专利名称：集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法
技术领域：
本发明涉及集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法，主要应用于核燃料厂国产气体离心机转速及摩擦功耗测量技术领域。
背景技术：
核燃料浓缩厂的主设备主要是气体离心机、辅助设备和连接设备的工艺管道。商业化的核燃料厂气体离心机大约有几万到十几万台。监测气体离心机的工作状态，就是要测量气体离心机转子的转速，通过转速判断气体离心机的工作状态是否正常，并发出报警和事故保护信号，自动或手动采取相应的工艺措施，保护气体离心机免遭损坏。因此，气体离心机转速及摩擦功耗的测量系统是离心工厂工艺过程测控系统最主要的部分之一。目前，气体离心机转速及摩擦功耗测量方法大多是采用“就地检测站”和“中央控制室”两部分组成。“就地检测站”控制选择传感器的输入通道，并对输入的频率信号进行定时计数，计算出频率的数字量，再根据设定的门限值分析处理，形成报警信号和事故保护信号，经过逻辑设备送到“中央控制室”。“中央控制室”用于实现工艺运行人员选择气体离心机转速测量系统的控制检测方式，监视气体离心机的工作状态。将频率的数字信息存储、 打印。选择气体离心机的特定工作方式，进行频率测量，按照计算气体离心机摩擦功耗的数学模型计算气体离心机的摩擦功耗等。目前，现有的气体离心机转速及摩擦功耗测量方法，均存在以下缺点1、技术水平低，故障率高。进口的这套系统所采用的电子元器件，大多数相当于我国70年代以前的产品。元器件的集成度低、失效率高，尤其是多路模拟开关，平均每星期要坏3 4个。计算机设备只相当于美国60年代的技术水平，故障率高，买不到备品备件，维修困难。2、测量误差大。由于从气体离心机转速传感器到“就地检测站”之间的信号为频率信号传输，采用的模拟量传输，距离长，信号衰减大，尤其是在低频段，导致测量误差大。3、抗干扰能力差。由于频率信号传输距离长，容易受到现场电磁辐射干扰，造成测量失效。4、测量的周期长，实时性差。现有的“就地检测站”一般可以检测1个区断的气体离心机，包括8个截断组、12个装架，每个装架20台气体离心机，共约1920台气体离心机。 这样一来将1920台气体离心机循环测量一遍的测量周期就比较长，实时性差，不能及时发现故障的气体离心机。5、占用空间大，安装比较麻烦，成本比较高。现有的“就地检测站”大多采用柜体结构，占用空间大。每台“就地检测站”可以测量1920台气体离心机。十几万台的气体离心机约需几十台“就地检测站”，需占用很大的空间才能安装使用。

发明内容
本发明提供的集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法，主要解决了现有气体离心机转速及摩擦功耗测量方法技术水平低、故障率高、测量误差大、抗干扰能力差、测量的周期长、实时性差、占用空间大、安装困难、成本高等缺点。本发明的具体技术解决方案如下该集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法，包括以下步骤1]数据采集将20台离心机设置于一个装架内，装架上设置有采集终端，采集终端与装架内所安装的离心机连接，并对离心机的频率信号进行采集；2]数据传输2.1]数据分析采集终端将采集的离心机的频率信号传输至嵌入式系统，嵌入式系统计算得出各离心机的转速后，与设定的门限值进行对比，确定离心机的工作状态；所述离心机的工作状态包括离心机正常、离心机失步、离心机损坏；2. 报警根据步骤2. 1所得的离心机工作状态，确定是否生成单台失步、单台损机信号， 成组失步信号、成组损机信号、事故保护和故障信号，执行事故保护和命令或报警信号；成组失步信号、成组损机信号是根据失步的离心机数量和区域、损坏离心机的数量和区域确定；3]上位机交互将步骤2中嵌入式系统生成的信号传输至上位机，通过上位机显示各气体离心机的频率和单台失步、单台损机信号、成组失步、成组损机、事故保护、故障信号、执行事故保护的命令和报警信号；同时控制系统对损坏或失步的离心机进行屏蔽，解除维修完成的离心机的屏蔽。上述步骤1中，以一个装架内设置20台离心机为佳。上述采集终端包括模拟开关、微处理器、总线接口、地址设置和电源；模拟开关用于选择多台气体离心机的频率信号；微处理器用于测量气体离心机的频率值，并计算出转速值连同设置的地址码通过总线接口发送给嵌入式系统；总线接口用于接口电平的转换； 地址设置用于设置装架内多台气体离心机的地址，便于嵌入式系统识别频率值及转速值和气体离心机的对应关系；电源用于给采集终端内部的电路供电。上述采集终端的微处理器一般采用单片机、DSP微处理器或ARM微处理器；嵌入式系统一般采用DSP微处理器、ARM微处理器或嵌入式计算机。上述嵌入式系统与上位机一般通过工业以太网总线方式进行通信；采集终端与嵌入式系统一般通过CAN总线或以太网线方式进行通信。本发明的优点在于1、本发明提供的集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法的技术水平比较高， 采用了目前一些先进地微处理器或嵌入式系统技术和总线通信技术。2、本发明提供的集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法的测量误差小。因为本发明提供的采集终端直接安装在装架上，气体离心机的频率信号传输距离短，信号衰减小，所以测量误差小。3、本发明提供的集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法的抗干扰能力强。因为本发明提供的采集终端直接安装在装架上，气体离心机的频率信号传输距离短，受到现场电磁辐射干扰就会小，因而抗干扰能力强。4、本发明提供的集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法的测量的周期短，实时性好。因为本发明提供的采集终端只测量1个装架20台气体离心机的频率信号，测量的周期短，同时采用高速的总线方式向上传输，实时性好。5、本发明提供的集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法的占用空间小，安装比较简单，成本比较低；其中采集终端体积比较小可以直接安装在装架上，占用空间小，安装比较简单；本发明提供的嵌入式系统可以不采用柜体结构，也可以减小体积，同时降低成本。


图1为本发明集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法示意图；图2为本发明采集终端组成示意图。
具体实施例方式该集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法，包括以下步骤1]数据采集一个装架内，一般为20台离心机，装架上设置有采集终端，采集终端与装架内所安装的离心机连接，并对离心机的频率信号进行采集；采集终端包括模拟开关、微处理器、总线接口、地址设置和电源；模拟开关用于选择多台气体离心机的频率信号；微处理器用于测量气体离心机的频率值，并计算出转速值连同设置的地址码通过总线接口发送给嵌入式系统；总线接口用于接口电平的转换；地址设置用于设置装架内多台气体离心机的地址，便于嵌入式系统识别频率值及转速值和气体离心机的对应关系；电源用于给采集终端内部的电路供电；采集终端的微处理器一般采用单片机、DSP微处理器或ARM微处理器；2]数据传输2. 1]数据分析采集终端将采集的离心机的频率信号传输至嵌入式系统，采集终端与嵌入式系统一般通过CAN总线或以太网线方式进行通信；嵌入式系统计算得出各离心机的转速后，与设定的门限值进行对比，确定离心机的工作状态；所述离心机的工作状态包括离心机正常、 离心机失步、离心机损坏；嵌入式系统3 —般采用DSP微处理器、ARM微处理器或嵌入式计算机；2. 报警根据步骤2. 1所得的离心机工作状态，确定是否生成单台失步、单台损机信号， 成组失步信号、成组损机信号、事故保护和故障信号，执行事故保护和命令或报警信号；成组失步信号、成组损机信号是根据失步的离心机数量和区域、损坏离心机的数量和区域确定；3]上位机交互将步骤2中嵌入式系统生成的信号传输至上位机，嵌入式系统与上位机一般通过工业以太网总线方式进行通信；通过上位机显示各气体离心机的频率和单台失步、单台损机信号、成组失步、成组损机、事故保护、故障信号、执行事故保护的命令和报警信号；同时控制系统对损坏或失步的离心机进行屏蔽，解除维修完成的离心机的屏蔽。以下结合实施例对本发明进行详，如图1、图2所示由上位机1和上位机2组成中央控制室，上位机1和上位机2并行工作且用工业控制计算机来实现，同时上位机还可以由两台扩展到四台；上位机1或上位机2的自动或手动依次接通嵌入式系统3，其具备了气体离心机进行单台频率测量、区段频率测量、摩擦功耗测量、历史信息记录查询并打印等功能，如果气体离心机出现单台失步、单台损坏、成组失步、成组损坏、电源故障、通信中断等故障可以进行报警；通过地址码识别显示各气体离心机的频率和单台失步、单台损机信号、成组失步、成组损机、事故保护、故障信号、执行事故保护的命令和报警信号等；还可以对各气体离心机屏蔽或解除屏蔽；存储和打印各气体离心机频率。由嵌入式系统3和采集终端4组成就地检测站，嵌入式系统3可以和多个采集终端4组网，采用CAN总线或以太网线方式进行通信。上位机1及上位机2可以和多个嵌入式系统3组网，采用工业以太网总线方式进行通信。嵌入式系统3可以用DSP微处理器、ARM微处理器或嵌入式计算机来实现。嵌入式系统3的功能是自动地将所有采集终端4采集的频率值收集上来，计算出转速值，再根据设定的转速门限值分析处理，形成单台失步、单台损机信号，成组失步、成组损机、事故保护和故障信号，执行事故保护的命令、报警信号等，还可以自动计算离心机的摩擦功耗。并将收集的频率值、转速值、形成的信号、计算出的摩擦功耗等进行就地显示，还可以发送到“中央控制室”的上位机1和上位机2。采集终端4可以采集1个装架20台气体离心机的频率信号，且采集终端4直接安装在装架上面，信号传输距离短，抗干扰能力强，安装简单、方便，节约空间，降低成本。采集终端4由模拟开关1、微处理器2、总线接口 3、地址设置4及电源5组成，见附图2。模拟开关1用于选择20台气体离心机的频率信号；微处理器2用于测量气体离心机的频率值，并计算出转速值连同设置的地址码通过总线接口发送给嵌入式系统，微处理器2 可以用单片机、DSP微处理器或ARM微处理器来实现；总线接口 3用于接口电平的转换，可以是CAN总线或以太网线方式；地址设置4用于设置1个装架20台气体离心机的地址，便于嵌入式系统3识别频率值及转速值和气体离心机的对应关系；电源5用于给采集终端内部的电路供电。气体离心机的频率值在正常运转时是9300Hz，转速是1550转/分，采集终端4采集到20台气体离心机的频率信号后，读取本采集终端的地址，如01#，对应装架01#，组帧如下
权利要求
1.一种集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法，其特殊之处在于，包括以下步骤1]数据采集将至少2台离心机设置于一个装架内，装架上设置有采集终端，采集终端与装架内所安装的离心机连接，并对离心机的频率信号进行采集；2]数据传输
2.1]数据分析采集终端将采集的离心机的频率信号传输至嵌入式系统，嵌入式系统计算得出各离心机的转速后，与设定的门限值进行对比，确定离心机的工作状态；所述离心机的工作状态包括离心机正常、离心机失步、离心机损坏；2. 2]报警根据步骤2. 1所得的离心机工作状态，确定是否生成单台失步、单台损机信号，成组失步信号、成组损机信号、事故保护和故障信号，执行事故保护和命令或报警信号；成组失步信号、成组损机信号是根据失步的离心机数量和区域、损坏离心机的数量和区域确定；3]上位机交互将步骤2中嵌入式系统生成的信号传输至上位机，通过上位机显示各气体离心机的频率和单台失步、单台损机信号、成组失步、成组损机、事故保护、故障信号、执行事故保护的命令和报警信号；同时控制系统对损坏或失步的离心机进行屏蔽，解除维修完成的离心机的屏蔽。2.根据权利要求1所述的集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法，其特征在于 所述步骤1中，一个装架内设置20台离心机。
3.根据权利要求2所述的集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法，其特征在于 所述采集终端包括模拟开关、微处理器、总线接口、地址设置和电源；模拟开关用于选择多台气体离心机的频率信号；微处理器用于测量气体离心机的频率值，并计算出转速值连同设置的地址码通过总线接口发送给嵌入式系统；总线接口用于接口电平的转换；地址设置用于设置装架内多台气体离心机的地址，便于嵌入式系统识别频率值及转速值和气体离心机的对应关系；电源用于给采集终端内部的电路供电。
4.根据权利要求3所述的集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法，其特征在于 所述上述采集终端的微处理器是单片机、DSP微处理器或ARM微处理器；嵌入式系统是DSP 微处理器、ARM微处理器或嵌入式计算机。
5.根据权利要求4所述的集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法，其特征在于 所述嵌入式系统与上位机是通过工业以太网总线方式进行通信；采集终端与嵌入式系统是通过CAN总线或以太网线方式进行通信。
全文摘要
本发明涉及一种集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法，主要应用于核燃料厂国产气体离心机转速及摩擦功耗测量技术领域。主要解决了现有集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法技术水平低，故障率高；测量误差大；抗干扰能力差；测量的周期长，实时性差；占用空间大，安装比较麻烦，成本比较高等缺点。该集散装架型离心机转速及摩擦功耗测量方法，由上位机1和上位机2、嵌入式系统3和采集终端4等组成。
文档编号G01M99/00GK102353803SQ20111015053
公开日2012年2月15日 申请日期2011年6月7日 优先权日2011年6月7日
发明者朱奖励, 贾党平 申请人:陕西精进测控设备有限公司