专利名称：过程量监测模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种监测模块，尤其涉及一种用于旋转机械振动保护系统的过程 量监测模块，属于智能仪器仪表领域。
背景技术：
近年来，连续作业的大型企业所涉及的行业，如机械行业、石油化工行业、钢铁行 业、电力行业和冶金行业等，由于旋转机械状态监测系统的落后，导致很多重要设备受损， 造成重大事故，给单位和国家造成了难以估计的经济损失，产生严重的社会影响。对旋转机 械过程量(流量、压力和温度等)的监测可以及时发现设备可能出现的故障，以便在发生严 重故障之前加以维护。而目前，有关旋转机械状态监测系统的种类很多，但是组成系统一般 需要很多仪器仪表，集成化程度低，因此体积比较大，比较笨重，价格很高，维护困难，给生 产和安全带来很多隐患。为了避开这些缺点，企业倾向于尽可能的采用一些简易的设备，但 又存在精度低、可靠性差、寿命短、灵敏度低、局限性大和无数字通讯接口等缺陷。

实用新型内容为了克服现有技术的上述缺陷，本实用新型的目的在于提供一种过程量监测模 块，该模块可靠性及稳定性高，可对机组、机器的运行状态提供安全、可靠的保护监测，可以 应用在各种旋转机械振动保护系统中。本实用新型采用的技术方案一种过程量监测模块，包括过程量信号调理电路、A/ D转换电路、中央处理单元、D/A转换电路、电流输出电路、报警输出电路和通信接口电路， 所述过程量信号调理电路设有过程量传感器输入端子，其输出端连接所述A/D转换电路的 模拟信号输入端，所述A/D转换电路的数字信号输出端连接所述中央处理单元的信号输入 端，所述中央处理单元的信号输出端连接所述D/A转换电路的数字信号输入端，所述D/A转 换电路的模拟信号输出端连接所述电流输出电路，所述报警输出电路连接所述中央处理单 元的报警信号输出端，所述中央处理单元的信号通信端连接所述通信接口电路。所述过程量监测模块还可以包括电源转换电路，所述电源转换电路可以连接所述 中央处理单元的电源输入端。所述电源转换电路可以采用支持冗余电源输入供电或单电源输入供电的电源转 换电路。所述过程量信号调理电路的传感器输入端可以采用可切换的电压型测量模式和 电流型测量模式。所述过程量信号调理电路可以设有十六个过程量传感器输入端，所述电流输出电 路可以设有与所述过程量信号调理电路的传感器输入端相对应的十六个电流输出端。所述报警输出电路可以连接有报警元件，所述报警元件可以采用若干报警用发光 二极管、报警扬声器和/或LED指示灯。所述报警输出电路可以设有报警旁路。[0011 ] 所述通信接口电路可以设有对应于系统总线端口的通信接口。所述过程量监测模块还可以包括自检测电路，所述自检测电路可以连接所述中央 处理单元的监测信号输出端。所述过程量监测模块可以设有前板和后板，所述报警元件可以设置在所述前板 上，所述电流输出电路的电流输出端可以设置在所述后板上，所述过程量监测模块可以设 有将其插接在数据通讯底板上的插接结构。本实用新型的有益效果本实用新型结构简单，成本低，具有极高的可靠性和稳 定性，可对机组的过程量信号(流量、压力和温度等)提供实时监测，通过数字化的方式与 PLC、DCS和计算机等设备交换信息。本实用新型和其它模块配合可以组成旋转机械状态监 测系统，使用专用的配置软件可以对所有模块进行运行和工作参数配置，还可以记录报警 事件和系统事件，方便用户查询报警时间、报警通道及各通道的运行状态。经通信接口使用 Modbus RTU协议可以灵活地和其它设备进行通讯。本实用新型可对机组、机器的运行状态 提供安全、可靠的保护监测，可以应用于水轮机、汽轮机、鼓风机、水泵、压缩机、齿轮机、励 磁机和电动机等多种旋转机械的振动保护系统中。

图1为本实用新型的电路结构示意图；图2为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
参见图1和2，本实用新型提供了一种过程量监测模块，包括过程量信号调理电路 2、A/D转换电路3、中央处理单元4、D/A转换电路6、电流输出电路7、报警输出电路5和通 信接口电路8，所述过程量信号调理电路设有过程量传感器输入端子，其输出端连接所述 A/D转换电路的模拟信号输入端，所述A/D转换电路的数字信号输出端连接所述中央处理 单元的信号输入端，所述中央处理单元的信号输出端连接所述D/A转换电路的数字信号输 入端，所述D/A转换电路的模拟信号输出端连接所述电流输出电路，所述报警输出电路连 接所述中央处理单元的报警信号输出端，所述中央处理单元的信号通信端连接所述通信接 口电路。所述过程量监测模块还可以包括电源转换电路1，所述电源转换电路可以连接所 述中央处理单元的电源输入端，所述电源转换电路可以采用支持冗余电源输入供电或单电 源输入供电的电源转换电路，优选采用支持冗余电源输入供电的电源转换电路，当一个电 源失效时另外一个可以继续为系统提供电源，从而大大提高了系统的可靠性，输出本实用 新型所述的过程量监测模块正常工作时所需的各种电压，如+5V、+3V等。所述过程量监测模块还可以包括自检测电路9，所述自检测电路可以连接所述中 央处理单元的检测信号输出端。所述过程量监测模块可以和多数的过程量传感器连接，通过系统组态软件对各个 通道进行配置，所述过程量信号调理电路的传感器输入端可以采用可切换的电压型测量模 式和电流型测量模式，测量的信号可以是工业标准的4 20mA电流信号和-10 +IOV电 压信号，电压型测量范围可以根据需要自行设置，如OV +5V，根据不同的传感器类型可以
4选择不同的跳线来实现电压型和电流型的测量，具有高智能性，极大地方便了现场操作。 所述过程量监测模块可以设有十六个独立工作的通道，每个通道可以配置成不同 的参数组态，如不同的过程量传感器类型、测量单位、输入信号上下限、满量程上下限和报 警点等。与所述十六个独立工作的通道相对应，所述过程量信号调理电路可以设有十六个 过程量传感器输入端，可接入来自十六个不同测量点的过程量传感器输入，而仅由一个中 央处理单元对采集的数据进行处理，极大地提高了多通道处理能力，降低了成本，提高了性 价比。所述电流输出电路可以设有与所述过程量信号调理电路的传感器输入端相对应的 十六个电流输出端。所述电流输出电路的电流输出端输出的电流信号可以是工业标准的4 20mA电 流信号，各种过程量传感器的输出信号接入所述过程量信号调理电路的输入端，如果输入 信号为电流型，电流型传感器的信号流过一高精密低温漂的电阻后变成电压信号，经过所 述A/D转换电路转换成数字信号输入到所述中央处理单元中，所述中央处理单元根据算法 计算出过程量值，经过高精度超稳定的所述D/A转换电路输出相应的电压值，再经过精密 的所述电流输出电路输出工业标准的4 20mA电流，满量程下限的过程量值对应输出4mA 电流信号，满量程上限的过程量值对应输出20mA电流信号，中间的过程量成线性的输出对 应的电流值，可以把过程量传感器信号转换成线性的4 20mA电流输出，传输更远的距离， 从而方便连入PLC、DCS或计算机等其他旋转机械监控设备。所述报警输出电路可以连接有报警元件10、11和12，所述报警元件可以采用若干 报警用发光二极管、报警扬声器和/或LED指示灯，通过所述报警输出电路可以实现报警功 能，当所述过程量信号调理电路采集的传感器信号经所述中央处理单元分析处理后大于设 定的高报警值或小于设定的低报警值时产生报警，可以采用多级报警模式以提高可靠性， 并允许用户根据实际情况进行修改，所述报警输出电路可以采用大规模集成电路，具有高 度集成、快速响应和高可靠性等优点。所述报警输出电路可以设有报警旁路，所述报警旁路 可以通过软件设置实现软件报警旁路，也可以使用硬件报警旁路，主要目的是防止机械在 某特定条件下比如安装调试过程中可能由于各种传感器和相关被测物体还没有完全稳定 而引起误报警导致停机的情况发生。还可以通过软件设置实现报警锁定，即在报警条件消 失后的一定条件范围内仍然保持报警状态，以防止过程量值在报警点上下波动而引起来回 报警的情况发生，大大提高了报警的稳定性。所述通信接口电路可以设有对应于系统总线端口的通信接口。所述过程量监测模块可以设有前板和后板，所述报警元件可以设置在所述前板 上，所述电流输出电路的电流输出端可以设置在所述后板上，所述过程量监测模块可以设 有将其插接在数据通讯底板上的插接结构，通过所述插接结构，所述过程量监测模块可以 插接在数据通讯底板上相应的插接槽位上，并通过系统总线与其它相关模块进行通讯。本实用新型结构简单，成本低，具有高可靠性和稳定性，在工作过程中可对机组的 过程量信号(流量、压力和温度等)提供实时监测，可以应用于水轮机、汽轮机、鼓风机、水 泵、压缩机、齿轮机、励磁机和电动机等多种旋转机械的振动保护系统中。
权利要求一种过程量监测模块，其特征在于包括过程量信号调理电路、A/D转换电路、中央处理单元、D/A转换电路、电流输出电路、报警输出电路和通信接口电路，所述过程量信号调理电路设有过程量传感器输入端子，其输出端连接所述A/D转换电路的模拟信号输入端，所述A/D转换电路的数字信号输出端连接所述中央处理单元的信号输入端，所述中央处理单元的信号输出端连接所述D/A转换电路的数字信号输入端，所述D/A转换电路的模拟信号输出端连接所述电流输出电路，所述报警输出电路连接所述中央处理单元的报警信号输出端，所述中央处理单元的信号通信端连接所述通信接口电路。
2.如权利要求1所述的过程量监测模块，其特征在于还包括电源转换电路，所述电源 转换电路连接所述中央处理单元的电源输入端。
3.如权利要求2所述的过程量监测模块，其特征在于所述电源转换电路采用支持冗余 电源输入供电或单电源输入供电的电源转换电路。
4.如权利要求3所述的过程量监测模块，其特征在于所述过程量信号调理电路的传感 器输入端采用可切换的电压型测量模式和电流型测量模式。
5.如权利要求4所述的过程量监测模块，其特征在于所述过程量信号调理电路设有 十六个过程量传感器输入端，所述电流输出电路设有与所述过程量信号调理电路的传感器 输入端相对应的十六个电流输出端。
6.如权利要求5所述的过程量监测模块，其特征在于所述报警输出电路连接有报警元 件，所述报警元件采用若干报警用发光二极管、报警扬声器和/或LED指示灯。
7.如权利要求6所述的过程量监测模块，其特征在于所述报警输出电路设有报警旁路。
8.如权利要求7所述的过程量监测模块，其特征在于所述通信接口电路设有对应于系 统总线端口的通信接口。
9.如权利要求8所述的过程量监测模块，其特征在于其还包括自检测电路，所述自检 测电路连接所述中央处理单元的检测信号输出端。
10.如权利要求1、2、3、4、5、6、7、8或9所述的过程量监测模块，其特征在于其设有前板 和后板，所述报警元件设置在所述前板上，所述电流输出电路的电流输出端设置在所述后 板上，所述过程量监测模块设有将其插接在数据通讯底板上的插接结构。
专利摘要本实用新型涉及一种过程量监测模块，包括过程量信号调理电路、A/D转换电路、中央处理单元、D/A转换电路、电流输出电路、报警输出电路和通信接口电路，所述过程量信号调理电路设有过程量传感器输入端子，其输出端连接所述A/D转换电路的模拟信号输入端，A/D转换电路的数字信号输出端连接所述中央处理单元的信号输入端，所述中央处理单元的信号输出端连接所述D/A转换电路的数字信号输入端，D/A转换电路的模拟信号输出端连接所述电流输出电路，所述报警输出电路连接所述中央处理单元的报警信号输出端，所述中央处理单元的信号通信端连接所述通信接口电路。本实用新型结构简单，可靠性及稳定性高，可应用于旋转机械振动保护系统中。
文档编号G01D21/02GK201751810SQ201020123139
公开日2011年2月23日 申请日期2010年2月26日 优先权日2010年2月26日
发明者邹文莉 申请人:北京鸿瑞辰星科技有限公司