифровые преобразователи.On Fig shows a simplified functional diagram of a possible embodiment of the microcontroller 35. The microcontroller contains a power driver 92, the output of which is connected to the power input of the processor element 93, which is connected to a permanent memory element 94 and RAM 95, as well as to the internal bus 96, to which is connected to a timer 97, a real-time clock 98, a logic signal interface 99, a synchronous serial interface 100, and an asynchronous serial interface 101. The microcontroller may also include l additional interface elements, for example, a two-wire interface 102 and analog inputs 103, which are connected to the internal bus 96. The interface element of the analog inputs 103 can implement one or multi-channel analog-to-digital converter and analog inputs of the signal comparator, which can be considered as single-bit analog-to-digital converters .

Устройство вибрационного контроля работает следующим образом. На контролируемом агрегате на каждом подшипниковом узле 7 установлена группа датчиков. Например, на показанном на фиг.1 подшипниковом узле 7 установлены датчики вертикальной вибрации подшипника 2, поперечной вибрации подшипника 3, осевой вибрации подшипника 4, вертикальной вибрации вала 5 и горизонтальной вибрации вала 6. В качестве датчиков вибрации подшипника могут быть использованы, например, акселерометры или велосиметры, а в качестве датчиков вибрации вала - токовихревые проксиметры. Кроме указанных датчиков на агрегате могут быть установлены и другие датчики, например датчик фазовой отметки 8 и датчики осевого сдвига 9-11. Набор датчиков может быть различным в зависимости от объема контроля. При движении ротора 12 датчики формируют электрические сигналы, которые поступают на соответствующие согласующие узлы 21-32, которые преобразуют сигналы от датчиков в нормированные сигналы, пропорциональные текущему значению контролируемой механической величины. Например, для пьезоэлектрических акселерометров согласующий узел может быть выполнен в виде усилителя заряда или напряжения.The vibration control device operates as follows. A group of sensors is installed on the monitored unit on each bearing assembly 7. For example, in the bearing assembly shown in FIG. 1, sensors for vertical vibration of the bearing 2, transverse vibration of the bearing 3, axial vibration of the bearing 4, vertical vibration of the shaft 5 and horizontal vibration of the shaft 6 are installed. For example, accelerometers can be used as sensors for vibration of the bearing or bilosimeters, and eddy current proximeters as shaft vibration sensors. In addition to these sensors, other sensors can be installed on the unit, for example a phase mark sensor 8 and axial shift sensors 9-11. The set of sensors may vary depending on the amount of control. When the rotor 12 moves, the sensors generate electrical signals that are supplied to the corresponding matching nodes 21-32, which convert the signals from the sensors into normalized signals proportional to the current value of the controlled mechanical value. For example, for piezoelectric accelerometers, the matching unit can be made in the form of a charge or voltage amplifier.

Согласующие узлы в некоторых случаях могут быть конструктивно объединены с соответствующими датчиками (датчики с встроенной электроникой), что позволяет снизить требования к линиям передачи сигналов от датчиков к измерительному блоку, но может ограничить, например, температурный диапазон, в котором работает датчик. В случае использования датчиков с встроенной электроникой согласующие узлы 21-32 выполняют функции интерфейсных схем согласования выходного интерфейса датчика и входами по напряжению формирователя сигналов 33, например, реализуют интерфейс для датчиков с интерфейсом IEPE или TEDS.In some cases, matching nodes can be structurally combined with corresponding sensors (sensors with integrated electronics), which can reduce the requirements for signal transmission lines from sensors to the measuring unit, but can limit, for example, the temperature range in which the sensor operates. In the case of using sensors with integrated electronics, the matching nodes 21-32 perform the functions of interface circuits for matching the output interface of the sensor and the voltage inputs of signal conditioning instrument 33, for example, they implement an interface for sensors with an IEPE or TEDS interface.

Нормированные выходные сигналы от согласующих узлов 25-31 блока сбора и обработки данных 1 поступают на через формирователь сигналов 33 на входы первого 13 и второго 14 аналого-цифровых преобразователей.The normalized output signals from the matching nodes 25-31 of the data acquisition and processing unit 1 are fed to the inputs of the first 13 and second 14 analog-to-digital converters via a signal shaper 33.

Сигналы с выходов аналого-цифровых преобразователей 13 и 14 поступают на процессор обработки сигналов 34 и микроконтроллер 35.The signals from the outputs of the analog-to-digital converters 13 and 14 are fed to a signal processor 34 and a microcontroller 35.

При контроле вибрационного состояния агрегата обычно решаются две задачи. Первая задача состоит в выявлении зарождающихся дефектов на ранней стадии их появления. Данная задача требует обработки вибрационных сигналов в широком диапазоне частот и в большом динамическом диапазоне. Для этого необходимо использовать аналого-цифровой преобразователь высокой разрядности и процессор обработки сигналов, который в реальном масштабе времени может реализовать требуемые диагностические алгоритмы. Вторая задача вибрационного контроля состоит в реализации функции оперативной защиты агрегата от повышенной вибрации. Данная задача, с точки зрения обработки сигналов, требует существенно меньшей производительности процессорного элемента и может быть реализована на микроконтроллере, который работает с более простой программой и, следовательно, более устойчив к возможным программным сбоям. В предлагаемом устройстве вычисления, связанные с диагностикой, реализуются процессором обработки сигналов 34.When monitoring the vibrational state of the unit, two tasks are usually solved. The first task is to identify incipient defects at an early stage of their appearance. This task requires the processing of vibrational signals in a wide frequency range and in a large dynamic range. For this, it is necessary to use an analog-to-digital high-resolution converter and a signal processing processor, which in real time can implement the required diagnostic algorithms. The second task of vibration control is to implement the function of operational protection of the unit from increased vibration. This task, from the point of view of signal processing, requires significantly lower performance of the processor element and can be implemented on a microcontroller that works with a simpler program and, therefore, is more resistant to possible software failures. In the proposed device, the calculations associated with the diagnostics are implemented by the signal processor 34.

Одновременно этот процессор формирует оценки параметров вибрации, положенных в основу алгоритма защиты. Например, определяется значение среднеквадратического уровня виброскорости и сравнение с пороговыми значения в полосе 10-1000 Гц. Для турбоагрегатов, например в качестве пороговых, уровни могут быть выбраны в соответствии с требованиями стандартов значения уровня ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ 7,2 мм/сек и уровня АВАРИИ 11,2 мм/сек. Если в качестве логики защиты принято достижение вибрации уровня АВАРИИ по одному из каналов, соответствующий сигнал формируется на логическом выходе процессора обработки сигналов и передается им через интерфейсный элемент 31 и шину 36 в компьютер 19. Если использован другой алгоритм формирования сигналов защитного отключения, например достижение по одному из каналов уровня вибрации уровня АВАРИИ с подтверждением этого уровня достижением уровня ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ на других каналах измерения вибрации этого или соседних подшипников, процессор обработки сигналов проводит соответствующие сравнения и формирует на своем логическом выходе сигнал защитного останова, и передает соответствующее сообщение в компьютер 19. Использование алгоритмов с подтверждением повышает достоверность формирования сигнала защитного останова и снижает риск ложных срабатываний защиты. Аналогичные алгоритмы защиты реализуются и в микроконтроллере 35, который также на своем логическом выходе формирует сигнал защитного останова и параллельно через интерфейсный модуль 16 передает информацию о необходимости защитного отключения в компьютер 19. Поскольку как процессор обработки сигналов 34, так и микроконтроллер 35 получают сигналы как от датчиков, установленных на «своем подшипнике», так и от датчиков, остановленных на соседнем подшипнике, процессор обработки сигналов 34 и микроконтроллер 35 реализуют параллельно указанные алгоритмы логики защиты. Реализация алгоритмов ранней диагностики не предъявляет жестких требований к постоянной исправности, поскольку ранняя диагностика не включается в автоматическую защиту агрегата с его быстрым неплановым остановом. Таким образом, даже если и произойдет сбой в работе процессора обработки сигналов 34, это может быть выявлено средствами программной самодиагностики и устранено обслуживающим персоналом. В предлагаемой системе алгоритмы защиты, которые должны автоматически остановить агрегат, параллельно реализуются как в процессоре обработки сигналов 34, так и в микроконтроллере 35, причем обеспечивается резервирование выполнения этого алгоритма. Кроме того, поскольку информация об уровнях сигналов передается в компьютер по дублированным каналам связи 17 и 36, в компьютере также обеспечивается реализация этого алгоритма и на выходе 20 компьютера 19 формируется сигнал защитного отключения агрегата. Параллельно сигналы с логических выходов процессора обработки сигналов 34 и микроконтроллера 35 поступают на входы модуля логики защиты 38, который сравнивает эти сигналы и формирует на своем выходе аппаратный сигнал защитного отключения на выходе 39, который дублирует сигнал на выходе 20 компьютера 19. Таким образом достигается высокая достоверность определения аварийной ситуации при высокой отказоустойчивости системы. Например, если в измерительном блоке откажет аналого-цифровой преобразователь 13 и/или процессор обработки сигналов 34, информация с датчиков соответствующего подшипника через другой аналого-цифровой преобразователь 14 и микроконтроллер 35 в случае опасной ситуации может обеспечить формирование сигнала защитного останова. Аналогично устройство может обеспечить формирование сигнала защитного отключения в случае отказа второго аналого-цифрового преобразователя 14 и/или микроконтроллера 35, а также в случае отказа компьютера 19.At the same time, this processor generates estimates of the vibration parameters underlying the protection algorithm. For example, the value of the root-mean-square level of vibration velocity and the comparison with threshold values in the band of 10-1000 Hz are determined. For turbines, for example as thresholds, the levels can be selected in accordance with the requirements of the standards for the WARNING level of 7.2 mm / s and the ALARM level of 11.2 mm / s. If the vibration level of the ACCIDENT level is accepted as protection logic on one of the channels, the corresponding signal is generated on the logical output of the signal processing processor and transmitted to it through the interface element 31 and bus 36 to the computer 19. If a different protective shutdown signal generation algorithm is used, for example, reaching one of the channels of the vibration level of the EMERGENCY level with confirmation of this level by reaching the level of WARNING on other channels of vibration measurement of this or adjacent bearings, the process The signal processing device makes appropriate comparisons and generates a protective stop signal on its logical output and transmits the corresponding message to computer 19. Using algorithms with confirmation increases the reliability of the formation of a protective stop signal and reduces the risk of false positives. Similar protection algorithms are implemented in the microcontroller 35, which also generates a protective stop signal at its logic output and, in parallel, passes information about the need for a protective shutdown to the computer 19 through the interface module 16. Since both the signal processing processor 34 and the microcontroller 35 receive signals from sensors mounted on "their bearing", and from sensors stopped on an adjacent bearing, the signal processor 34 and the microcontroller 35 implement simultaneously goritmy protection logic. The implementation of early diagnosis algorithms does not impose strict requirements for continuous health, since early diagnosis is not included in the automatic protection of the unit with its quick unplanned stop. Thus, even if a malfunction occurs in the signal processor 34, this can be detected by means of software self-diagnostics and eliminated by maintenance personnel. In the proposed system, protection algorithms that should automatically stop the unit are simultaneously implemented both in the signal processing processor 34 and in the microcontroller 35, and the execution of this algorithm is redundant. In addition, since information about the signal levels is transmitted to the computer via duplicated communication channels 17 and 36, the implementation of this algorithm is also provided in the computer, and a protective shutdown signal is generated at the output 20 of the computer 19. In parallel, the signals from the logic outputs of the signal processing processor 34 and the microcontroller 35 are fed to the inputs of the protection logic module 38, which compares these signals and generates a protective shutdown signal at the output 39, which duplicates the signal at the output 20 of the computer 19. Thus, a high reliability of determining the emergency situation with high fault tolerance of the system. For example, if an analog-to-digital converter 13 and / or signal processing processor 34 fails in the measuring unit, information from the sensors of the corresponding bearing through another analog-to-digital converter 14 and microcontroller 35 can provide a protective stop signal in case of a dangerous situation. Similarly, the device can provide a protective shutdown signal in the event of a failure of the second analog-to-digital converter 14 and / or microcontroller 35, as well as in the event of a failure of the computer 19.

Наличие параллельной передачи сообщений от блока сбора и обработки данных в компьютер об аварийной ситуации по шинам 36 и 17 позволяет дублировать формирование сигнала защитного отключения, что повышает достоверность формирования сигнала защитного отключения. Аналогично сигнал защитного отключения дублируется на выходах 20 и 39. При этом даже полный отказ обмена по одной из шин передачи данных 17 или 36, а также по одному из выходов 20 или 39, не нарушает работоспособности, связанной с защитой агрегата. Для еще большей устойчивости к обрывам шин передачи данных 17 и 36 эти шины могут быть выполнены в виде кольцевых структур, подключаемых к соответствующим парам входов компьютера 19.The presence of parallel transmission of messages from the data collection and processing unit to the computer about the emergency on buses 36 and 17 makes it possible to duplicate the formation of the protective shutdown signal, which increases the reliability of the formation of the protective shutdown signal. Similarly, the protective shutdown signal is duplicated at outputs 20 and 39. Moreover, even a complete failure of exchange on one of the data transfer buses 17 or 36, as well as on one of the outputs 20 or 39, does not interfere with the operability associated with the protection of the unit. For even greater resistance to breaks in the data bus 17 and 36, these buses can be made in the form of ring structures connected to the corresponding pairs of inputs of the computer 19.

Питание измерительных блоков может быть выполнено по независимой одиночной 40 или резервированной 40 и 41 шине питания. Это питание поступает на вторичный узел питания 42 блока сбора и обработки данных 1, который формирует питание для элементов и узлов данного блока на выходах 43, а также для питания согласующих узлов 21-32.The power supply of the measuring units can be performed via an independent single 40 or redundant 40 and 41 power bus. This power is supplied to the secondary power node 42 of the data collection and processing unit 1, which generates power for the elements and nodes of this block at the outputs 43, as well as to power the matching nodes 21-32.

Формирователь сигналов для каждого канала должен для исключения эффекта перекрытия содержать фильтр нижних частот с частотой среза f2 ниже половины частоты fв выборок аналого-цифровых преобразователей:The signal generator for each channel must contain a low-pass filter with a cutoff frequency f 2 below half the frequency f in the samples of analog-to-digital converters to eliminate the overlap effect:

Figure 00000001
Figure 00000001

При этом, поскольку частотный диапазон сигналов для целей диагностирования может быть более широким, частоты выборок для первого и второго аналого-цифровых преобразователей могут быть различными. В этом случае для каждого измерительного канала сигнал пропускается на вход соответствующего аналого-цифрового преобразователя через фильтры, соответствующие частотам выборок этих аналого-цифровых преобразователей.Moreover, since the frequency range of the signals for diagnostic purposes can be wider, the sampling frequencies for the first and second analog-to-digital converters can be different. In this case, for each measuring channel, the signal is passed to the input of the corresponding analog-to-digital converter through filters corresponding to the sampling frequencies of these analog-to-digital converters.

В зависимости от типов используемых датчиков реализация формирователей сигналов может быть различной. Для снижения требований к вычислительной производительности микроконтроллера и получения более широкого динамического диапазона желательно на его вход подавать сигнал виброскорости. Если соответствующий датчик является датчиком виброскорости, сигнал может быть передан на аналого-цифровой преобразователь через фильтр нижних частот 45, который выполняет функции антиалайзингового фильтра. Если датчики формируют сигналы, пропорциональные ускорению, может потребоваться предварительное интегрирование сигнала интегрирующим элементом 44. При этом, в зависимости от особенностей агрегата и сложности алгоритмов обработки, на процессор обработки сигналов от датчика ускорений может передаваться сигнал без интегрирования (фиг.2) или с предварительным аналоговым интегрированием (фиг.3). Во втором случае может быть обеспечен более широкий динамический диапазон, но снижаются возможности анализа высокочастотных составляющих, что ограничивает возможности применения алгоритмов диагностики, связанных с анализом сигналов виброускорения. Если на вход аналого-цифрового преобразователя 13 поступает сигнал виброускорения, интегрирование сигнала может быть выполнено процессором обработки сигналов 34 цифровыми методами, что повышает требования к разрядности использованного аналого-цифрового преобразователя 13. Для аналого-цифрового преобразователя 14 и микроконтроллера 35 формирователь сигналов формирует входной сигнал виброскорости в стандартной полосе частот, обеспечивающей защиту агрегата, например 10-1000 Гц. Это позволяет получить оценки уровня среднеквадратического значения виброскорости, используемой для получения оценки допустимого уровня вибрации:Depending on the types of sensors used, the implementation of the signal conditioners may be different. To reduce the requirements for the computing performance of the microcontroller and to obtain a wider dynamic range, it is desirable to apply a vibration velocity signal to its input. If the corresponding sensor is a vibration velocity sensor, the signal can be transmitted to an analog-to-digital converter through a low-pass filter 45, which acts as an anti-aliasing filter. If the sensors generate signals proportional to the acceleration, preliminary integration of the signal with the integrating element 44 may be required. In this case, depending on the characteristics of the unit and the complexity of the processing algorithms, a signal can be transmitted to the signal processor from the acceleration sensor without integration (Fig. 2) or with preliminary analog integration (figure 3). In the second case, a wider dynamic range can be provided, but the possibility of analyzing high-frequency components is reduced, which limits the possibility of using diagnostic algorithms associated with the analysis of vibration acceleration signals. If a vibration acceleration signal is input to the analog-to-digital converter 13, the signal can be integrated by the signal processor 34 using digital methods, which increases the bit requirements of the used analog-to-digital converter 13. For the analog-to-digital converter 14 and the microcontroller 35, the signal conditioner generates an input signal vibration speeds in a standard frequency band providing protection for the unit, for example 10-1000 Hz. This allows you to get estimates of the level of the root mean square value of the vibration velocity used to obtain an estimate of the permissible level of vibration:

Figure 00000002
Figure 00000002

где Vi - выборки входного сигнала виброскорости от датчика, установленного на подшипнике.where V i - samples of the input signal of the vibration velocity from the sensor mounted on the bearing.

Логические сигналы, получаемые в результате сравнения уровня среднеквадратического значения виброскорости с пороговыми значениями ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ VП и АВАРИИ VA:Logical signals obtained by comparing the level of the root mean square value of vibration velocity with the threshold values of WARNING V P and ALARMS V A :

Figure 00000003
Figure 00000003

Figure 00000004
Figure 00000004

Если Пij, где i=1, 2, определяет номер подшипника, j=B или П определяет соответственно вертикальное или поперечное направление контролируемой вибрации, соответствует логическим сигналам превышения уровня ПРЕДУПРЕЖДЕНИЯ, а Аij соответственно превышения уровня АВАРИИ, логическое выражение формирования сигнала защитного отключения имеет вид:If П ij , where i = 1, 2, determines the bearing number, j = B or П determines the vertical or transverse direction of the controlled vibration, respectively, corresponds to the logical signals of exceeding the WARNING level, and А ij, respectively, exceeding the ALARM level, the logical expression of the formation of the protective shutdown signal has the form:

Figure 00000005
Figure 00000005

В данном выражении знаки точка (умножение) и плюс соотвествуют логическим операциям И и ИЛИ соответственно.In this expression, the signs dot (multiplication) and plus correspond to the logical operations AND and OR, respectively.

Выражение (1.5) соответствует срабатыванию защиты при появлении сигнала АВАРИЯ, подтверждаемого сигналом ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ. Аналогичным образом может быть реализован алгоритм срабатывания при достижении в одном из каналов сигнала уровня АВАРИЯ с подтверждением другим сигналом АВАРИЯ на данном подшипниковом узле, но по другому направлению, или сигналом АВАРИЯ на соседнем подшипнике:Expression (1.5) corresponds to the protection being triggered when an ALARM signal appears, confirmed by a WARNING signal. In the same way, an operation algorithm can be implemented when an alarm signal is reached in one of the channels with an ALARM signal confirmation on the bearing assembly, but in a different direction, or an alarm signal on an adjacent bearing:

Figure 00000006
Figure 00000006

Как фильтр нижних частот, так и интегрирующий элемент могут быть выполнены по схемам, показанным на фиг.20-22. В зависимости от номиналов используемых компонентов амплитудно-частотные характеристики могут иметь вид, показанный на фиг.27. Изменение, например, величины емкости позволяет реализовать фильтр нижних частот с частотой среза f2, интегратор для частот от f1 до f2 или двойной интегратор для частот выше f1. Величина емкости может быть выбрана постоянной, как на фиг.20, или изменяться за счет подключения дополнительных емкостей 75 и 77, как на фиг.21, что позволяет настроиться на реализацию требуемой функции. При использовании в качестве датчиков акселерометров реализация двойного интегрирования позволяет перейти к виброперемещениям и реализовать защиту по достижении максимально допустимого уровня виброперемещения, если это принято для данного типа агрегатов, например гидроагрегатов.Both the low-pass filter and the integrating element can be performed according to the schemes shown in Fig.20-22. Depending on the ratings of the components used, the amplitude-frequency characteristics may have the form shown in FIG. Changing, for example, the capacitance value allows you to implement a low-pass filter with a cutoff frequency f 2 , an integrator for frequencies from f 1 to f 2 or a double integrator for frequencies above f 1 . The capacity value can be chosen constant, as in FIG. 20, or changed by connecting additional capacities 75 and 77, as in FIG. 21, which allows you to tune in to the implementation of the desired function. When using accelerometers as sensors, the implementation of double integration allows you to switch to vibration displacements and implement protection upon reaching the maximum permissible level of vibration displacement, if this is accepted for this type of aggregates, for example, hydraulic units.

Показанную на фиг.22 схему с дифференциальным выходом целесообразно использовать, если в предлагаемом устройстве используются аналого-цифровые преобразователи с дифференциальными входами.Shown in Fig.22 circuit with a differential output, it is advisable to use if the proposed device uses analog-to-digital converters with differential inputs.

Использование единых схемотехнических решений для реализации фильтров нижних частот и интеграторов позволяет реализовать формирователь в виде матричной структуры, как показано на фиг.4. Для данного варианта исполнения сигналы от всех датчиков поступают как на первый 13, так и на второй 14 аналого-цифровые преобразователи. При большом количестве каналов на второй аналого-цифровой преобразователь могут поступать сигналы только от тех датчиков, которые задействованы в защите агрегата, например от датчиков вертикальной и поперечной вибрации подшипников и от датчиков осевого сдвига, как показано на фиг.5.The use of unified circuit solutions for the implementation of low-pass filters and integrators allows you to implement the shaper in the form of a matrix structure, as shown in figure 4. For this embodiment, signals from all sensors are fed to both the first 13 and second 14 analog-to-digital converters. With a large number of channels, signals from only those sensors that are involved in protecting the unit, for example, from sensors of vertical and transverse vibration of bearings and from sensors of axial displacement, can be received by the second analog-to-digital converter, as shown in Fig. 5.

Формирователь сигналов 33, показанный на фиг.6, позволяет коммутировать подключение входов к входам фильтров нижних частот за счет использования коммутационных элементов 47, реализуемых с использованием механических коммутационных элементов, как показано на фиг.7, или аналоговых мультиплексоров, как показано на фиг.8. Это позволяет не только настраивать устройство на заданную конфигурацию входов, но и использовать дополнительные входы 50 для подачи тестовых сигналов проверки, а также для вывода на эти входы сигналов от датчиков для подключения дополнительной анализирующей аппаратуры. Данный эффект может быть обеспечен и за счет использования для межсоединений входов формирователя сигналов 33 с входами фильтров нижних частот 45, 46 матричного аналогового коммутатора 54, как показано на фиг.9. Настройка аналогового матричного коммутатора может быть фиксированной за счет подачи на его входы управления 55 постоянного кода или программируемой от шины управления, которая подключена к входам управления 55.The signal generator 33, shown in Fig.6, allows you to switch the connection of the inputs to the inputs of the low-pass filters through the use of switching elements 47, implemented using mechanical switching elements, as shown in Fig.7, or analog multiplexers, as shown in Fig.8 . This allows not only to configure the device for a given configuration of inputs, but also to use additional inputs 50 for supplying test test signals, as well as for outputting signals from sensors to these inputs for connecting additional analyzing equipment. This effect can be achieved through the use for interconnections of the inputs of the signal shaper 33 with the inputs of the low-pass filters 45, 46 of the matrix analog switch 54, as shown in Fig.9. The configuration of the analog matrix switch can be fixed by applying a constant code to its control inputs 55 or programmable from the control bus, which is connected to the control inputs 55.

Формирование логики защитного отключения, например, в соответствии с выражением (1.5) для вибрации подшипников или в виде мажоритарной функции превышений максимально допустимого осевого сдвига для датчиков осевого сдвига 9-11 выполняется параллельно процессором обработки сигналов 34 и микроконтроллером 35. Формируемые при этом на их выходах логические сигналы поступают на входы модуля логики защиты 38. Этот модуль может реализовать сравнение логических сигналов с его входов по логике И, как показано на фиг.10 или 11. Реализация логики И снижает вероятность ложного отключения, поскольку для срабатывания защиты сигналы с выходов процессора обработки сигналов 35 и микроконтроллера 29 должны совпасть.The formation of the protective shutdown logic, for example, in accordance with expression (1.5) for bearing vibration or in the form of a majority function of excesses of the maximum permissible axial shift for axial shift sensors 9-11, is carried out in parallel with the signal processor 34 and the microcontroller 35. Generated at the same time at their outputs logical signals are fed to the inputs of the protection logic module 38. This module can implement a comparison of logical signals from its inputs according to the AND logic, as shown in Fig. 10 or 11. The implementation of the And logic reduces the probability of a false shutdown, since for the protection to operate, the signals from the outputs of the signal processing processor 35 and the microcontroller 29 must match.

В случае реализации логики ИЛИ достаточно появления только одного логического сигнала, или с выхода процессора обработки сигнала или с выхода микроконтроллера 29. Это обеспечивает срабатывание защиты с повышенной надежностью, например, когда в случае опасной ситуации разрушение может повлечь серьезные материальные потери или создает угрозу персоналу. Реализация модуля логики защиты в виде «монтажного И» или «монтажного ИЛИ», как показано на фиг.11 или 13, позволяет получить высокую надежность модуля логики защиты.In the case of implementing the OR logic, only one logical signal appears, either from the output of the signal processing processor or from the output of the microcontroller 29. This provides protection with increased reliability, for example, when in case of a dangerous situation destruction can result in serious material losses or pose a threat to personnel. The implementation of the protection logic module in the form of “mounting AND” or “mounting OR”, as shown in FIG. 11 or 13, allows to obtain high reliability of the protection logic module.

Для случая защиты по превышению максимально допустимого уровня осевого сдвига в модуле логики защиты может быть реализовано формирование мажоритарного сравнения сигналов, получаемых от трех датчиков 9-11, с использованием схем модуля логики защиты, показанных на фиг.14-17.For the case of protection by exceeding the maximum permissible level of axial shift in the protection logic module, the formation of a majority comparison of signals received from three sensors 9-11 can be implemented using the protection logic module circuits shown in Figs. 14-17.

В выходной цепи модуля логики защиты может быть включено механическое или оптронное реле. На фиг.18 показано подключение к выходу элемента 57 «монтажное ИЛИ» обмотки реле 61, которое срабатывает при появлении на входе модуля логического сигнала единицы, который, проходя через обмотку на общую шину 62, вызывает срабатывание реле. При таком выполнении выходной цепи обеспечивается гальваническая развязка цепи включения защитного отключения агрегата и возможно непосредственное запараллеливание с аналогичным выходом 20, если там использовано аналогичное техническое решение.A mechanical or optocoupler relay may be included in the output circuit of the protection logic module. On Fig shows the connection to the output of the element 57 "mounting OR" of the coil of the relay 61, which is triggered when the input unit logic signal of the unit, which, passing through the winding to a common bus 62, causes the relay to operate. With this embodiment of the output circuit, galvanic isolation of the circuit for switching on the protective shutdown of the unit is ensured and direct parallelization with a similar output 20 is possible if a similar technical solution is used there.

Для того чтобы возникновение короткого замыкания не вызвало нарушений работы в других блоках из-за перегрузки шин питания, во вторичном узле питания 42 предусмотрены элементы 63, 64 и 66, ограничивающие ток. В качестве таких элементов могут быть использованы электронные компоненты различного вида. Например, для питания внутренних цепей блока 1 в качестве элемента 63 целесообразно использовать линейные или импульсные стабилизаторы напряжения с защитой от короткого замыкания по выходу. Для ограничения общего тока потребления от основной 40 и резервной 41 шины питания может быть использован самовосстанавливающийся предохранитель 66. Элементы 65 при этом обеспечивают взаимную развязку основной 40 и резервной 41 шины питания. Питание согласующих узлов, а через них и датчиков, если последние требуют использования внешнего питания, выполняется по независимым шинам через токоограничивающие элементы 64, в качестве которых могут быть использованы как электронные, так и термочувствительные самовосстанавливающиеся предохранители, а также другие ограничительные элементы, например токоограничивающие диоды (current regulator diodes).In order that the occurrence of a short circuit does not cause disturbances in other units due to overload of the power lines, elements 63, 64 and 66, limiting the current, are provided in the secondary power unit 42. As such elements, electronic components of various kinds can be used. For example, to power the internal circuits of block 1, it is advisable to use linear or switching voltage regulators with protection against output short circuit as an element 63. To limit the total current consumption from the main 40 and the backup 41 power bus, a self-resettable fuse 66 can be used. Elements 65 provide for the mutual isolation of the main 40 and the backup 41 power bus. The power supply of the matching nodes, and through them the sensors, if the latter require the use of external power, is carried out via independent buses through current-limiting elements 64, which can be used as electronic or thermosensitive self-healing fuses, as well as other limiting elements, for example, current-limiting diodes (current regulator diodes).

Высокая надежность срабатывания защиты по осевому сдвигу обеспечивается использованием трех независимых датчиков 9-11 с соответствующими согласующими элементами 30-32, с последующей обработкой дублирующими фильтрами 45 и 46, аналого-цифровыми преобразователями 13 и 14 и соответственно процессором обработки сигналов 34 и микроконтроллером 35. Питание согласующих элементов 30-32 и соответствующих датчиков 9-11 выполняется по независимым шинам питания с выходов через элементы 64 модуля вторичного питания 42, который питается от резервированных шин питания 40 и 41.The high reliability of the axial shift protection is ensured by using three independent sensors 9-11 with the corresponding matching elements 30-32, followed by processing with duplicate filters 45 and 46, analog-to-digital converters 13 and 14 and, respectively, the signal processor 34 and the microcontroller 35. Power matching elements 30-32 and corresponding sensors 9-11 is performed on independent power buses from the outputs through the elements 64 of the secondary power supply module 42, which is powered by redundant pi buses Taniyah 40 and 41.

Синхронизация работы измерительных блоков выполняется по сигналам от датчика фазовой отметки 8. В качестве такого датчика могут быть использованы датчики метки начального положения вала или фазовой отметки типа ключ-проксиметр емкостного, вихретокового или индукционного типа или датчика Холла.The synchronization of the operation of the measuring units is carried out according to the signals from the sensor of the phase mark 8. As such a sensor, sensors for marking the initial position of the shaft or phase mark of the key-proxy type capacitive, eddy current or induction type or Hall sensor can be used.

Выполнение устройства по второму или третьему варианту исполнения отличается организацией шины асинхронной передачи данных в компьютер 19. Если в первом варианте исполнения данные передаются параллельно по шинам 17 и 36, во втором и третьем вариантах выполения возможна передача данных и только по одной из этих шин - по шине 17, как показано на фиг.23, с выхода микроконтроллера 35 через интерфейсный элемент 16 или с выхода процессора обработки сигналов 34 через интерфейсный элемент 31, как показано на фиг.24. В качестве протокола передачи данных может быть использован любой, обеспечивающий достаточную скорость передачи данных и исключающий их потерю RS-485, CAN, Ethernet и т.п. При использовании протоколов CAN или Ethernet возможна организация кольцевых структур, устойчивых к обрывам линий передачи данных.The implementation of the device according to the second or third embodiment differs in the organization of the asynchronous data transfer bus to the computer 19. If in the first embodiment the data is transmitted in parallel via buses 17 and 36, in the second and third embodiments it is possible to transmit data and only on one of these buses - the bus 17, as shown in Fig. 23, from the output of the microcontroller 35 through the interface element 16 or from the output of the signal processor 34 through the interface element 31, as shown in Fig. 24. As a data transfer protocol, any one can be used that provides a sufficient data transfer rate and eliminates their loss of RS-485, CAN, Ethernet, etc. When using CAN or Ethernet protocols, it is possible to organize ring structures that are resistant to breaks in data lines.

Сравнение упрощенных структурных схем процессора обработки сигналов, показанных на фиг.25, и микроконтроллера, показанного на фиг.26, позволяет сделать вывод о том, что данные элементы близки по своей структуре и отличаются периферийными интерфейсами и внутренними особенностями процессорных элементов 83 и 93. При возможности получения требуемой производительности процессорных элементов 83 и 93 и набора интерфейсов возможна их взаимная замена, поскольку они обладают постоянной 84 и 94, оперативной 85 и 95 памятью, интерфейсами последовательного обмена 91 и 101, интерфейсами ввода-вывода логических сигналов 89 и 99.A comparison of simplified block diagrams of the signal processing processor shown in FIG. 25 and the microcontroller shown in FIG. 26 allows us to conclude that these elements are similar in structure and differ in peripheral interfaces and internal features of the processor elements 83 and 93. With the possibility of obtaining the required performance of the processor elements 83 and 93 and a set of interfaces, they can be mutually replaced, since they have a constant 84 and 94, operational 85 and 95 memory, serial interfaces BMENA 91 and 101, input-output interfaces the logic signals 89 and 99.

Таким образом, в качестве микроконтроллера 35 в измерительных блоках возможно использование процессора обработки, аналогичного процессору обработки сигналов 34. Аналогично, вместо процессора обработки сигналов возможно использование микроконтроллера с мощным центральным процессорным элементом, например с аппаратным умножителем и аккумулятором для быстрого выполнения операций обработки сигналов.Thus, it is possible to use a processing processor similar to a signal processing processor 34 as a microcontroller 35 in the measuring units. Similarly, instead of a signal processing processor, it is possible to use a microcontroller with a powerful central processor element, for example, a hardware multiplier and a battery, for quickly performing signal processing operations.

Использование в предлагаемом устройстве многоканального измерительного блока с резервированной обработкой данных от групп датчиков, устанавливаемого на соседних подшипниках, и сравнение логических сигналов, свидетельствующих о необходимости защитного отключения агрегата при превышении допустимых уровней вибрации или их сочетании в соответствии с заданным алгоритмом, что обеспечивается наличием дублирования обработки в измерительном блоке как на уровне аналоговых сигналов, так и на уровне логических сигналов, а также дублирование каналов передачи данных в компьютерную систему и параллельное формирование сигналов защитного отключения агрегата как на уровне блока сбора и обработки данных, так и на уровне компьютера, позволяет существенно повысить надежность и достоверность формирования таких сигналов.The use in the proposed device of a multichannel measuring unit with redundant processing of data from groups of sensors mounted on adjacent bearings, and comparing logic signals indicating the need for protective shutdown of the unit when exceeding acceptable vibration levels or their combination in accordance with a given algorithm, which is ensured by the presence of duplication of processing in the measuring unit both at the level of analog signals, and at the level of logical signals, as well as duplication data transmission channels to a computer system and the parallel generation of signals for protective shutdown of the unit both at the level of the data acquisition and processing unit, and at the computer level, can significantly increase the reliability and reliability of the formation of such signals.

Claims (25)

1. Устройство вибрационного контроля, содержащее датчики, а также блок сбора и обработки данных, который содержит первый аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом ввода данных процессора обработки сигналов, выход которого соединен через цифровой интерфейс с входами микроконтроллера, вход ввода данных которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, а выход микроконтроллера соединен через интерфейсный элемент с асинхронной последовательной шиной, которая соединена с входом последовательного интерфейса компьютера, выход которого является выходом аварийного сигнала, а выходы датчиков соединены с входами блока сбора и обработки данных, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и достоверности функционирования, входы блока сбора и обработки данных соединены через согласующие элементы с входами формирователя сигналов, выходы которого соединены с входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей, входы синхронизации процессора обработки сигналов и микроконтроллера соединены с выходам датчика фазовой отметки, выход процессора обработки сигналов соединен через дополнительный интерфейсный элемент с дополнительной асинхронной последовательной шиной, которая соединена с дополнительным входом последовательного интерфейса компьютера, логические выходы процессора обработки сигнала и микроконтроллера соединены с входами модуля логики защиты, выход которого является дополнительным выходом аварийного сигнала, а шины питания соединены с входами модуля вторичного питания, выходы которого соединены с входами питания согласующих элементов.1. A vibration control device containing sensors, as well as a data acquisition and processing unit, which contains a first analog-to-digital converter, the output of which is connected to the data input of the signal processor, the output of which is connected via a digital interface to the inputs of the microcontroller, the input of which is data input connected to the output of the second analog-to-digital converter, and the output of the microcontroller is connected via an interface element to an asynchronous serial bus, which is connected to the input of the serial computer interface, the output of which is the alarm output, and the sensor outputs are connected to the inputs of the data acquisition and processing unit, characterized in that, in order to increase the reliability and reliability of operation, the inputs of the data collection and processing unit are connected through matching elements to the inputs of the signal conditioner the outputs of which are connected to the inputs of the first and second analog-to-digital converters, the synchronization inputs of the signal processor and the microcontroller are connected to the outputs of the phase sensor marks, the output of the signal processor is connected through an additional interface element with an additional asynchronous serial bus, which is connected to the additional input of the serial interface of the computer, the logical outputs of the signal processor and microcontroller are connected to the inputs of the protection logic module, the output of which is an additional alarm output, and the buses power supply connected to the inputs of the secondary power module, the outputs of which are connected to the power inputs of the matching element ov. 2. Устройство вибрационного контроля по п.1, отличающееся тем, что второй аналого-цифровой преобразователь интегрирован с микроконтроллером.2. The vibration control device according to claim 1, characterized in that the second analog-to-digital converter is integrated with the microcontroller. 3. Устройство вибрационного контроля по п.1, отличающееся тем, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом интегрирующего элемента и с входом первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с выходами соответствующих интегрирующих элементов.3. The vibration control device according to claim 1, characterized in that each input in the signal shaper is connected to the input of the integrating element and to the input of the first low-pass filter, the outputs of which are connected to the first outputs of the signal shaper, the second outputs of which are connected to the outputs of the second lower filters frequencies whose inputs are connected to the outputs of the corresponding integrating elements. 4. Устройство вибрационного контроля по п.1, отличающееся тем, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом интегрирующего элемента, выход которого соединен с входом первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с выходами соответствующих интегрирующих элементов.4. The vibration control device according to claim 1, characterized in that each input in the signal shaper is connected to the input of the integrating element, the output of which is connected to the input of the first low-pass filter, the outputs of which are connected to the first outputs of the signal shaper, the second outputs of which are connected to the outputs second low-pass filters, the inputs of which are connected to the outputs of the corresponding integrating elements. 5. Устройство вибрационного контроля по п.1, отличающееся тем, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с соответствующими входами формирователя сигналов.5. The vibration control device according to claim 1, characterized in that each input in the signal shaper is connected to the input of the corresponding first low-pass filter, the outputs of which are connected to the first outputs of the signal shaper, the second outputs of which are connected to the outputs of the second low-pass filters, the inputs of which connected to the corresponding inputs of the signal conditioner. 6. Устройство вибрационного контроля по п.1, отличающееся тем, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с входами формирователя сигналов, соответствующих датчикам, которые использованы для защиты.6. The vibration control device according to claim 1, characterized in that each input in the signal shaper is connected to the input of the corresponding first low-pass filter, the outputs of which are connected to the first outputs of the signal shaper, the second outputs of which are connected to the outputs of the second low-pass filters, the inputs of which connected to the inputs of the signal shaper corresponding to the sensors used for protection. 7. Устройство вибрационного контроля по п.1, отличающееся тем, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом соответствующего коммутирующего узла, который соединен с первыми контактами первого и второго коммутирующих элементов, переключающие контакты которых соединены с входами соответствующих первого и второго фильтра нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов, а вторые входы коммутирующих элементов каждого коммутирующего узла соединены с дополнительными входами формирователя сигналов.7. The vibration control device according to claim 1, characterized in that in the signal conditioner each input is connected to the input of the corresponding switching unit, which is connected to the first contacts of the first and second switching elements, the switching contacts of which are connected to the inputs of the corresponding first and second low-pass filter the outputs of which are connected respectively to the first and second outputs of the signal conditioner, and the second inputs of the switching elements of each switching node are connected to additional moves shaper signals. 8. Устройство вибрационного контроля по п.1, отличающееся тем, что в формирователе сигналов входы соединены с входами матричного аналогового коммутатора, первые и вторые выходы которого соединены с входами соответственно первых и вторых фильтров нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов, дополнительные входы которого соединены с дополнительными входами матричного аналогового коммутатора, управляющие входы которого соединены с шиной управляющего кода.8. The vibration control device according to claim 1, characterized in that in the signal conditioner the inputs are connected to the inputs of the matrix analog switch, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the first and second low-pass filters, the outputs of which are connected respectively to the first and second outputs signal shaper, the additional inputs of which are connected to the additional inputs of the matrix analog switch, the control inputs of which are connected to the control code bus. 9. Устройство вибрационного контроля по п.1, отличающееся тем, что модуль логики защиты содержит логический элемент И, входы которого являются входами модуля логики защиты, а выход является его выходом.9. The vibration control device according to claim 1, characterized in that the protection logic module contains a logical element AND whose inputs are inputs of the protection logic module, and the output is its output. 10. Устройство вибрационного контроля по п.1, отличающееся тем, что модуль логики защиты содержит логический элемент ИЛИ, входы которого являются входами модуля логики защиты, а выход является его выходом.10. The vibration control device according to claim 1, characterized in that the protection logic module contains an OR gate, the inputs of which are inputs of the protection logic module, and the output is its output. 11. Устройство вибрационного контроля по п.1, отличающееся тем, что модуль логики защиты содержит логический элемент ИЛИ и мажоритарный логический элемент, входы логического элемента ИЛИ являются входами модуля логики защиты, а выход является его выходом, дополнительные входы модуля логики защиты соединены с входами мажоритарного логического элемента, выход которого соединен с дополнительным входом логического элемента ИЛИ.11. The vibration control device according to claim 1, characterized in that the protection logic module contains an OR logic element and a majority logic element, the inputs of the OR logic element are the inputs of the protection logic module, and the output is its output, additional inputs of the protection logic module are connected to the inputs majority logical element, the output of which is connected to an additional input of the OR logical element. 12. Устройство вибрационного контроля по п.1, отличающееся тем, что модуль логики защиты содержит логические элементы И, ИЛИ и мажоритарный логический элемент, входы логического элемента И являются входами модуля логики защиты, а выход соединен с первым входом логического элемента ИЛИ, выход которого является выходом модуля логики защиты, дополнительные входы модуля логики защиты соединены с входами мажоритарного логического элемента, выход которого соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ.12. The vibration control device according to claim 1, characterized in that the protection logic module contains AND, OR, and a majority logic element, inputs of the AND gate are inputs of the protection logic module, and the output is connected to the first input of the OR logic element, the output of which is the output of the protection logic module, the additional inputs of the protection logic module are connected to the inputs of the majority logic element, the output of which is connected to the second input of the OR logic element. 13. Устройство вибрационного контроля по п.1, отличающееся тем, что модуль вторичного питания содержит преобразователь напряжений, вход которого соединен с входами токоограничивающих элементов, выходы которых являются выходами модуля вторичного питания, входы которого через развязывающие диоды и токоограничивающий элемент соединены с входом преобразователя напряжений.13. The vibration control device according to claim 1, characterized in that the secondary power supply module contains a voltage converter, the input of which is connected to the inputs of the current-limiting elements, the outputs of which are outputs of the secondary power supply module, the inputs of which are connected through the decoupling diodes and the current-limiting element to the input of the voltage converter . 14. Устройство вибрационного контроля по п.13, отличающееся тем, что в качестве токоограничивающих элементов использованы стабилизаторы напряжения с защитой от короткого замыкания.14. The vibration control device according to item 13, characterized in that the voltage stabilizers with protection against short circuit are used as current-limiting elements. 15. Устройство вибрационного контроля по п.13, отличающееся тем, что в качестве токоограничивающих элементов использованы самовосстанавливающиеся предохранители или токоограничивающие диоды.15. The vibration control device according to claim 13, characterized in that self-healing fuses or current-limiting diodes are used as current-limiting elements. 16. Устройство вибрационного контроля по п.3, отличающееся тем, что фильтр нижних частот содержит операционный усилитель, выход которого является выходом фильтра нижних частот, вход которого соединен через первый резистор с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, которая соединена с прямым входом операционного усилителя, инверсный вход которого соединен через второй резистор с первым выводом первого конденсатора, инверсный вход операционного усилителя соединен через второй конденсатор с выходом операционного усилителя, который через третий резистор соединен с первым выводом первого конденсатора.16. The vibration control device according to claim 3, characterized in that the low-pass filter contains an operational amplifier, the output of which is the output of a low-pass filter, the input of which is connected through the first resistor to the first output of the first capacitor, the second output of which is connected to a common bus, which connected to the direct input of the operational amplifier, the inverse input of which is connected through the second resistor to the first output of the first capacitor, the inverse input of the operational amplifier is connected through the second capacitor to the output m of the operational amplifier, which is connected via a third resistor to a first terminal of the first capacitor. 17. Устройство вибрационного контроля по п.3, отличающееся тем, что фильтр нижних частот содержит операционный усилитель, выход которого является выходом фильтра нижних частот, вход которого соединен через первый резистор с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, которая соединена с прямым входом операционного усилителя, инверсный вход которого соединен через второй резистор с первым входом первого конденсатора, инверсный вход операционного усилителя соединен через второй конденсатор с выходом операционного усилителя, который через третий резистор соединен с первым выводом первого конденсатора, который через первый коммутирующий элемент соединен с первым выводом третьего конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, а выход операционного усилителя соединен через второй коммутирующий элемент с первым выводом четвертого конденсатора, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя.17. The vibration control device according to claim 3, characterized in that the low-pass filter contains an operational amplifier, the output of which is the output of a low-pass filter, the input of which is connected through the first resistor to the first output of the first capacitor, the second output of which is connected to a common bus, which connected to the direct input of the operational amplifier, the inverse input of which is connected through the second resistor to the first input of the first capacitor, the inverse input of the operational amplifier is connected through the second capacitor to the output an operational amplifier, which is connected through a third resistor to a first terminal of a first capacitor, which is connected through a first switching element to a first terminal of a third capacitor, a second terminal of which is connected to a common bus, and an output of an operational amplifier is connected through a second switching element to a first terminal of a fourth capacitor, second the output of which is connected to the inverting input of the operational amplifier. 18. Устройство вибрационного контроля по п.3, отличающееся тем, что интегрирующий элемент содержит операционный усилитель, выход которого является выходом интегрирующего элемента, вход которого соединен через первый резистор с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, которая соединена с прямым входом операционного усилителя, инверсный вход которого соединен через второй резистор с первым входом первого конденсатора, инверсный вход операционного усилителя соединен через второй конденсатор с выходом операционного усилителя, который через третий резистор соединен с первым выводом первого конденсатора.18. The vibration control device according to claim 3, characterized in that the integrating element contains an operational amplifier, the output of which is the output of the integrating element, the input of which is connected through the first resistor to the first output of the first capacitor, the second output of which is connected to a common bus, which is connected to direct input of the operational amplifier, the inverse input of which is connected through the second resistor to the first input of the first capacitor, the inverse input of the operational amplifier is connected through the second capacitor with Odom operational amplifier, which is connected via a third resistor to a first terminal of the first capacitor. 19. Устройство вибрационного контроля по п.3, отличающееся тем, что интегрирующий элемент содержит операционный усилитель, выход которого является выходом интегрирующего элемента, вход которого соединен через первый резистор с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, которая соединена с прямым входом операционного усилителя, инверсный вход которого соединен через второй резистор с первым входом первого конденсатора, инверсный вход операционного усилителя соединен через второй конденсатор с выходом операционного усилителя, который через третий резистор соединен с первым выводом первого конденсатора, который через первый коммутирующий элемент соединен с первым выводом третьего конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, а выход операционного усилителя соединен через второй коммутирующий элемент с первым выводом четвертого конденсатора, второй вывод которого соединен с инверсным входом операционного усилителя.19. The vibration control device according to claim 3, characterized in that the integrating element comprises an operational amplifier, the output of which is the output of the integrating element, the input of which is connected through the first resistor to the first output of the first capacitor, the second output of which is connected to a common bus, which is connected to direct input of the operational amplifier, the inverse input of which is connected through the second resistor to the first input of the first capacitor, the inverse input of the operational amplifier is connected through the second capacitor with ode of the operational amplifier, which is connected through the third resistor to the first terminal of the first capacitor, which is connected through the first switching element to the first terminal of the third capacitor, the second terminal of which is connected to the common bus, and the output of the operational amplifier is connected through the second switching element to the first terminal of the fourth capacitor, the second output of which is connected to the inverse input of the operational amplifier. 20. Устройство вибрационного контроля, содержащее датчики, а также блок сбора и обработки данных, который содержит первый аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом ввода данных процессора обработки сигналов, выход которого соединен через цифровой интерфейс с входами микроконтроллера, вход ввода данных которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, а выход микроконтроллера соединен через интерфейсный элемент с асинхронной последовательной шиной, которая соединена с входом последовательного интерфейса компьютера, выход которого является выходом аварийного сигнала, а выходы датчиков соединены с входами блока сбора и обработки данных, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и достоверности функционирования, входы блока сбора и обработки данных соединены через согласующие элементы с входами формирователя сигналов, выходы которого соединены с входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей, входы синхронизации процессора обработки сигналов и микроконтроллера соединены с выходами датчика фазовой отметки, выход процессора обработки сигналов соединен с входом дополнительного интерфейсного элемента, логические выходы процессора обработки сигнала и микроконтроллера соединены с входами модуля логики защиты, выход которого является дополнительным выходом аварийного сигнала, а шины питания соединены с входами модуля вторичного питания, выходы которого соединены с входами питания согласующих элементов.20. A vibration control device containing sensors, as well as a data acquisition and processing unit, which contains a first analog-to-digital converter, the output of which is connected to the data input of the signal processor, the output of which is connected via a digital interface to the inputs of the microcontroller, the input of which is data input connected to the output of the second analog-to-digital converter, and the output of the microcontroller is connected via an interface element to an asynchronous serial bus that is connected to the input of the serial computer interface, the output of which is the alarm output, and the sensor outputs are connected to the inputs of the data acquisition and processing unit, characterized in that, in order to increase the reliability and reliability of operation, the inputs of the data collection and processing unit are connected through matching elements to the inputs of the signal conditioner the outputs of which are connected to the inputs of the first and second analog-to-digital converters, the synchronization inputs of the signal processor and the microcontroller are connected to the outputs of the phase sensor mark, the output of the signal processor is connected to the input of the additional interface element, the logic outputs of the signal processor and the microcontroller are connected to the inputs of the protection logic module, the output of which is an additional alarm output, and the power buses are connected to the inputs of the secondary power module, the outputs of which are connected to power inputs of matching elements. 21. Устройство вибрационного контроля по п.20, отличающееся тем, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с входами формирователя сигналов, соответствующих датчикам, которые использованы для защиты.21. The vibration control device according to claim 20, characterized in that each input in the signal shaper is connected to the input of the corresponding first low-pass filter, the outputs of which are connected to the first outputs of the signal shaper, the second outputs of which are connected to the outputs of the second low-pass filters, the inputs of which connected to the inputs of the signal shaper corresponding to the sensors used for protection. 22. Устройство вибрационного контроля по п.20, отличающееся тем, что в формирователе сигналов входы соединены с входами матричного аналогового коммутатора, первые и вторые выходы которого соединены с входами соответственно первых и вторых фильтров нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов, дополнительные входы которого соединены с дополнительными входами матричного аналогового коммутатора, управляющие входы которого соединены с шиной управляющего кода.22. The vibration control device according to claim 20, characterized in that the inputs of the signal conditioner are connected to the inputs of the matrix analog switch, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the first and second low-pass filters, the outputs of which are connected respectively to the first and second outputs signal shaper, the additional inputs of which are connected to the additional inputs of the matrix analog switch, the control inputs of which are connected to the control code bus. 23. Устройство вибрационного контроля, содержащее датчики, а также блок сбора и обработки данных, который содержит первый аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом ввода данных процессора обработки сигналов, выход которого соединен через цифровой интерфейс с входами микроконтроллера, вход ввода данных которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, а выход микроконтроллера соединен с входом интерфейсного элемента, и содержащее также асинхронную последовательную шину, которая соединена с входом последовательного интерфейса компьютера, выход которого является выходом аварийного сигнала, а выходы датчиков соединены с входами блока сбора и обработки данных, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и достоверности функционирования, входы блока сбора и обработки данных соединены через согласующие элементы с входами формирователя сигналов, выходы которого соединены с входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей, входы синхронизации процессора обработки сигналов и микроконтроллера соединены с выходам датчика фазовой отметки, выход процессора обработки сигналов соединен через дополнительный интерфейсный элемент с асинхронной последовательной шиной, логические выходы процессора обработки сигнала и микроконтроллера соединены с входами модуля логики защиты, выход которого является дополнительным выходом аварийного сигнала, а шины питания соединены с входами модуля вторичного питания, выходы которого соединены с входами питания согласующих элементов.23. A vibration control device containing sensors, as well as a data acquisition and processing unit, which contains a first analog-to-digital converter, the output of which is connected to the data input of the signal processor, the output of which is connected through a digital interface to the inputs of the microcontroller, the data input of which connected to the output of the second analog-to-digital converter, and the output of the microcontroller is connected to the input of the interface element, and also containing an asynchronous serial bus that is connected the input of the serial interface of the computer, the output of which is the alarm output, and the outputs of the sensors are connected to the inputs of the data acquisition and processing unit, characterized in that, in order to increase the reliability and reliability of operation, the inputs of the data collection and processing unit are connected through matching elements to the inputs of the shaper signals, the outputs of which are connected to the inputs of the first and second analog-to-digital converters, the synchronization inputs of the signal processor and the microcontroller are connected to the phases of the phase mark sensor, the output of the signal processor is connected via an additional interface element to the asynchronous serial bus, the logic outputs of the signal processor and microcontroller are connected to the inputs of the protection logic module, the output of which is an additional alarm output, and the power buses are connected to the inputs of the secondary power module the outputs of which are connected to the power inputs of the matching elements. 24. Устройство вибрационного контроля по п.23, отличающееся тем, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с входами формирователя сигналов, соответствующих датчикам, которые использованы для защиты.24. The vibration control device according to item 23, wherein each signal in the driver is connected to the input of the corresponding first low-pass filter, the outputs of which are connected to the first outputs of the signal driver, the second outputs of which are connected to the outputs of the second low-pass filters, the inputs of which connected to the inputs of the signal shaper corresponding to the sensors used for protection. 25. Устройство вибрационного контроля по п.23, отличающееся тем, что в формирователе сигналов входы соединены с входами матричного аналогового коммутатора, первые и вторые выходы которого соединены с входами соответственно первых и вторых фильтров нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов, дополнительные входы которого соединены с дополнительными входами матричного аналогового коммутатора, управляющие входы которого соединены с шиной управляющего кода. 25. The vibration control device according to item 23, wherein the inputs of the signal conditioner are connected to the inputs of the matrix analog switch, the first and second outputs of which are connected to the inputs of the first and second low-pass filters, the outputs of which are connected to the first and second outputs, respectively signal shaper, the additional inputs of which are connected to the additional inputs of the matrix analog switch, the control inputs of which are connected to the control code bus.
RU2008116182/28A 2008-04-28 2008-04-28 Vibration control device (versions) RU2375692C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008116182/28A RU2375692C1 (en) 2008-04-28 2008-04-28 Vibration control device (versions)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008116182/28A RU2375692C1 (en) 2008-04-28 2008-04-28 Vibration control device (versions)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2375692C1 true RU2375692C1 (en) 2009-12-10

Family

ID=41489707

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008116182/28A RU2375692C1 (en) 2008-04-28 2008-04-28 Vibration control device (versions)

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2375692C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140238128A1 (en) * 2011-09-21 2014-08-28 Doosan Skoda Power S.R.O. Method for determining current eccentricity of rotating rotor and method of diagnostics of eccentricity of rotating rotor
RU2688257C1 (en) * 2018-08-21 2019-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр "Завод Балансировочных Машин" Device for transmitting signals from a multicomponent vibration sensor with built-in electronics
CN112504643A (en) * 2020-11-13 2021-03-16 东北大学 Double-rotor-bearing system test bed with detachable bolt connection structure and method
CN117189791A (en) * 2023-11-07 2023-12-08 成都中科翼能科技有限公司 Power turbine bearing casing assembly with sensor

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20140238128A1 (en) * 2011-09-21 2014-08-28 Doosan Skoda Power S.R.O. Method for determining current eccentricity of rotating rotor and method of diagnostics of eccentricity of rotating rotor
US9593998B2 (en) * 2011-09-21 2017-03-14 Doosan Skoda Power S.R.O. Method for determining current eccentricity of rotating rotor and method of diagnostics of eccentricity of rotating rotor
RU2688257C1 (en) * 2018-08-21 2019-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-Технический Центр "Завод Балансировочных Машин" Device for transmitting signals from a multicomponent vibration sensor with built-in electronics
CN112504643A (en) * 2020-11-13 2021-03-16 东北大学 Double-rotor-bearing system test bed with detachable bolt connection structure and method
CN117189791A (en) * 2023-11-07 2023-12-08 成都中科翼能科技有限公司 Power turbine bearing casing assembly with sensor
CN117189791B (en) * 2023-11-07 2024-01-23 成都中科翼能科技有限公司 Power turbine bearing casing assembly with sensor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2376564C1 (en) Vibration control device (versions)
US9727050B2 (en) Processing machinery protection and fault prediction data natively in a distributed control system
DK2175256T3 (en) Systems and methods for sensor-level machine monitoring
KR101552852B1 (en) Triple redundant digital protective relay and operating method thereof
RU2375692C1 (en) Vibration control device (versions)
AU2008277777B2 (en) Method for monitoring a lift system
WO2007147611A1 (en) Intrinsically safe vibration and condition monitoring system and the parts thereof
EP3509073A1 (en) Method for integrated online monitoring and system for integrated online monitoring from remote location for nuclear powerplant
CN105071957B (en) CAN bus fault diagnosis method and system
CN101539779A (en) Input channel diagnostics
EP3082133A1 (en) Nuclear instrumentation and control system
RU2371695C1 (en) Vibration control system
JP6408357B2 (en) Data collection device
KR101020370B1 (en) System for monitering on-line health power supply of the generating plant
EP3629175B1 (en) Configurable sever system
EP3640801B1 (en) Aircraft control system
CN112462729B (en) Shadow function for protecting monitoring system
Fourlas et al. Fault diagnosis of hybrid systems
RU2646379C1 (en) Device for data collection
Zou et al. Design and reliability analysis of emergency trip system with triple modular redundancy
RU2695498C1 (en) Device for receiving signals from sensors
JPH06339225A (en) Power distribution system with self-diagnostic function
Kovalyov et al. Use of the CANopen protocol in vibration control systems of rotary machines
EP2149830B1 (en) An automation system and method for its operation
RU2017080C1 (en) Device for testing vibration of gas-turbine engine

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20100429