專利名稱：旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，尤其是用于對(duì)大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的在線監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置。
背景技術(shù)：
大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械如汽輪機(jī)、發(fā)電機(jī)的主要工藝量有負(fù)荷、偏心、軸位移、脹差、軸承溫度等。監(jiān)測(cè)機(jī)組的工藝參數(shù)對(duì)汽輪機(jī)而言包括負(fù)荷、偏心、軸位移、脹差、熱膨脹、主汽溫、主汽壓、再熱汽壓力、再熱汽溫度、軸承鎢金溫度、軸承回油溫度、缸溫、推力瓦溫；真空、氫壓、勵(lì)磁電壓、勵(lì)磁電流等運(yùn)行數(shù)據(jù)，對(duì)其機(jī)組鍵相、振動(dòng)波形頻譜、軸位移以及故障頻率特征值等等進(jìn)行記錄、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，超過(guò)臨界值時(shí)報(bào)警，并通過(guò)中央處理器進(jìn)行統(tǒng)一的數(shù)據(jù)管理，從而保證設(shè)備的正常工作，對(duì)大型旋轉(zhuǎn)機(jī)械的在線監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置尤其必需。
但現(xiàn)有的旋轉(zhuǎn)機(jī)械監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置的傳感器通道仍有待增加，設(shè)備的設(shè)置和操作面板也需要完善，還需要在線監(jiān)測(cè)，對(duì)硬件和軟件的擴(kuò)展性要求高，發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)置完善的傳感器通道，每路信號(hào)均設(shè)有獨(dú)立的恒流輸出及實(shí)時(shí)信號(hào)輸出(TMD)，設(shè)備的設(shè)置和操作面板功能加強(qiáng)，并設(shè)有通訊接口。能根據(jù)用戶需求進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，并能實(shí)時(shí)傳輸給遠(yuǎn)程中心數(shù)據(jù)庫(kù)。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，包括轉(zhuǎn)速傳感器、電渦流傳感器、位移傳感器、振動(dòng)傳感器，并設(shè)有相應(yīng)轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路、軸向位移信號(hào)處理電路及相應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換電路、振動(dòng)信號(hào)處理電路及相應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換電路、行程信號(hào)處理電路及相應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換電路。轉(zhuǎn)速傳感器連接轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路，處理電路經(jīng)計(jì)數(shù)電路連接PLC輸入口，電渦流傳感器的輸出連接軸向位移信號(hào)處理電路，軸向位移信號(hào)處理電路中包括一差分放大器，傳感器信號(hào)連接差分放大器的一輸入端，差分放大電路的負(fù)輸入端接可調(diào)分壓電路，位移傳感器連接行程信號(hào)處理電路，并設(shè)有觸摸屏顯示控制器，觸摸屏顯示控制器與PLC微處理器的接口相連接。
所述可調(diào)分壓電路的可調(diào)電壓范圍在-2.5V～+2.5V之間。
本實(shí)用新型的改進(jìn)是PLC微處理器連接通訊芯片電路，由通訊芯片連接上位PC。
PLC微處理器輸出接口有電流輸出、繼電器輸出、TDM輸出，通訊接口、打印機(jī)等。
本實(shí)用新型的特點(diǎn)是具有完善的設(shè)備的設(shè)置和操作面板功能，傳感器通道完備，每路信號(hào)均設(shè)有獨(dú)立的恒流輸出及實(shí)時(shí)信號(hào)輸出(TMD)，并設(shè)有通訊接口。能根據(jù)用戶需求進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)，并可以實(shí)時(shí)傳輸給遠(yuǎn)程中心數(shù)據(jù)庫(kù)。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)框圖圖2為本實(shí)用新型轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路圖3為本實(shí)用新型軸向位移信號(hào)處理電路圖4為本實(shí)用新型振動(dòng)信號(hào)處理電路圖5為本實(shí)用新型行程信號(hào)處理電路圖6為本實(shí)用新型振動(dòng)TDM輸出電路圖7為本實(shí)用新型通訊電路具體實(shí)施方式
圖1所示，數(shù)字矩陣觸摸屏采用深圳公司產(chǎn)品。其結(jié)構(gòu)為ITO PET薄膜和ITO玻璃的合成。根據(jù)引出線的不同分為分立式(即引出線分別在玻璃和薄膜面上)和單面式(即引出線僅在玻璃上或薄膜上)。操作方法可用手指點(diǎn)觸或用各種輸入筆點(diǎn)觸。一般小尺寸為四線電阻式。工作原理主要是當(dāng)觸點(diǎn)受壓時(shí)，上下兩個(gè)ITO線路接通后，通過(guò)兩端采集到的電壓模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。亦可以根據(jù)觸摸點(diǎn)線性電阻的特點(diǎn)，計(jì)算出相應(yīng)的位置，從而驅(qū)動(dòng)該點(diǎn)顯示，PLC通過(guò)自身485端口與觸摸屏對(duì)應(yīng)的485接口相連接，如圖7所示。
典型(但不限于此型號(hào))的PLC微處理器型號(hào)為CPU226。
圖2中轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)輸入通過(guò)3DJ7G把信號(hào)放大并經(jīng)比較器LM311轉(zhuǎn)換成方波后輸入光藕，光藕的輸出連接PLC計(jì)數(shù)器。
轉(zhuǎn)速傳感器采用霍爾或雙霍爾傳感器，電渦流傳感器型號(hào)(CWY-DO)、位移傳感器型號(hào)(TD-1、TD-2、TDZ-1、UT-81)、振動(dòng)傳感器型號(hào)(ZHJ-2)、轉(zhuǎn)速傳感器型號(hào)(CS-1、CS-3)。
圖3中電渦流傳感器的輸出Ein連接軸向位移信號(hào)處理電路，軸向位移信號(hào)處理電路中包括一差分放大器LM358，傳感器信號(hào)Ein連接差分放大器的一輸入端，差分放大電路的負(fù)輸入端接可調(diào)分壓電路，可調(diào)電壓范圍在-2.5V～+2.5V之間。輸出至EM231。
圖4中振動(dòng)信號(hào)處理電路振動(dòng)傳感器信號(hào)V1通過(guò)積分電路實(shí)現(xiàn)低通濾波隔離高頻信號(hào)，再經(jīng)放大電路放大信號(hào)，最后通過(guò)線性整流電路轉(zhuǎn)變成直流信號(hào)送PLC的A/D模塊處理EM231。
圖5行程信號(hào)處理電路中NE555電路產(chǎn)生1000Hz的激勵(lì)電壓給行程傳感器內(nèi)部的兩組線圈，通過(guò)傳感器鐵心的移動(dòng)使得傳感器的兩組線圈上的電壓差改變，得到行程信號(hào)輸入A、B，圖中LA、LB，再通過(guò)二極管和電容的整流濾波形成直流信號(hào)送運(yùn)算放大電路處理，最后送PLC的A/D模塊處理。輸出至EM231。
圖6振動(dòng)TDM輸出電路把振動(dòng)傳感器信號(hào)通過(guò)電壓跟隨電路輸出。
圖7所示，通過(guò)485通訊電路，可以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)診斷，遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)中心網(wǎng)站就可以“隨時(shí)、隨地、實(shí)時(shí)”地得到所需要的機(jī)組管理信息以及機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)?？梢哉嬲龑?shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組的遠(yuǎn)程專家會(huì)診。
TDM輸出是指電機(jī)組的主輔機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)和故障診斷系統(tǒng)(TDM)，通過(guò)儀表硬連線接入工藝量信號(hào)的端口，標(biāo)準(zhǔn)為4-20ma或1-5V。具備專用的MODBUS通訊模塊，可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)通訊協(xié)議(RTU)，從PLC系統(tǒng)中獲取各種工藝量。通訊鏈路為RS485，通訊距離在2公里內(nèi)。也可以提供工藝量數(shù)據(jù)庫(kù)的標(biāo)準(zhǔn)接口，或通過(guò)TCP/IP協(xié)議從數(shù)據(jù)庫(kù)讀取數(shù)據(jù)。
故障診斷功能包括通過(guò)PLC和上位機(jī)軟件處理給出針對(duì)故障診斷及管理方面需求，本實(shí)用新型可提供多種專家遠(yuǎn)程在線會(huì)診功能，建立了故障診斷案例庫(kù)，并提供了多種設(shè)備管理、交流和學(xué)習(xí)功能；常規(guī)圖譜單值棒圖、多值棒圖、軸心軌跡圖、波形頻譜圖、軸心位置圖、極坐標(biāo)圖、振動(dòng)趨勢(shì)圖、過(guò)程振動(dòng)趨勢(shì)圖、全息譜圖、起停機(jī)專用圖譜轉(zhuǎn)速時(shí)間圖、波德圖、奈奎斯特圖、頻譜瀑布圖、級(jí)聯(lián)圖、統(tǒng)計(jì)報(bào)表及日記機(jī)組狀態(tài)列表、振動(dòng)參數(shù)列表、過(guò)程量參數(shù)表、診斷幫助分析功能可以診斷機(jī)組的各種常見故障，如轉(zhuǎn)子不平衡、轉(zhuǎn)子不對(duì)中、轉(zhuǎn)子碰摩、油膜振蕩、軸彎曲、汽流激振、軸瓦松動(dòng)、部件脫落、部件摩損、潤(rùn)滑不良等。
電流輸出EM232 PLC模塊(功能輸出4～20mA電流送DCS系統(tǒng))繼電器輸出CPU226自帶繼電器輸出(功能控制外部設(shè)備)。
權(quán)利要求1.旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，包括轉(zhuǎn)速傳感器、電渦流傳感器、位移傳感器、振動(dòng)傳感器，并設(shè)有相應(yīng)轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路、軸向位移信號(hào)處理電路及相應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換電路、振動(dòng)信號(hào)處理電路及相應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換電路、行程信號(hào)處理電路及相應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換電路、轉(zhuǎn)速傳感器連接轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路，處理電路經(jīng)計(jì)數(shù)電路連接PLC輸入口，電渦流傳感器的輸出連接軸向位移信號(hào)處理電路，軸向位移信號(hào)處理電路中包括一差分放大器，傳感器信號(hào)連接差分放大器的一輸入端，差分放大電路的負(fù)輸入端接可調(diào)分壓電路，位移傳感器連接行程信號(hào)處理電路，其特征是設(shè)有觸摸屏顯示控制器，觸摸屏顯示控制器與PLC微處理器的接口相連接。
2.由權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，其特征是PLC微處理器連接通訊芯片電路，由通訊芯片連接上位PC。
3.由權(quán)利要求1所述的旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，其特征是PLC微處理器輸出接口接有電流輸出、繼電器輸出。
專利摘要旋轉(zhuǎn)機(jī)械在線監(jiān)測(cè)保護(hù)裝置，包括轉(zhuǎn)速傳感器、電渦流傳感器、位移傳感器、振動(dòng)傳感器，并設(shè)有相應(yīng)轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路、軸向位移信號(hào)處理電路及相應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換電路、振動(dòng)信號(hào)處理電路及相應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換電路、行程信號(hào)處理電路及相應(yīng)A/D轉(zhuǎn)換電路、轉(zhuǎn)速傳感器連接轉(zhuǎn)速信號(hào)處理電路，處理電路經(jīng)計(jì)數(shù)電路連接PLC輸入口，電渦流傳感器的輸出連接軸向位移信號(hào)處理電路，位移傳感器連接行程信號(hào)處理電路，設(shè)有觸摸屏顯示控制器，觸摸屏顯示控制器與PLC微處理器的接口相連接。本實(shí)用新型具有完善的設(shè)備的設(shè)置和操作面板功能，傳感器通道完備。
文檔編號(hào)G01M99/00GK2811952SQ20052007255
公開日2006年8月30日 申請(qǐng)日期2005年6月13日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月13日
發(fā)明者夏惠興 申請(qǐng)人:夏惠興