[发明专利]嵌入式旋转机械运行监控保护装置与设置方法

说明书

技术领域

本发明涉及嵌入式仪器和设置方法，尤其是旋转机械运行状况和智能监控保护的装置与设置方法，属于机械运行状况的监测保护领域。

背景技术

许多大型旋转机械，主要包括汽轮机、水轮机、发电机、电动机、压缩机、涡轮机、离心泵等，是石化、电力、冶金、煤炭、核能等行业中的关键设备。机械运行中经常由于强度、结构、振动、控制的可靠性以及材料与工艺等原因引起设备运行故障甚至损坏而造成严重损失。对旋转设备的监测和保护已成为安全生产和保障企业经济效益的关键措施。因此大型旋转机械状态监测技术研究被列为国家重点攻关项目。

随着测试技术、信号处理技术、计算机技术的发展，机械设备的运行状态监测、诊断技术的研究在发达国家已经做的非常深入。特别是九十年代以来，各种微处理器、可对海量数据进行高速处理的专用芯片，以极高的性价比大量进入各种状态监测应用。

CN1801020嵌入式现场总线协议接口装置和实现方法，将仪表或设备与PROFBUS总线连接，实现Profibus现场总线中DP从站的通讯功能。该接口模块一端通过双口RAM、或TTL电平的异步串行口，与8位或16位微处理器为智能控制器交换数据，可嵌入智能仪表设备的电路。另一端是标准Profibus-DP从站接口，使设备或仪表作为Profibus-DP从站接入总线与其他设备通讯。本发明用于高速、运动控制装置的Profibus接口，如变频器、伺服定位控制器等，或用于变频器、电机启动保护装置、高低压电器、现场测量设备及仪表等。

CN1545259分布系统的性能测量数据采集方法，包括以下处理步骤：第一步：主从处理机初始化；第二步：主处理机开始采集性能数据并分别向各从处理机发送采集命令；第三步：各从处理机采集性能数据并组包向主处理机发送；第四步：主处理机备份本周期的所有采样数据，并将统一缓冲区清零，开始下一周期的测量计数；第五步：若主处理机上的向后台上报定时器T3超时，则主处理机对T3周期内的所有采样数据进行统计计算后发送到后台，再转到第二步，否则直接转到第二步。提高了嵌入式分布系统的稳定性、数据传输的可靠性，降低了对其他业务模块的影响。

旋转机械的监测保护以传感器技术和动态测试技术为基础，以信号处理技术为手段的常规技术发展阶段，它随着传感器技术，电子技术的发展，基本解决了振动、噪声、力、温度、电、磁、光等多种信号的采集与处理。并已在工程中得到了应用。

典型的状态监测方式看，主要有下述几种：(1离线定期监测方式。测试人员定期到现场用规定的单个传感器依次对各测点进行测试、记录，数据处理在专用计算机上或是在便携式内置微处理器的仪器上完成。这是当前进口监测仪器普遍采用的方式。采用该方式，测试系统简单，但是需要专人操作；由于是离线定期监测，不能实时处理故障。(2在线检测、离线分析的监测方式。亦称主从机监测方式，在被监测设备上的安装多个传感器，由现场从机系统进行各测点的数据采集和处理，在主机系统上由专业人员进行分析和判断。近年来在大型旋转机械上多采用的这种方式。相对第一种方式，该方式免去了更换测点的麻烦，并能进行实时监测和报警。但是数据分析和判断不能实时处理，而且分析和诊断需要专业人员承担。第2种监测方式的产品主要体现在：市场上已有的监测产品多采用8位或者16位处理器或PLC，如中国专利200520072551.5  旋转机械在线监测保护装置提出了增加通道的PLC显示与控制装置，每路信号均设有独立的恒流输出及实时信号输出TMD，包括转速传感器、电涡流传感器、位移传感器、振动传感器，并设有相应转速信号处理电路、轴向位移信号处理电路及相应A/D转换电路、振动信号处理电路及相应A/D转换电路、行程信号处理电路及相应A/D转换电路。转速传感器连接转速信号处理电路，处理电路经计数电路连接PLC输入口，电涡流传感器的输出连接轴向位移信号处理电路，轴向位移信号处理电路中包括一差分放大器，传感器信号连接差分放大器的一输入端，差分放大电路的负输入端接可调分压电路，位移传感器连接行程信号处理电路，并设有触摸屏显示控制器，触摸屏显示控制器与PLC微处理器的接口相连接。因为处理器速度、性能、不支持操作系统等原因，监测装置的各个监测通道的工作不能统一管理，分析和判断。虽然可以进行数据采集和RS485通信，但不具备远程通信，数据管理的功能。不能支持在线故障分析系统。同样由于处理器性能低，不能支持图形显示，导致易操作性能不够好。