專(zhuān)利名稱(chēng)：一種4通道渦流式監(jiān)視模件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種汽輪機(jī)安全在線監(jiān)視模塊，具體地說(shuō)是一種4通道渦流式監(jiān)視模 件。
背景技術(shù)：
汽輪發(fā)電機(jī)是電力行業(yè)的關(guān)鍵設(shè)備，一旦發(fā)生故障，造成的損失非常嚴(yán)重。汽輪 機(jī)監(jiān)視儀表(TSI)在機(jī)組啟停和正常運(yùn)行中，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)轉(zhuǎn)子\軸承振動(dòng)、偏心、軸向位移、脹 差、缸差、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，并提供超限、停機(jī)保護(hù)等功能，對(duì)汽輪機(jī)組的安全運(yùn)行起著重要的作 用，已成為汽輪機(jī)組必不可少的關(guān)鍵設(shè)備之一。隨著機(jī)組容量的增大，自動(dòng)化程度的提高，對(duì)機(jī)組安全監(jiān)視保護(hù)的要求也越來(lái)越 高。TSI就由原來(lái)的機(jī)械式、模擬電子式單元儀表發(fā)展到集信號(hào)采集、顯示、記錄、分析、控制 與一身的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。目前電廠應(yīng)用的TSI裝置多為4U\6U機(jī)箱式結(jié)構(gòu)，這種TSI裝置與 電廠的DEH、DCS系統(tǒng)獨(dú)立，需要單獨(dú)的機(jī)柜放在電廠的控制室中。這種機(jī)箱式的TSI裝置 一般自身可以輸出報(bào)警和停機(jī)DO信號(hào)，與外部系統(tǒng)信號(hào)傳遞則均為標(biāo)準(zhǔn)的4-20mA電流。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服傳統(tǒng)TSI裝置的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種4通道渦流式監(jiān)視模件， 該監(jiān)視模件可靠性高，功能靈活，完全融合于DEH、DCS系統(tǒng)中，與普通的IO模件一起使用構(gòu) 成一個(gè)完整的TSI系統(tǒng)，不需要再配置獨(dú)立的TSI機(jī)柜。本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的
一種4通道渦流式監(jiān)視模件，其特征在于該監(jiān)視模件包括雙層數(shù)據(jù)冗余接口、信號(hào)采 集檢測(cè)接口和主CPU處理器；信號(hào)采集檢測(cè)接口采集現(xiàn)場(chǎng)電渦流傳感器檢測(cè)的信號(hào)并傳送 給模件主CPU處理器；模件主CPU處理器通過(guò)雙層數(shù)據(jù)冗余接口與主站DPU連接并進(jìn)行數(shù) 據(jù)交換。本發(fā)明中，所述信號(hào)采集檢測(cè)接口包括采集四路現(xiàn)場(chǎng)電渦流傳感器信號(hào)的第一通 道、第二通道、第三通道和第四通道，其中第一通道、第二通道采集檢測(cè)汽輪機(jī)振動(dòng)、位移信 號(hào)，第三通道采集檢測(cè)汽輪機(jī)偏心信號(hào)，第四通道采集檢測(cè)鍵相信號(hào)。在第一通道、第二通 道、第三通道和第四通道中均設(shè)有自動(dòng)檢測(cè)外部電渦流傳感器斷線或損壞故障的傳感器OK 檢測(cè)電路。信號(hào)采集檢測(cè)接口中，測(cè)量汽輪機(jī)偏心峰峰值時(shí)，汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)周期通過(guò)鍵相信號(hào) 獲得或由主站DPU通過(guò)雙層數(shù)據(jù)冗余接口直接輸入得到。本發(fā)明中雙層數(shù)據(jù)冗余接口采用高速的串行總線，采用雙總線并行工作方式，實(shí) 現(xiàn)冗余的數(shù)據(jù)傳輸，當(dāng)其中一條通訊總線由于發(fā)生意外而出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳 輸通道仍能正常暢通。本發(fā)明所述信號(hào)采集檢測(cè)接口，一共可以接收4通道電渦流傳感器檢測(cè)的信號(hào)， 并對(duì)每通道的電渦流傳感器提供-24V電源。第一、二通道主要用于檢測(cè)汽輪機(jī)的轉(zhuǎn)子振動(dòng)、軸向位移、脹差信號(hào)；第三通道主要用于檢測(cè)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的偏心；第四通道主要用于檢 測(cè)汽輪機(jī)鍵相信號(hào)。第一、二、三通道采集電路采用高精度電子元器件和高速AD，保證信號(hào) 的采集精度。每個(gè)通道對(duì)電渦流傳感器均可以實(shí)現(xiàn)靈敏度線性校正。每個(gè)通道都含有傳感 器OK檢測(cè)電路，可以隨時(shí)檢測(cè)到傳感器的斷線或損壞，并提供報(bào)警信息。本發(fā)明所述模件主CPU處理器采用低功耗、工業(yè)級(jí)處理器芯片，完成模件所有的 運(yùn)算和控制邏輯。與傳統(tǒng)TSI相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)
(1)采用雙總線并行工作方式，實(shí)現(xiàn)冗余的數(shù)據(jù)傳輸。(2)內(nèi)部無(wú)任何機(jī)械電位器式的調(diào)整手段，所有功能都可在模件主CPU處理器中 設(shè)置，可選擇不同的報(bào)警和停機(jī)值。(3)可接入4路電渦流傳感器，整個(gè)模件可以檢測(cè)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子振動(dòng)、軸向位移、脹 差、偏心、鍵相等信號(hào)，包括TSI系統(tǒng)中所有電渦流傳感器能檢測(cè)到的信號(hào)。(4)當(dāng)需要測(cè)量偏心峰峰值時(shí)，汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)周期既可以由第四通道鍵相信號(hào) 提供也可以由DPU通過(guò)雙層數(shù)據(jù)冗余接口下發(fā)的數(shù)據(jù)得到，保證了小機(jī)組中沒(méi)有鍵相信號(hào) 也可以測(cè)量轉(zhuǎn)子偏心峰峰值。(5)具有電渦流傳感器OK檢測(cè)電路，并提供傳感器損壞報(bào)警信號(hào)。(6)模件內(nèi)部針對(duì)電渦流傳感器線靈敏度進(jìn)行線性校正。(7)完善的自診斷功能，可通過(guò)通訊口監(jiān)視到卡件內(nèi)部的各種工作狀態(tài)。本發(fā)明作為通訊從站，采集現(xiàn)場(chǎng)汽輪機(jī)的各種振動(dòng)、位移等參數(shù)通過(guò)雙層數(shù)據(jù)冗 余接口直接與DPU通訊，避免了傳統(tǒng)的TSI裝置4-20mA電流連接。同時(shí)本發(fā)明完全集成于 DEH、DCS系統(tǒng)中，與普通的IO模件一樣共享通訊總線和電源系統(tǒng)，不需要再配置獨(dú)立的TSI 機(jī)柜。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖2是采用本發(fā)明構(gòu)成的TSI系統(tǒng)框圖。
具體實(shí)施例方式一種本發(fā)明所述的4通道渦流式監(jiān)視模件，見(jiàn)圖1，該監(jiān)視模件包括雙層數(shù)據(jù)冗余 接口 1、信號(hào)采集檢測(cè)接口 2和主CPU處理器3，雙層數(shù)據(jù)冗余接口 1完成主站DPU 4與模 件主CPU處理器3之間數(shù)據(jù)交換；信號(hào)采集檢測(cè)接口 2是將現(xiàn)場(chǎng)電渦流傳感器檢測(cè)的位移、 振動(dòng)、偏心、鍵相等信號(hào)采集并送至模件主CPU處理器3運(yùn)算；雙層數(shù)據(jù)冗余接口 1完成主 站DPU 4與模件主CPU處理器3之間的數(shù)據(jù)交換。具體說(shuō)明如下
1、采用雙總線并行工作方式，實(shí)現(xiàn)冗余的數(shù)據(jù)傳輸。由于本模件要將采集到的現(xiàn)場(chǎng)汽輪機(jī)運(yùn)行各種參數(shù)通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸通道送給控制 系統(tǒng)的主控單元進(jìn)行處理，同時(shí)又要把主控單元的各種配置和控制命令通過(guò)數(shù)據(jù)傳輸通道 參與本模件邏輯運(yùn)算。所以數(shù)據(jù)傳輸通道的可靠性非常重要，本模件采用了雙通訊總線的 設(shè)計(jì)，兩條通訊總線并行工作。當(dāng)其中一條通訊總線由于發(fā)生意外而出現(xiàn)故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng) 的數(shù)據(jù)傳輸通道仍能正常暢通，同時(shí)對(duì)出現(xiàn)的其中一條總線故障進(jìn)行報(bào)警提示。同時(shí)數(shù)據(jù)通訊接口具有超時(shí)發(fā)送限制電路，可防止不正常的數(shù)據(jù)包將總線嵌位。2、電渦流傳感器信號(hào)檢測(cè)電路。本模件可以同時(shí)采集4通道的電渦流傳感器信號(hào)，設(shè)計(jì)的4個(gè)通道接收的參數(shù)基 本覆蓋了 TSI系統(tǒng)中電渦流傳感器能檢測(cè)到的所有信號(hào)。每個(gè)通道均可提供-24V電源給 電渦流傳感器前置器供電，每通道均設(shè)置傳感器OK檢測(cè)電路，隨時(shí)跟蹤傳感器故障。主CPU 處理器中可以設(shè)置被測(cè)傳感器靈敏度，以滿足不同傳感器類(lèi)型的要求。在主CPU處理器中 還可進(jìn)行傳感器靈敏度線性校正。圖2是采用本發(fā)明構(gòu)成的TSI系統(tǒng)框圖。本發(fā)明內(nèi)部采用高精度、低溫漂電子元 器件，避免了電路的時(shí)漂和溫漂問(wèn)題，確保了在惡劣的工業(yè)環(huán)境中能長(zhǎng)期可靠運(yùn)行。內(nèi)部無(wú) 任何機(jī)械電位器式的調(diào)整手段，完善的自診斷和傳感器線性校正功能，可通過(guò)通訊口監(jiān)視 到模件內(nèi)部的各種工作狀態(tài)。
權(quán)利要求
1.一種4通道渦流式監(jiān)視模件，其特征在于該監(jiān)視模件包括雙層數(shù)據(jù)冗余接口(1)、 信號(hào)采集檢測(cè)接口(2)和主CPU處理器(3);信號(hào)采集檢測(cè)接口(2)采集現(xiàn)場(chǎng)電渦流傳感器 檢測(cè)的信號(hào)并傳送給模件主CPU處理器(3);模件主CPU處理器(3)通過(guò)雙層數(shù)據(jù)冗余接口 (1)與主站DPU (4)連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的4通道渦流式監(jiān)視模件，其特征在于所述信號(hào)采集檢測(cè) 接口(2)包括采集四路現(xiàn)場(chǎng)電渦流傳感器信號(hào)的第一通道(21)、第二通道(22)、第三通道 (23)和第四通道(24)，其中第一通道(21)、第二通道(22)采集檢測(cè)汽輪機(jī)振動(dòng)、位移信號(hào)， 第三通道(23 )采集檢測(cè)汽輪機(jī)偏心信號(hào)，第四通道(24 )采集檢測(cè)鍵相信號(hào)。
3、根據(jù)權(quán)利要求2所述的4通道渦流式監(jiān)視模件，其特征在于在第一通道(21)、第二 通道(22)、第三通道(23)和第四通道(24)中均設(shè)有自動(dòng)檢測(cè)外部電渦流傳感器斷線或損 壞故障的傳感器OK檢測(cè)電路。
4、根據(jù)權(quán)利要求2所述的4通道渦流式監(jiān)視模件，其特征在于信號(hào)采集檢測(cè)接口(2) 中，測(cè)量汽輪機(jī)偏心峰峰值時(shí)，汽輪機(jī)旋轉(zhuǎn)周期通過(guò)鍵相信號(hào)獲得或由主站DPU (5)通過(guò)雙 層數(shù)據(jù)冗余接口( 1)直接輸入得到。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種4通道渦流式監(jiān)視模件，該監(jiān)視模件包括雙層數(shù)據(jù)冗余接口、信號(hào)采集檢測(cè)接口和主CPU處理器；信號(hào)采集檢測(cè)接口接受外部電渦流傳感器檢測(cè)的振動(dòng)、位移、鍵相、偏心等信號(hào)并傳送給主CPU處理器；主CPU處理器通過(guò)雙層數(shù)據(jù)冗余接口與主站DPU連接并進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。本發(fā)明可靠性高，功能靈活，完全融合于DEH、DCS系統(tǒng)中，與普通的IO模件一起使用構(gòu)成一個(gè)完整的TSI系統(tǒng)，不需要再配置獨(dú)立的TSI機(jī)柜。
文檔編號(hào)G01M15/00GK102081010SQ20101061007
公開(kāi)日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者姚美常, 趙國(guó)海 申請(qǐng)人:南京科遠(yuǎn)自動(dòng)化集團(tuán)股份有限公司