專利名稱：設(shè)備監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是對(duì)旋轉(zhuǎn)設(shè)備、熱力設(shè)備和電力設(shè)備特別是旋轉(zhuǎn)設(shè)備進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測、控制的設(shè)備監(jiān)控裝置。涉及機(jī)械振動(dòng)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(jī)器的動(dòng)態(tài)平衡測試技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
工業(yè)界有著大量長時(shí)間運(yùn)行的旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備、熱力設(shè)備和電力設(shè)備。為了保證這些設(shè)備能長時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn)，不致于釀成故障或事故，需要即時(shí)掌握它們的運(yùn)行狀況，隨時(shí)調(diào)整工況或即時(shí)進(jìn)行檢修。如輸油管道系統(tǒng)中所用的電機(jī)和輸油泵，就需要長年不間斷地運(yùn)行，以保證不間斷地輸油。為保證電機(jī)和輸油泵的長時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)，避免出現(xiàn)故障，更需要隨時(shí)了解它們的運(yùn)行狀況。為此，便出現(xiàn)了各種機(jī)械設(shè)備、熱力設(shè)備和電力設(shè)備的診斷技術(shù)，并在不斷完善和提高，旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備的診斷技術(shù)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(jī)泵監(jiān)控器，它可以對(duì)各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械、熱力和電力旋轉(zhuǎn)設(shè)備的各種參數(shù)如溫度、壓力、電壓、電流、功率、轉(zhuǎn)速、振動(dòng)、狀態(tài)等進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)視和控制，實(shí)現(xiàn)信號(hào)轉(zhuǎn)換、越限報(bào)警、控制輸出等功能。但由于技術(shù)上的原因，該裝置存在著檢測和控制點(diǎn)少，振動(dòng)檢測信號(hào)采用mV信號(hào)，信號(hào)衰減和受環(huán)境干擾大，裝置由單獨(dú)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(gè)裝置存在故障率高、設(shè)備穩(wěn)定性差、信號(hào)受環(huán)境干擾大的不足。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是設(shè)計(jì)一種對(duì)各種設(shè)備特別是旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀況監(jiān)控穩(wěn)定、可靠、準(zhǔn)確的設(shè)備監(jiān)控裝置。
本實(shí)用新型同已有技術(shù)一樣，也包括安裝于設(shè)備上的多個(gè)溫度傳感器、振動(dòng)傳感器、對(duì)輸入的溫度、振動(dòng)信號(hào)進(jìn)行處理的主機(jī)及為主機(jī)和各傳感器供電的電源，但本實(shí)用新型的總體構(gòu)成如圖1所示，是由一臺(tái)工控機(jī)與多臺(tái)主控機(jī)PLC連接，每臺(tái)主控機(jī)PLC的輸入由多種多個(gè)模塊分別接多種多個(gè)傳感器的輸出，每臺(tái)主控機(jī)PLC有開關(guān)信號(hào)DO輸出。具體如圖2所示，工控機(jī)的I/O接口由通信模塊接至每個(gè)主控機(jī)PLC的總線，每個(gè)主控機(jī)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(jī)PLC的總線為其上有多個(gè)多種插座的背板式總線；而DO模塊的輸出接開關(guān)信號(hào)輸出電路，它與所用傳感器的種類、數(shù)量相對(duì)應(yīng)，如其中的機(jī)泵溫度高或其它設(shè)備的壓力、流量、液位、轉(zhuǎn)速、電壓、電流、功率的超限報(bào)警、停機(jī)去RTU、機(jī)泵振動(dòng)高報(bào)警去RTU、軸封泄漏高報(bào)警去RTU、軸封泄漏高停機(jī)去RTU、機(jī)泵溫度高去現(xiàn)場停機(jī)、軸封泄漏高停機(jī)去現(xiàn)場停機(jī)；DI模塊的輸入接多路運(yùn)行狀態(tài)和軸封泄漏狀態(tài)開關(guān)量輸入，RTD模塊的輸入接多路溫度傳感器的電阻信號(hào)輸入，AI模塊的輸入接多路振動(dòng)傳感器的振動(dòng)信號(hào)輸入。在每個(gè)傳感器與多種多個(gè)模塊之間即開關(guān)量輸入與DI模塊之間、電阻信號(hào)輸入與RTD模塊之間、振動(dòng)信號(hào)輸入與AI模塊之間加有防雷模塊。如果需遠(yuǎn)距離傳輸，也可配以太網(wǎng)模塊。其中工控機(jī)采用觸摸式工控機(jī)；主控機(jī)PLC采用Control logix 5000系列；以太網(wǎng)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(dòng)傳感器為具有振動(dòng)和速度傳感信號(hào)的一體化振動(dòng)傳感器，溫度傳感器為PT100，泄漏傳感器為Q，機(jī)泵運(yùn)行狀態(tài)傳感器為變電所的啟機(jī)繼電器觸點(diǎn)信號(hào)，其它電壓、電流、功率、壓力、流量、液位、轉(zhuǎn)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(gè)腳除Not used接2個(gè)腳外，每3個(gè)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(zhuǎn)速等則是每2個(gè)腳接一個(gè)傳感器；DI(見圖4)模塊有4個(gè)腳接公用地GND，有16個(gè)腳接16路軸封泄漏傳感器和機(jī)泵運(yùn)行狀態(tài)傳感器輸入，如軸封泄漏傳感器、機(jī)泵運(yùn)行狀態(tài)傳感器、開關(guān)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(dòng)傳感器輸入用2個(gè)腳，共可有16路輸入；DO(見圖6)模塊的一路輸出用2個(gè)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(jī)架的固定位置上，接受外電220VAC，向機(jī)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(shè)備監(jiān)控裝置原理框圖圖2設(shè)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(wǎng)模塊連接圖具體實(shí)施方式
實(shí)施例.以本例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。本例是一已在慶鐵原油管線上應(yīng)用成功的內(nèi)用定型產(chǎn)品-WZJ-II型智能旋轉(zhuǎn)設(shè)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(tái)觸摸式工控機(jī)通過通信模塊CNB與兩臺(tái)主控機(jī)PLC連接，每臺(tái)主控機(jī)PLC監(jiān)控五臺(tái)機(jī)泵組，每臺(tái)機(jī)泵組有一臺(tái)泵的泄漏傳感器1支、機(jī)泵運(yùn)行狀態(tài)傳感器1支、泵溫傳感器3支、電機(jī)溫度傳感器5支、電機(jī)和泵振動(dòng)傳感器各1支，總計(jì)泵的軸封泄漏傳感器共5支，機(jī)泵運(yùn)行狀態(tài)傳感器5支，泵溫傳感器15支，電機(jī)溫度傳感器25支，電機(jī)和泵振動(dòng)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(jī)溫度傳感器安裝在兩軸瓦和三相定子，振動(dòng)傳感器安裝在泵軸和電機(jī)軸上。其中工控機(jī)型號(hào)為AB公司的平板機(jī)，主控機(jī)型號(hào)為Contrl logix 5000系列PLC，以太網(wǎng)模塊是1756-ENBT/A，通信模塊型號(hào)為1756-CNB，CPU型號(hào)為Control Logix 5000，電源模塊型號(hào)為1756-PA72/B或1756-PB72/B，DO模塊型號(hào)為1756-QW16，AI模塊型號(hào)為1756-IF16，RTD模塊型號(hào)為1756-IR6I，DI模塊型號(hào)為1756-IB16，防雷模塊型號(hào)為DOTH ME-5或MD-24，振動(dòng)傳感器選用VIB-15a型一體化振動(dòng)傳感器，溫度傳感器型號(hào)為PT100，泄漏傳感器型號(hào)為UQK-2型，機(jī)泵運(yùn)行狀態(tài)傳感器為變電所啟機(jī)繼電器，是一種普通多功能常開繼電器。在兩臺(tái)主控機(jī)PLC總線上插入通信模塊將觸摸式工控機(jī)與兩臺(tái)主控機(jī)PLC連接；每臺(tái)主控機(jī)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(gè)軸封泄漏傳感器輸入和5個(gè)機(jī)泵運(yùn)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(jì)40支溫度傳感器輸出；插入2塊AI模塊，1塊接5支電機(jī)振動(dòng)傳感器輸出，另1塊接5支泵振動(dòng)傳感器輸出；插入1塊DO模塊，其輸出接3路去RTU的機(jī)泵溫度高報(bào)警、機(jī)泵振動(dòng)高報(bào)警、軸封泄漏高報(bào)警及2路去RTU的機(jī)泵溫度高停機(jī)、軸封泄漏高停機(jī)，另有2路接去現(xiàn)場停機(jī)的機(jī)泵溫度高停機(jī)、軸封泄漏高停機(jī)。如此構(gòu)成及連接的裝置在調(diào)試好后，經(jīng)泵站長時(shí)間實(shí)際使用，證明其對(duì)旋轉(zhuǎn)設(shè)備的監(jiān)控穩(wěn)定、可靠、準(zhǔn)確，可長時(shí)間穩(wěn)定工作，報(bào)警和停機(jī)信號(hào)準(zhǔn)確、可靠，無虛報(bào)、漏報(bào)，解決了原有監(jiān)控器故障率高、信號(hào)不穩(wěn)定、振動(dòng)信號(hào)不可用、誤報(bào)該停的弊端，且人機(jī)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(tái)工控機(jī)可控制多臺(tái)主控機(jī)，且每臺(tái)主控機(jī)又可連接多種多個(gè)傳感器，能實(shí)現(xiàn)對(duì)大量監(jiān)控點(diǎn)的監(jiān)視，并經(jīng)主控機(jī)實(shí)現(xiàn)報(bào)警和停機(jī)的自動(dòng)操作功能?？蓮V泛應(yīng)用于各種旋轉(zhuǎn)設(shè)備、熱力設(shè)備及其它電力設(shè)備運(yùn)行參數(shù)如溫度、壓力、流量、液位、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、電流、電壓、功率、運(yùn)行狀態(tài)、開關(guān)行程等的連續(xù)檢測和監(jiān)控。裝置連接簡單、方便，人機(jī)交互界面友好，操作簡便、直觀。性能穩(wěn)定、可靠，監(jiān)控準(zhǔn)確。
權(quán)利要求1.一種對(duì)旋轉(zhuǎn)設(shè)備、熱力設(shè)備和電力設(shè)備運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控的設(shè)備監(jiān)控裝置，包括安裝于運(yùn)行設(shè)備上的多種多個(gè)傳感器、對(duì)輸入的各種諸多信號(hào)進(jìn)行處理的主機(jī)及為主機(jī)和各傳感器供電的電源，其特征是由一臺(tái)工控機(jī)與多臺(tái)主控機(jī)PLC連接，每臺(tái)主控機(jī)PLC的輸入由多種多個(gè)模塊分別接多種多個(gè)傳感器的輸出，每臺(tái)主控機(jī)PLC有開關(guān)信號(hào)DO輸出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備監(jiān)控裝置，其特征是工控機(jī)的I/O接口由通信模塊接至每個(gè)主控機(jī)PLC的總線，每個(gè)主控機(jī)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(jī)PLC的總線為其上有多個(gè)多種插座的背板式總線；而DO模塊的輸出接開關(guān)信號(hào)輸出電路，DI模塊的輸入接輸出為開關(guān)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(hào)傳感器的輸入，AI模塊的輸入接振動(dòng)傳感器的振動(dòng)信號(hào)輸入。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備監(jiān)控裝置，其特征是在每個(gè)傳感器與多種多個(gè)模塊之間即開關(guān)量輸入與DI模塊之間、模擬信號(hào)輸入與RTD模塊之間、振動(dòng)信號(hào)輸入與AI模塊之間加有防雷模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)備監(jiān)控裝置，其特征是所述工控機(jī)采用觸摸式工控機(jī)；主控機(jī)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(wǎng)模塊1756-ENBT/A以遠(yuǎn)傳。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的設(shè)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(quán)利要求2所述的設(shè)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(quán)利要求2所述的設(shè)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(quán)利要求2所述的設(shè)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(quán)利要求2所述的設(shè)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(quán)利要求2所述的設(shè)備監(jiān)控裝置，其特征是所述振動(dòng)傳感器為具有振動(dòng)和速度傳感信號(hào)的一體化振動(dòng)傳感器。
專利摘要本實(shí)用新型是對(duì)運(yùn)行設(shè)備的溫度、壓力、流量、液位、振動(dòng)、轉(zhuǎn)速、電壓、電流、功率、運(yùn)行狀態(tài)和開關(guān)行程等運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行連續(xù)檢測和監(jiān)控的設(shè)備監(jiān)控裝置。它是由一臺(tái)工控機(jī)與多臺(tái)主控機(jī)PLC連接，每臺(tái)主控機(jī)PLC的輸入接多路多種傳感器的輸出，每臺(tái)主控機(jī)PLC有開關(guān)信號(hào)DO輸出。工控機(jī)的I/O接口由通信模塊接至每個(gè)主控機(jī)的總線，每個(gè)主控機(jī)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(guān)信號(hào)輸出電路，DI模塊的輸入接輸出為開關(guān)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(dòng)傳感器的振動(dòng)信號(hào)輸入。
文檔編號(hào)G05B19/418GK2896346SQ20052014192
公開日2007年5月2日 申請(qǐng)日期2005年11月29日 優(yōu)先權(quán)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(qǐng)人:中國石油天然氣股份有限公司