专利名称：一种4通道涡流式监视模件的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽轮机安全在线监视模块，具体地说是一种4通道涡流式监视模 件。
背景技术：
汽轮发电机是电力行业的关键设备，一旦发生故障，造成的损失非常严重。汽轮 机监视仪表(TSI)在机组启停和正常运行中，实时监测转子\轴承振动、偏心、轴向位移、胀 差、缸差、转速等参数，并提供超限、停机保护等功能，对汽轮机组的安全运行起着重要的作 用，已成为汽轮机组必不可少的关键设备之一。随着机组容量的增大，自动化程度的提高，对机组安全监视保护的要求也越来越 高。TSI就由原来的机械式、模拟电子式单元仪表发展到集信号采集、显示、记录、分析、控制 与一身的计算机系统。目前电厂应用的TSI装置多为4U\6U机箱式结构，这种TSI装置与 电厂的DEH、DCS系统独立，需要单独的机柜放在电厂的控制室中。这种机箱式的TSI装置 一般自身可以输出报警和停机DO信号，与外部系统信号传递则均为标准的4-20mA电流。

发明内容
为了克服传统TSI装置的缺点，本发明的目的是提供一种4通道涡流式监视模件， 该监视模件可靠性高，功能灵活，完全融合于DEH、DCS系统中，与普通的IO模件一起使用构 成一个完整的TSI系统，不需要再配置独立的TSI机柜。本发明的目的是通过以下技术方案来实现的
一种4通道涡流式监视模件，其特征在于该监视模件包括双层数据冗余接口、信号采 集检测接口和主CPU处理器；信号采集检测接口采集现场电涡流传感器检测的信号并传送 给模件主CPU处理器；模件主CPU处理器通过双层数据冗余接口与主站DPU连接并进行数 据交换。本发明中，所述信号采集检测接口包括采集四路现场电涡流传感器信号的第一通 道、第二通道、第三通道和第四通道，其中第一通道、第二通道采集检测汽轮机振动、位移信 号，第三通道采集检测汽轮机偏心信号，第四通道采集检测键相信号。在第一通道、第二通 道、第三通道和第四通道中均设有自动检测外部电涡流传感器断线或损坏故障的传感器OK 检测电路。信号采集检测接口中，测量汽轮机偏心峰峰值时，汽轮机旋转周期通过键相信号 获得或由主站DPU通过双层数据冗余接口直接输入得到。本发明中双层数据冗余接口采用高速的串行总线，采用双总线并行工作方式，实 现冗余的数据传输，当其中一条通讯总线由于发生意外而出现故障时，整个系统的数据传 输通道仍能正常畅通。本发明所述信号采集检测接口，一共可以接收4通道电涡流传感器检测的信号， 并对每通道的电涡流传感器提供-24V电源。第一、二通道主要用于检测汽轮机的转子振动、轴向位移、胀差信号；第三通道主要用于检测汽轮机转子的偏心；第四通道主要用于检 测汽轮机键相信号。第一、二、三通道采集电路采用高精度电子元器件和高速AD，保证信号 的采集精度。每个通道对电涡流传感器均可以实现灵敏度线性校正。每个通道都含有传感 器OK检测电路，可以随时检测到传感器的断线或损坏，并提供报警信息。本发明所述模件主CPU处理器采用低功耗、工业级处理器芯片，完成模件所有的 运算和控制逻辑。与传统TSI相比，本发明具有如下优点
(1)采用双总线并行工作方式，实现冗余的数据传输。(2)内部无任何机械电位器式的调整手段，所有功能都可在模件主CPU处理器中 设置，可选择不同的报警和停机值。(3)可接入4路电涡流传感器，整个模件可以检测汽轮机转子振动、轴向位移、胀 差、偏心、键相等信号，包括TSI系统中所有电涡流传感器能检测到的信号。(4)当需要测量偏心峰峰值时，汽轮机转子旋转周期既可以由第四通道键相信号 提供也可以由DPU通过双层数据冗余接口下发的数据得到，保证了小机组中没有键相信号 也可以测量转子偏心峰峰值。(5)具有电涡流传感器OK检测电路，并提供传感器损坏报警信号。(6)模件内部针对电涡流传感器线灵敏度进行线性校正。(7)完善的自诊断功能，可通过通讯口监视到卡件内部的各种工作状态。本发明作为通讯从站，采集现场汽轮机的各种振动、位移等参数通过双层数据冗 余接口直接与DPU通讯，避免了传统的TSI装置4-20mA电流连接。同时本发明完全集成于 DEH、DCS系统中，与普通的IO模件一样共享通讯总线和电源系统，不需要再配置独立的TSI 机柜。


图1是本发明的结构示意图2是采用本发明构成的TSI系统框图。
具体实施例方式一种本发明所述的4通道涡流式监视模件，见图1，该监视模件包括双层数据冗余 接口 1、信号采集检测接口 2和主CPU处理器3，双层数据冗余接口 1完成主站DPU 4与模 件主CPU处理器3之间数据交换；信号采集检测接口 2是将现场电涡流传感器检测的位移、 振动、偏心、键相等信号采集并送至模件主CPU处理器3运算；双层数据冗余接口 1完成主 站DPU 4与模件主CPU处理器3之间的数据交换。具体说明如下
1、采用双总线并行工作方式，实现冗余的数据传输。由于本模件要将采集到的现场汽轮机运行各种参数通过数据传输通道送给控制 系统的主控单元进行处理，同时又要把主控单元的各种配置和控制命令通过数据传输通道 参与本模件逻辑运算。所以数据传输通道的可靠性非常重要，本模件采用了双通讯总线的 设计，两条通讯总线并行工作。当其中一条通讯总线由于发生意外而出现故障时，整个系统 的数据传输通道仍能正常畅通，同时对出现的其中一条总线故障进行报警提示。同时数据通讯接口具有超时发送限制电路，可防止不正常的数据包将总线嵌位。2、电涡流传感器信号检测电路。本模件可以同时采集4通道的电涡流传感器信号，设计的4个通道接收的参数基 本覆盖了 TSI系统中电涡流传感器能检测到的所有信号。每个通道均可提供-24V电源给 电涡流传感器前置器供电，每通道均设置传感器OK检测电路，随时跟踪传感器故障。主CPU 处理器中可以设置被测传感器灵敏度，以满足不同传感器类型的要求。在主CPU处理器中 还可进行传感器灵敏度线性校正。图2是采用本发明构成的TSI系统框图。本发明内部采用高精度、低温漂电子元 器件，避免了电路的时漂和温漂问题，确保了在恶劣的工业环境中能长期可靠运行。内部无 任何机械电位器式的调整手段，完善的自诊断和传感器线性校正功能，可通过通讯口监视 到模件内部的各种工作状态。
权利要求
1.一种4通道涡流式监视模件，其特征在于该监视模件包括双层数据冗余接口(1)、 信号采集检测接口(2)和主CPU处理器(3);信号采集检测接口(2)采集现场电涡流传感器 检测的信号并传送给模件主CPU处理器(3);模件主CPU处理器(3)通过双层数据冗余接口 (1)与主站DPU (4)连接并进行数据交换。
2.根据权利要求1所述的4通道涡流式监视模件，其特征在于所述信号采集检测 接口(2)包括采集四路现场电涡流传感器信号的第一通道(21)、第二通道(22)、第三通道 (23)和第四通道(24)，其中第一通道(21)、第二通道(22)采集检测汽轮机振动、位移信号， 第三通道(23 )采集检测汽轮机偏心信号，第四通道(24 )采集检测键相信号。
3、根据权利要求2所述的4通道涡流式监视模件，其特征在于在第一通道(21)、第二 通道(22)、第三通道(23)和第四通道(24)中均设有自动检测外部电涡流传感器断线或损 坏故障的传感器OK检测电路。
4、根据权利要求2所述的4通道涡流式监视模件，其特征在于信号采集检测接口(2) 中，测量汽轮机偏心峰峰值时，汽轮机旋转周期通过键相信号获得或由主站DPU (5)通过双 层数据冗余接口( 1)直接输入得到。
全文摘要
本发明公开了一种4通道涡流式监视模件，该监视模件包括双层数据冗余接口、信号采集检测接口和主CPU处理器；信号采集检测接口接受外部电涡流传感器检测的振动、位移、键相、偏心等信号并传送给主CPU处理器；主CPU处理器通过双层数据冗余接口与主站DPU连接并进行数据交换。本发明可靠性高，功能灵活，完全融合于DEH、DCS系统中，与普通的IO模件一起使用构成一个完整的TSI系统，不需要再配置独立的TSI机柜。
文档编号G01M15/00GK102081010SQ20101061007
公开日2011年6月1日 申请日期2010年12月29日 优先权日2010年12月29日
发明者姚美常, 赵国海 申请人:南京科远自动化集团股份有限公司