專利名稱：設備監(jiān)控裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型是對旋轉設備、熱力設備和電力設備特別是旋轉設備進行實時檢測、控制的設備監(jiān)控裝置。涉及機械振動的測量、溫度的測量、測量流體壓力、液位的測量、角速度的測量和機器的動態(tài)平衡測試技術領域。
背景技術：
工業(yè)界有著大量長時間運行的旋轉機械設備、熱力設備和電力設備。為了保證這些設備能長時間正常運轉，不致于釀成故障或事故，需要即時掌握它們的運行狀況，隨時調整工況或即時進行檢修。如輸油管道系統(tǒng)中所用的電機和輸油泵，就需要長年不間斷地運行，以保證不間斷地輸油。為保證電機和輸油泵的長時間運轉，避免出現(xiàn)故障，更需要隨時了解它們的運行狀況。為此，便出現(xiàn)了各種機械設備、熱力設備和電力設備的診斷技術，并在不斷完善和提高，旋轉機械設備的診斷技術就是其中最重要的一支。在輸油管道系統(tǒng)目前采用的是一種機泵監(jiān)控器，它可以對各種旋轉機械、熱力和電力旋轉設備的各種參數(shù)如溫度、壓力、電壓、電流、功率、轉速、振動、狀態(tài)等進行連續(xù)的監(jiān)視和控制，實現(xiàn)信號轉換、越限報警、控制輸出等功能。但由于技術上的原因，該裝置存在著檢測和控制點少，振動檢測信號采用mV信號，信號衰減和受環(huán)境干擾大，裝置由單獨的多路冗余電源供電，不但體積大，而且故障率高，因而就使整個裝置存在故障率高、設備穩(wěn)定性差、信號受環(huán)境干擾大的不足。
實用新型內容本實用新型的目的是設計一種對各種設備特別是旋轉機械設備運行狀況監(jiān)控穩(wěn)定、可靠、準確的設備監(jiān)控裝置。
本實用新型同已有技術一樣，也包括安裝于設備上的多個溫度傳感器、振動傳感器、對輸入的溫度、振動信號進行處理的主機及為主機和各傳感器供電的電源，但本實用新型的總體構成如圖1所示，是由一臺工控機與多臺主控機PLC連接，每臺主控機PLC的輸入由多種多個模塊分別接多種多個傳感器的輸出，每臺主控機PLC有開關信號DO輸出。具體如圖2所示，工控機的I/O接口由通信模塊接至每個主控機PLC的總線，每個主控機PLC的總線分別接CPU模塊、電源模塊、DO模塊、AI模塊、RTD模塊和DI模塊；主控機PLC的總線為其上有多個多種插座的背板式總線；而DO模塊的輸出接開關信號輸出電路，它與所用傳感器的種類、數(shù)量相對應，如其中的機泵溫度高或其它設備的壓力、流量、液位、轉速、電壓、電流、功率的超限報警、停機去RTU、機泵振動高報警去RTU、軸封泄漏高報警去RTU、軸封泄漏高停機去RTU、機泵溫度高去現(xiàn)場停機、軸封泄漏高停機去現(xiàn)場停機；DI模塊的輸入接多路運行狀態(tài)和軸封泄漏狀態(tài)開關量輸入，RTD模塊的輸入接多路溫度傳感器的電阻信號輸入，AI模塊的輸入接多路振動傳感器的振動信號輸入。在每個傳感器與多種多個模塊之間即開關量輸入與DI模塊之間、電阻信號輸入與RTD模塊之間、振動信號輸入與AI模塊之間加有防雷模塊。如果需遠距離傳輸，也可配以太網模塊。其中工控機采用觸摸式工控機；主控機PLC采用Control logix 5000系列；以太網模塊是1756-ENBT/A系列；通信模塊是1756-CNB系列；電源模塊是1756-PA72/B或1756-PB72/B系列；DO模塊是1756-QW16系列；AI模塊是1756-IF16系列或同類型AI輸入模塊；RTD模塊是1756-IR6I系列或同類型電阻輸入模塊；DI模塊是1756-IB16或同類型DI輸入模塊；防雷模塊是DOTH ME-5和MD-24，至于傳感器，振動傳感器為具有振動和速度傳感信號的一體化振動傳感器，溫度傳感器為PT100，泄漏傳感器為Q，機泵運行狀態(tài)傳感器為變電所的啟機繼電器觸點信號，其它電壓、電流、功率、壓力、流量、液位、轉速等傳感器為常用的即可。具體電路連接如圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9和圖10所示。其中RTD(見圖3)模塊的20個腳除Not used接2個腳外，每3個腳接一只PT100溫度傳感器，即一塊RTD可接6只溫度傳感器，如果需接的溫度傳感器數(shù)量多，就要有配套數(shù)量的RTD模塊，如接其它模擬量輸出的傳感器，像電壓、電流、功率、流量、液位、轉速等則是每2個腳接一個傳感器；DI(見圖4)模塊有4個腳接公用地GND，有16個腳接16路軸封泄漏傳感器和機泵運行狀態(tài)傳感器輸入，如軸封泄漏傳感器、機泵運行狀態(tài)傳感器、開關行程傳感器超過16路，再增加DI模塊即可；AI(見圖5)模塊除2腳是接地RTN外，每路振動傳感器輸入用2個腳，共可有16路輸入；DO(見圖6)模塊的一路輸出用2個腳，共可有16路輸出；通信模塊(見圖7)由同軸電纜接頭與其它通信模塊CNB連接；電源模塊(見圖9)安裝在機架的固定位置上，接受外電220VAC，向機架上的所有模塊提供電源。所有這些模塊以及CPU模塊(見圖8)均有與總線連接的插頭，插在總線的插座上即可。


圖1設備監(jiān)控裝置原理框圖圖2設備監(jiān)控裝置電原理圖圖3RTD/模塊連接圖圖4DI模塊連接圖圖5AI模塊連接圖圖6DO模塊連接圖圖7通信模塊連接圖圖8CPU模塊連接圖圖9電源模塊連接圖圖10以太網模塊連接圖具體實施方式
實施例.以本例對本實用新型作進一步的說明。本例是一已在慶鐵原油管線上應用成功的內用定型產品-WZJ-II型智能旋轉設備監(jiān)控裝置。裝置的電路圖如圖2，連接如圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9和圖10所示。本裝置由一臺觸摸式工控機通過通信模塊CNB與兩臺主控機PLC連接，每臺主控機PLC監(jiān)控五臺機泵組，每臺機泵組有一臺泵的泄漏傳感器1支、機泵運行狀態(tài)傳感器1支、泵溫傳感器3支、電機溫度傳感器5支、電機和泵振動傳感器各1支，總計泵的軸封泄漏傳感器共5支，機泵運行狀態(tài)傳感器5支，泵溫傳感器15支，電機溫度傳感器25支，電機和泵振動傳感器共10支；泄漏傳感器安裝于泵的軸縫處，泵溫傳感器安裝于泵的兩軸瓦和殼體上，電機溫度傳感器安裝在兩軸瓦和三相定子，振動傳感器安裝在泵軸和電機軸上。其中工控機型號為AB公司的平板機，主控機型號為Contrl logix 5000系列PLC，以太網模塊是1756-ENBT/A，通信模塊型號為1756-CNB，CPU型號為Control Logix 5000，電源模塊型號為1756-PA72/B或1756-PB72/B，DO模塊型號為1756-QW16，AI模塊型號為1756-IF16，RTD模塊型號為1756-IR6I，DI模塊型號為1756-IB16，防雷模塊型號為DOTH ME-5或MD-24，振動傳感器選用VIB-15a型一體化振動傳感器，溫度傳感器型號為PT100，泄漏傳感器型號為UQK-2型，機泵運行狀態(tài)傳感器為變電所啟機繼電器，是一種普通多功能常開繼電器。在兩臺主控機PLC總線上插入通信模塊將觸摸式工控機與兩臺主控機PLC連接；每臺主控機PLC的背板式總線上插入下列模塊插入CPU模塊和電源模塊；插入1塊DI模塊，該模塊接5個軸封泄漏傳感器輸入和5個機泵運行狀態(tài)傳感器輸入；插入7塊RTD模塊，6塊接6支溫度傳感器輸出，1塊接4支溫度傳感器輸出，共計40支溫度傳感器輸出；插入2塊AI模塊，1塊接5支電機振動傳感器輸出，另1塊接5支泵振動傳感器輸出；插入1塊DO模塊，其輸出接3路去RTU的機泵溫度高報警、機泵振動高報警、軸封泄漏高報警及2路去RTU的機泵溫度高停機、軸封泄漏高停機，另有2路接去現(xiàn)場停機的機泵溫度高停機、軸封泄漏高停機。如此構成及連接的裝置在調試好后，經泵站長時間實際使用，證明其對旋轉設備的監(jiān)控穩(wěn)定、可靠、準確，可長時間穩(wěn)定工作，報警和停機信號準確、可靠，無虛報、漏報，解決了原有監(jiān)控器故障率高、信號不穩(wěn)定、振動信號不可用、誤報該停的弊端，且人機交互界面十分友好，操作簡便、直觀，頗受操控人員歡迎。
可見，本裝置由一臺工控機可控制多臺主控機，且每臺主控機又可連接多種多個傳感器，能實現(xiàn)對大量監(jiān)控點的監(jiān)視，并經主控機實現(xiàn)報警和停機的自動操作功能?？蓮V泛應用于各種旋轉設備、熱力設備及其它電力設備運行參數(shù)如溫度、壓力、流量、液位、振動、轉速、電流、電壓、功率、運行狀態(tài)、開關行程等的連續(xù)檢測和監(jiān)控。裝置連接簡單、方便，人機交互界面友好，操作簡便、直觀。性能穩(wěn)定、可靠，監(jiān)控準確。
權利要求1.一種對旋轉設備、熱力設備和電力設備運行狀況進行監(jiān)控的設備監(jiān)控裝置，包括安裝于運行設備上的多種多個傳感器、對輸入的各種諸多信號進行處理的主機及為主機和各傳感器供電的電源，其特征是由一臺工控機與多臺主控機PLC連接，每臺主控機PLC的輸入由多種多個模塊分別接多種多個傳感器的輸出，每臺主控機PLC有開關信號DO輸出。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備監(jiān)控裝置，其特征是工控機的I/O接口由通信模塊接至每個主控機PLC的總線，每個主控機PLC的總線分別接CPU模塊、電源模塊、通訊模塊、DO模塊、AI模塊、RTD模塊和DI模塊；主控機PLC的總線為其上有多個多種插座的背板式總線；而DO模塊的輸出接開關信號輸出電路，DI模塊的輸入接輸出為開關量傳感器的輸入，RTD模塊的輸入接輸出模擬量的熱電阻信號傳感器的輸入，AI模塊的輸入接振動傳感器的振動信號輸入。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的設備監(jiān)控裝置，其特征是在每個傳感器與多種多個模塊之間即開關量輸入與DI模塊之間、模擬信號輸入與RTD模塊之間、振動信號輸入與AI模塊之間加有防雷模塊。
4.根據(jù)權利要求1或2所述的設備監(jiān)控裝置，其特征是所述工控機采用觸摸式工控機；主控機采用Control logix 5000系列；并配以1756-CNB或1756-CNRB系列通信模塊，或可再配以太網模塊1756-ENBT/A以遠傳。
5.根據(jù)權利要求1或2所述的設備監(jiān)控裝置，其特征是所述電源模塊是1756-PA72/B或1756-PB72/B系列。
6.根據(jù)權利要求2所述的設備監(jiān)控裝置，其特征是所述DO模塊是1756-QW16系列。
7.根據(jù)權利要求2所述的設備監(jiān)控裝置，其特征是所述AI模塊是1756-IF16系列或同類型AI輸入模塊。
8.根據(jù)權利要求2所述的設備監(jiān)控裝置，其特征是所述RTD模塊是1756-IR6I系列或同類型輸入模塊。
9.根據(jù)權利要求2所述的設備監(jiān)控裝置，其特征是所述DI模塊是1756-IB16或同類型DI輸入模塊。
10.根據(jù)權利要求2所述的設備監(jiān)控裝置，其特征是所述振動傳感器為具有振動和速度傳感信號的一體化振動傳感器。
專利摘要本實用新型是對運行設備的溫度、壓力、流量、液位、振動、轉速、電壓、電流、功率、運行狀態(tài)和開關行程等運行參數(shù)進行連續(xù)檢測和監(jiān)控的設備監(jiān)控裝置。它是由一臺工控機與多臺主控機PLC連接，每臺主控機PLC的輸入接多路多種傳感器的輸出，每臺主控機PLC有開關信號DO輸出。工控機的I/O接口由通信模塊接至每個主控機的總線，每個主控機的總線分別接CPU模塊、電源模塊、DO模塊、AI模塊、RTD模塊和DI模塊；而DO模塊的輸出接開關信號輸出電路，DI模塊的輸入接輸出為開關量的傳感器，RTD模塊的輸入接輸出為模擬量的傳感器，AI模塊的輸入接振動傳感器的振動信號輸入。
文檔編號G05B19/418GK2896346SQ20052014192
公開日2007年5月2日 申請日期2005年11月29日 優(yōu)先權日2005年11月29日
發(fā)明者徐毅, 宮連峰, 高梅, 杜宏, 杜麗香 申請人:中國石油天然氣股份有限公司