利用冗余传感器和分析电路确定旋转机器部件转数的装置的制作方法

文档序号:5199598阅读:208来源:国知局
专利名称:利用冗余传感器和分析电路确定旋转机器部件转数的装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种用于监控旋转机器部件的转数的装置。
本发明涉及测量技术领域,尤其是涉及用于控制测量结果的装置,并且本发明用于监控例如涡轮轴(Turbinewelle)的转数。
背景技术
在很多技术领域都会遇到为完成其相应的任务而具有至少一个旋转机器部件的机器。
例如,诸如燃气轮机和蒸汽轮机的用于产生电能的涡轮机都具有将涡轮机的相应运行介质中包含的能量转化为旋转能的转轮,从而可以通过与涡轮机连接的发电机来产生电能。
由这种发电机产生的交流电压的频率直接与所连接的涡轮机的转数有关。
为了保证供电网络的供电安全性,需要将该网络频率恒定地保持在期望值(在欧洲例如是50Hz)。
可能出现的网络问题反映在偏离该期望的网络频率的实际瞬时网络频率中,等等。
例如,如果由供电网络提供的功率不足,则瞬时的主导网络频率下降,以满足连接到供电网络中的耗电器的瞬时功率需求。在这种情况下,由于过载使得供电网络的一个或多个涡轮机的转数多多少少地强烈下降。
为了识别涡轮机的这种转数波动和/或在涡轮机运行期间实现转数调节,需要监控转数。
公知一种用于确定包含转数发送器的机器架(Koerper)的转数的装置(DE3425472,分类为G01P3/481,1986),在装置中对特定时间段内的脉冲进行计数,并检查该计数值是等于还是大于为计算转数而预先给定的值。在检查结果肯定时传递该计数值,以用随于后的处理。
该公知装置无法保证检查的可靠性,因为只要有一个检查装置单元出现故障该检查装置单元的输出结果就已经不再可靠。
最近所提出的装置(Erfinderschein UdSSR Nr.1325485,分类G06F11/18,1986)是一种包含两个相同通道的装置,其中每个通道由一个多数载流子元件组成,该多数载流子元件的输入端用作对应通道的输入端;其中,一个通道的输入端连接到3个类型相同且相互冗余的单元的输出端,并且第二通道的输入端连接到用于监控作用能力的导线;两个通道的输出端都通过逻辑元件连接到调节单元。
如果两个能发生作用的单元的输出相同,则该装置产生一个与发生作用的单元的输出信号相同的信号。
在主通道的其中一个单元出现故障时,该装置产生一个与该输出信号的额定值相同的输出信号。
该装置是最接近的现有技术。
该公知装置的缺点在于,在将故障通道的输出信号更换为输出信号为额定值的通道时失去了结果的可靠性。

发明内容
因此,本发明要解决的技术问题是,提供一种获得旋转机器部件转数的装置,其可以可靠且抗故障地工作,并且可以价格低廉地实现。
根据本发明,该技术问题是通过一种用于监控旋转机器部件的转数的装置解决的,其中该装置包括两个并联设置的组件,其中每个组件包括以下部件-至少3个信号输入端,它们分别输入一个转数传感器的输出信号,-计算单元,用于从转数传感器的至少一个输出信号中至少计算该旋转机器部件的转数,以及-至少一个信号输出端,用于输出由计算单元计算的转数。
在此,所述组件的相互对应的信号输入端分别与其中一个转数传感器的输出信号并联。
利用本发明的装置,应当可以可靠和安全的保护设备和机组、尤其是涡轮机免于不可靠和危险的状态。其中,本发明的装置尤其是适用于所有对安全性提出了很高要求、与此相关的对可利用性也提出了很高要求的设备。这尤其是出现在大型机组中,尤其是用于产生电能的涡轮机,它们的故障有可能会导致巨大的经济和人员损失,例如由于事故。
本发明的装置借助两个作为单独通道实现的组件构成,其中为了完成涉及监控旋转机器部件的转数的任务一个组件就足够。本发明具有两个单独通道(组件)的装置的冗余构造提高了可靠性,因为本发明装置的一个可能错误工作的通道的功能可以由另一个通道接管,而无需承受功能的损失。
由此尤其是避免了机组的非必要断开,因为在其中一个通道的转数监控功能出现故障时可以由另一个通道来接管该任务。相反,在非冗余设置的转数监控装置中,在转数监控错误时需要断开被监控的机组,尽管该机组本身并没有错误。
因此,借助本发明的装置可以保证被监控机组的高可用性。
特别是,根据本发明的装置的两个组件,也就是两个通道的构造相同。
关于所达到的本发明装置的高可用性的第二个重要方面在于,对每个组件分别进行3次转数信号采集。
在此,设置了至少3个转数传感器,它们设置在要监控的旋转机器部件上或其附近,这些传感器的输出信号为本发明装置的每个组件的信号输入端提供输入信号。
在此,每个转数传感器的输出信号都分别对应地与每个组件的两个信号输入端并联。由此,为每个用于监控和/或获得旋转机器部件转数的组件提供了至少3个测量信号,从而一方面在组件出现故障时该组件的功能可以由另一个组件接管,另一方面可以容许至少一个转数传感器出现故障,因为例如借助至少3个转数传感器的输出信号之间的比较可以相互可靠地确定,这些转数传感器的3个输出信号中的哪一个出现错误;也就是说在出现错误的情况下,其中一个输出信号的值显著偏离另外两个输出信号(这两个输出信号基本上一致),并且可以排除在转数获取之外。
本发明的装置就其组件来说优选工作在所谓“2中取1”模式下,其意思是,在现有的两个组件中一个就足以提供期望的监控功能,而在出现错误的情况下其中一个组件的功能可以由另外一个组件接管。
在每个组件中,就转数信号而言设置了所谓的“3中取2”冗余,其意思是,在至少3个出现在每个组件的信号输入端的转数信号中可以有一个具有错误,而不会因此损害每个组件的监控功能。
作为本发明技术问题的另一种选择方案,向每个组件提供分别对应的转数传感器的输出信号,其中对每个组件分别设置3个转数传感器,也就是总共6个转数传感器。通过这种方式进一步提高了可用性,因为还可以容许至少两个有错误的转数信号,尽管如此还是可以毫无错误地确定旋转机器部件的转数。
在旋转机器部件以及机组的转数传感器无干扰运行时,作为转数传感器的输出信号的至少3个测量参数相同,并且相互之间不存在不能容许的偏差。
如果其中一个测量值与另外两个测量值的偏差大于一确定的容许量,则将该测量值识别为有错误的,并排除在随后的分析之外。
如果所有测量值相互之间的偏差都超过容许的值,则可能必须借助保护信号将其旋转机器部件的转数被监控的机组出于安全原因断开,因为不再能进行转数监控和/或转数调节。
在本发明的优选实施方式中,每个组件分别包括至少两个信号输出端,用于输出由计算单元计算的转数,其中借助该至少两个信号输出端中的一个输出每个当前转数,并且借助该至少两个信号输出端中的另一个只输出那些其值包含在预定转数范围内的当前转数,其中该预定转数范围是旋转机器部件的实际转数运行范围的真子集。
在此,该至少两个信号输出端的第一输出端在旋转机器部件运行的每个时刻都输出该旋转机器部件的当前转数,无论该旋转机器部件是刚启动并具有很低的转数(可能转数等于0)还是处于正常转数运行中或甚至处于过转数运行中,都一样。
因此,借助该至少两个信号输出端的第一输出端,可以在各种运行情况下都提供旋转机器部件的当前转数,用于例如转数显示和/或借助涡轮调节器进行后续处理。
由于一般来说信号输出端只能以有限的精确度表示出其作为输出信号出现的信号输出值,尤其是当该信号输出值是数字化的信号输出值时,借助该信号输出端表现出的信号输出范围越大,当前出现的信号输出值就越不精确。
为了在只包含实际转数运行范围的一个子区域的期望转数运行范围内获得旋转机器部件当前转数的尽可能精确的值,在本发明的装置中设置了该至少两个信号输出端的第二输出端。
期望的转数运行范围优选包括旋转机器部件的额定转数,该旋转机器部件就是为该额定转数设计的,并且旋转机器部件以该额定转数旋转在正常运行状态下。
由于借助该至少两个信号输出端的第二输出端只需表示出旋转机器部件的实际可能转数范围的一个子区间,因此与借助该两个信号输出端的第一输出端从整个转数范围表示出的相应转数值的精确度相比,对该子区间的转数值的表示精确度更大。
上述提高的表示和输出精确度例如可以用于在额定转数范围内(如果该额定转数包括在所述子区间内)借助转数调节器对旋转机器部件进行非常精确的转数调节。
在涡轮机的情况下,可以很好地监控涡轮机在额定转数范围内的运行,和/或借助涡轮调节器保持涡轮机在额定转数范围内运行,因为可以借助所述至少两个信号输出端的第二输出端非常精确地提供至少涡轮调节器所需的当前转数的测量值,从而尤其是可以快速和精确地调整与期望额定转数之间的偏差。
旋转机器部件的实际转数运行范围例如包括0U/min到大约4000U/min之间的范围。这种实际转数运行范围特别是对于产生电能的涡轮机来说是典型的转数范围;预定转数范围(作为实际转数运行范围的子区间)优选包括2900U/min到大约3100U/min之间的范围。
这种预定转数范围包括很多用于产生电能的涡轮机的额定转数,从而借助所述至少两个信号输出端的第二输出端可以非常精确地输出额定转数范围内的转数。
优选地,可以借助每个组件的计算单元计算转数的时间变化,并借助另一个信号输出端输出所计算的转数的时间变化。
在此,借助计算单元例如从至少两个转数值的历史记录、尤其是(紧接着的)当前转数值和再前时间的转数值中计算出转数的时间变化。为此只需提供用于存储所计算的转数值的装置,并且已知至少这两个转数值之间的时间间隔。
从所获得的转数变化速度中可以推导出关于旋转机器部件的运行状态的其它信息。由转数的时间变化等于0可以得出结论运行是稳定的,不必进行干预。
相反,在特定时间范围内的转数下降意味着负载发生变化,尤其是负载增大,这一般需要对运行进行干预,因为转数应当尽可能很好地与期望额定转数一致,尤其是在涡轮机的情况下。在后一种情况下,必须在负载增大时例如增加涡轮机运行介质(例如蒸汽和/或燃气)的流入,以便在负载增大的情况下也能保持期望的额定转数。
如果在特定时间范围内的转数增大,则意味着负载减小,这在多数情况下同样需要对运行进行干预。在涡轮机的情况下,当较大的负载突然从供电网络中断开时会出现这种过转数。尤其是在大的部分负载被断开时,涡轮机倾向于“通过”而以可能急剧升高的转数旋转。这可能危及到机器的稳定性,还可能危及人员和周围环境。
借助本发明的实施方式可以可靠识别转数的时间变化,这种时间变换通常需要对运行进行干预,以重新产生期望的正常运行。
优选地,可以借助每个部件的计算单元检测是否超过转数的预定最大时间变化,并借助消息信号输出、尤其是数字信号输出给出相应的输出信号。
转数的预定最大时间变化是转数的时间变化可以在其限度内被容许的度量。由于在正常运行期间也会出现转数波动,而无需对运行进行干预,因此可以借助本实施例保证,只有那些超过转数的预定最大时间变化的转数时间变化才会导致对运行的干预。只要超过该最大转数变化速度,就通过相应的信号输出,例如作为二值的告警信号进行通知,并几乎与该告警信号同时地对运行进行相应的干预。
优选地,可以借助至少一个信号输出端作为电压给出各所属输出信号,尤其是作为0到10V范围内的电压。
对于电压可以例如借助电路进行特别好的处理。此外,借助电压既可以进行模拟信号显示又可以进行数字信号显示。模拟信号的值范围可以例如映射为电压范围,二值信号的状态可以由各对应的恒定电压值表示。
对借助电压编码的信号的处理尤其是在存储可编程控制器(SPS)中得到广泛应用。
在上一个实施方式中,电压优选具有0V到10V之间的值。
对于这种电压范围,可以获得存储可编程控制器的所谓模拟输出卡序列,这些模拟输出卡在本发明中无需特别匹配就能采用。
在本发明的优选实施方式中,所述装置可以用于循环数字信号处理,并借助来自或连接到该装置的数据总线传输至少一部分信号输出和/或转数传感器的一部分输出信号。
公知存储可编程控制器数字和循环地处理信号。用来处理存储可编程控制器的特定功能的信号的循环时间例如取决于用于实现相应功能的存储可编程控制器组件的计算速度。特别合适的、在本发明的装置中使得可以足够快速地采集和输出转数的循环时间位于大约4ms至10ms之间的范围内,尤其是在6ms至8ms之间的范围内。
用于传输数据的总线系统尤其是在已经提到的存储可编程存储器领域和控制系统中公知。在此,不同的信号不是通过各自独立的连接传输,而是通过一个共同的连接、即所谓的数据总线传输。
通过这种方式,尤其是可以减小电信用户之间的布线费用,因为无需在电信用户之间铺设单独的导线。
优选地,借助每个组件的计算单元可以确定是否至少一个与相应信号输入端连接的转速传感器的输出信号有错。
在本发明的该实施方式中,所述至少3个由转数传感器提供的测量信号由每一个组件监控,并相互检查是否存在偏差。
如果所有3个测量信号都具有相等的值,则不会出现不能容许的偏差,因此也不会存在错误,从而用3个测量参数中的一个测量参数就足以计算旋转机器部件的转数。
如果3个所述测量参数之间的比较显示,其中一个测量参数偏离另外两个测量参数超过预定的可容许量,则不对该识别为含有错误的测量参数进行后续处理,并且根据该另两个测量参数中的至少一个来计算转数。
如果3个所述测量参数之间的比较显示,所有测量参数相互偏离,则不能确定转数,因为不能确定转数传感器的哪一个输出信号是有错的,也不能确定到底有没有正确的输出信号;在这种情况下,出于安全原因,大多将其旋转机器部件由所述装置监控的机组例如借助由本发明装置产生的保护信号断开。如已提到的,如果对每个组件分别采用3个单独的、来自不同转数传感器的测量信号,则可以进一步提高本发明装置的可用性。借助6个转数传感器的应用,还可以容许涉及一个组件的所有测量信号之间存在偏差,并避免机组被断开,因为在这种情况下另一组件可以接管整个功能(如果其对应的转数传感器最多有一个发生错误)。
在本发明的优选实施方式中,组件之间可以相互交换数据,其中数据包括用于识别至少一个组件的作用能力的数据成分。
除了本发明上述实施方式中所述的每个组件的自我监控、其中识别转数传感器的可能错误输出信号之外,在该实施方式中两个组件还可以进行相互监控。
为此,由例如每个组件采集至少3个出现在信号输入端的转数传感器的输出信号,并在输出所计算的转数之前运行每个组件的测试程序,其中在该测试程序中作为信号输入值采用这样的测试数据,对于这些测试数据来说,相应的、将要借助计算单元计算的输出数据事先已知。如果由计算单元对测试数据计算的结果与事先已知的结果不一致,则所涉及的组件存在错误,并且由所涉及的组件向另一个组件发送相应的消息。在正常情况下,由计算单元对测试数据计算的结果与事先已知的结果一致,从而在这种情况下确保所涉及组件的作用能力。
如果借助两个组件中一个组件的测试程序确定了这种错误,并借助另一组件的相应测试程序确定该另一组件没有错误,则抛弃出错组件所计算的结果,并对无错组件的结果进行继续处理。
优选地,在涡轮机运行期间主要使用两个组件中的第一组件来监控涡轮机,而另一组件则用于在第一组件无法工作时监控涡轮机。
在本发明的该实施方式中,本发明的装置还作为所谓的主-从设备工作,在该主-从设备中在正常运行时两个组件中的一个执行监控功能。
如果例如借助作为主设备运行的组件的测试程序来识别错误,则最迟在识别该错误之后由两个组件中的另一个运行相应的测试程序,以确定该另一组件是否出错。
如果出错,则丢弃该错误组件的输出信号,并将无错组件的输出信号用于监控旋转部件的转数。
在错误情况下,自动地在极短时间内将主设备-组件转换为从设备-组件,从而获得对旋转机器部件的连续监控。通过相应的分别在两个组件上实现的监控算法可以实现错误识别,并在需要时自动转换到无错的组件。
此外,本发明的技术问题还通过另一种装置来解决,即通过包含两个测量通道的用于确定旋转机器部件转数的装置,其中每个通道由一个具有至少3个转数发送器的信号接收器组成,该接收器与这样一个转数计算单元连接,在该转数计算单元中一个输出用作实际转数的输出,另一个作为其值位于涡轮的预定转数范围内的转数的输出,而该预定转数范围与正常运行时的额定转数一致;所述装置的特征在于,组合同名的(=相互对应)通道输出,并且在每个通道内集成一个对超过预定最大临时转数变化的分析装置,该分析装置产生控制作用来从其中一个通道给出输出信号,其中所述装置可以产生以0到10V范围内的电压形式的输出信号或一个数字信号,该信号保证可以进行循环数字信号处理以及通过数字总线向该装置传输该输出信号的至少一部分和/或转数发送器的输出信号的一部分。
此外,计算单元包含多数载流子元件,后者确定与对应输入端连接的转数发送器的输出信号中的至少一个是否出错。
两个通道通过数据总线相互连接,其中所述数据包括这样的数据成分,该数据成分可以用于确定至少一个通道的作用能力。
在此,根据在检查通道作用能力时获得的结果,主要使用第一通道。


下面详细解释本发明的两个实施例。其中示出了图1是本发明的用于监控涡轮机转数的装置,以及图2是本发明的另一个装置。
具体实施例方式
在图1中示出本发明用于监控旋转机器部件3、尤其是涡轮机转轮的转数的装置1。
为了采集旋转机器部件3的转数信号,在旋转机器部件3的轮边上设置3个转数传感器9,这些传感器例如设置在轮边上并在运行时检测旋转标记或轮齿。
转数传感器9的输出信号11与第一组件5和第二组件7的信号输入端51并联,其中一个转数传感器9的输出信号11连接到两个组件5、7的对应信号输入端51、71。两个组件5、7的信号输入端51、71分别与相应组件5、7的计算单元53、73连接。
借助计算单元53和73,在每个组件5、7那里借助至少一个出现在相应信号输入端51、71的转数传感器9的输出信号11计算旋转机器部件3的转数。这例如可以这样做到,即对设置在旋转机器部件轮边上的标记或轮齿进行计数,并借助确定该计数的测量时间范围以及标记或轮齿的总数来计算旋转机器部件3的瞬时转数。通过第一组件的第一信号输出端551和第二组件的第一信号输出端751,可以输出由计算单元53和73计算的旋转部件3的转数,其中各组件5、7的所述第一信号输出端551、751输出可以由旋转机器部件3实现的整个转数范围。也就是说,在旋转机器部件3运行期间,在所述第一信号输出端551、751上具有由相应计算单元53和73分别计算的该旋转机器部件的转数,无论旋转机器部件3是具有很小的转数(例如在启动阶段)还是正常运行的转数或非常大的转数(例如在过转数运行期间)都无所谓。因此,第一信号输出551或751的相应信号输出范围是为旋转机器部件3的整个转数运行范围设计的。
相反,借助相应组件5、7的第二信号输出端552、752只能输出旋转机器部件3的瞬时转数,该瞬时转数包含在一个只包括旋转机器部件3的实际转数运行范围的一个子集的预定转数范围中。优选地,该子范围描述正常转数上下和附近的转数范围,旋转机器部件3就是为该正常转数设计的。因此,相应组件5、7的第二信号输出端的信号输出范围用于旋转机器部件3的转数运行范围的所述预定子范围,从而在运行旋转机器部件3期间,在该子范围内可以借助第二信号输出端552和752非常精确地输出瞬时转数。
如果借助数字计算机来实现本发明的装置1或至少计算单元53和73,则可以达到两个信号输出552、752的所述高度精确性。
对于数字计算机,例如公知用16位来编码模拟值。在此,例如是借助所述16位编码0到10之间的小值域还是0到100.000之间的极大值域,使编码值的精确度存在巨大差异。在第一种情况下给出的量化级在绝对量上稍稍小于在第二种情况下给出的量化级,从而在第一种情况下的编码值的精确度大于第二种情况下的编码值精确度。
也就是说,在根据图1的本发明装置中,通过第二信号输出552和752用分别提供给它们的信号输出范围只表示和输出转数运行范围的一个子范围,可以使第二信号输出552和752在预定转数范围中达到更高的精确度。由第二信号输出552、752输出的信号例如可以用于精确和/或快速的涡轮机调节。
借助第一组件5的计算单元53和第二组件7的计算单元73,可以容易地分别确定转数传感器9的一个输出信号11是否含有错误。为此,在每个组件5、7中,将出现在信号输出端51或71的转数传感器9的输出信号11相互比较,并确定一个值是否偏离另两个值。如果偏离,则相应的计算单元53或73的该偏离值不用于计算旋转机器部件3的转数。因此,在本发明的装置1中,对每个组件5、7都实现了冗余的、所谓“3中取2”地采集和分析转数传感器9的输出信号11。通过这种方式,可以容许其中一个输出信号11出现错误,而不会丢失对组件5、7的监控功能。
除了涉及采集转数传感器9的输出信号11的这种通道冗余之外,在本发明的装置1中还实现了涉及并联设置的组件5、7的所谓“2中取1”可利用性。
这意味着,为了实现本发明装置1的转数监控功能,其中一个组件5、7的正确性就足以。在正常运行时组件5或7中的一个接管主设备的任务,从而该组件接管本发明装置1的监控功能。为了能在发生错误的情况下自动地从作为主设备运行的含有错误的组件转换到作为从设备运行的无错组件,两个组件5、7分别都包括一个监控单元57或77。在这两个组件5、7之间尤其是借助监控单元57和77交换数据。
如果在旋转机器部件3运行时瞬时作为主设备运行的组件5或7包含错误(这可以例如借助安装在监控单元57、77中的测试程序来确定),则通知另一个组件7或5,接着该另一个组件接管现在作为主设备运行的组件的功能,并成为新的主设备。因此,作为本发明装置的输出信号100、200,优选采用无错地作为主设备工作的组件的信号输出值,或者采用在出现错误的情况下接管到此为止的主设备组件功能的组件的信号输出值。在此,例如借助至少一个监控单元57、77对这种意义下的正确信号输出值进行选择,以作为本发明装置1的输出信号100、200输出。
如果由于错误而使到此为止的主设备的功能被接管到另一个组件上,则可以修复出现错误的组件,而不必使转数监控停止运行。
图2示出本发明的另一装置的示意图。
该用于确定旋转机器部件的转数的装置包含两个测量通道20和22,其中每一个测量通道都由至少3个转数发送器26的信号接收器24、转数计算单元28、用于产生输出信号的装置30和数据总线32组成。
该装置是基于处理器34构造而成,该处理器根据在其存储器中加载的程序如下所述地工作。
处理器的计算单元28至少对其中一个发送器26的一个输出信号计算旋转机器部件的转数。
两个通道的信号接收器24的输入端与一个转速发送器26的输出信号并联。每个通道在由至少两个信号组成的信号输出端产生其值位于预定转数范围内的实际转数,以及临时转数变化的信号。计算单元还确定是否超过预定临时最大容许转数变化,并在输出端传送一个关于超过容许临时转数变化的信号。
属于处理器34的部件的多数载流子元件判定,是否至少一个与对应输入端连接的转数发送器26的输出信号出现错误。
通道可以相互交换数据,其中,数据包括用于确定一个通道的作用能力的数据成分。在此,对于两个通道的作用能力首先采用第一通道。然后将第二通道用于在第一通道不能作用时进行检查。
根据图2的本发明装置可以总结如下。
该用于监控旋转机器部件的转数的装置包含两个测量通道20和22,其中每个测量通道由至少3个转数发送器26的信号接收器24、转数计算单元28、用于产生具有两个输出的输出信号的装置30以及数据总线32。
该装置是基于处理器34构造而成,该处理器根据在其存储器中加载的程序如下所述工作。
处理器的计算单元28至少对其中一个发送器26的一个输出信号计算旋转机器部件的转数。
两个通道的信号接收器24的输入端与一个转速发送器26的输出信号并联。每个通道在由至少两个信号组成的信号输出端产生其值位于预定转数范围内的实际转数,以及临时转数变化的信号。计算单元还确定是否超过预定临时最大容许转数变化,并在输出端传送一个关于超过容许临时转数变化的信号。
属于处理器34的部件的多数载流子元件判定,是否至少一个与对应输入端连接的转数发送器26的输出信号出现错误。
通道可以相互交换数据,其中,数据包括用于确定一个通道的作用能力的数据成分。在此,对于两个通道的作用能力首先采用第一通道。然后第二通道用于在第一通道不能作用时进行检查。
权利要求
1.一种用于监控旋转机器部件(3)的转数的装置,其特征在于,其具有两个并联设置的组件(5,7),其中每个组件包括以下部件-至少3个信号输入端(51,71),它们分别输入一个转数传感器(9)的输出信号(11),-计算单元(53,73),用于从至少一个转数传感器(9)的一个输出信号(11)中至少计算该旋转机器部件(3)的转数,以及-至少一个信号输出端,用于输出由计算单元计算的转数,并且,所述组件(5,7)的相互对应的信号输入端(51,71)分别与一个转数传感器的输出信号(11)并联。
2.根据权利要求1所述的装置(1),其特征在于,每个组件分别包括至少两个信号输出端(551,552,751,752),用于输出由计算单元(53,73)计算的转数,其中,借助该至少两个信号输出端(551,552,751,752)中的第一输出端输出每个当前转数,并且借助该至少两个信号输出端(551,552,751,752)中的第二输出端只输出那些其值包含在预定转数范围内的当前转数,其中该预定转数范围是旋转机器部件(3)的实际转数运行范围的真子集。
3.根据权利要求1或2所述的装置(1),其特征在于,借助每个组件(5,7)的计算单元(53,73)计算转数的时间变化,并借助另一个信号输出端输出所计算的转数的时间变化。
4.根据权利要求3所述的装置(1),其特征在于,可以借助每个部件的计算单元(53,73)检测是否超过转数的预定最大时间变化,并借助消息信号输出、尤其是数字信号输出给出相应的输出信号。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的装置(1),其特征在于,可以借助至少一个信号输出端(551,552,751,752)给出各所属输出信号作为电压,尤其是作为0到10V范围内的电压。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的装置(1),其特征在于,所述装置(1)可以用于循环数字信号处理,并且可以借助数据总线将至少一部分信号输出(551,552,751,752)和/或一部分转数传感器(9)的输出信号(11)从或向该装置传输。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的装置(1),其特征在于,借助每个组件(5,7)的计算单元(53,73)可以确定是否至少一个与相应信号输入端(51,71)连接的转数传感器(9)的输出信号(11)含有错误。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的装置(1),其特征在于,所述组件(5,7)可以相互交换数据,其中,该数据包括用于识别至少一个组件(5,7)的作用能力的数据成分。
9.根据权利要求7所述的装置(1),其特征在于,为了在旋转机器部件(3)运行期间监控该旋转机器部件首先使用两个组件(5,7)中的第一组件,而另一组件则用于在第一组件无法工作时监控该旋转机器部件。
10.一种用于监控旋转机器部件转数的装置,其包含两个测量通道(20,22),其中每个通道包括一个至少3个转数发送器(26)的信号接收器(24),该接收器与转数计算单元(28)连接,其中所述装置的一个输出用作实际转数的输出,而另一个作为其值位于涡轮的预定转数范围内的实际转数的输出,而该预定转数范围与正常运行时的额定转数一致,其特征在于,将所述通道(20,22)的相互对应的输出进行组合,并且在每个通道(20,22)内集成一个对超过预定最大临时转数变化的分析装置,该分析装置产生控制作用来从其中一个通道给出输出信号。
11.根据权利要求10所述的用于监控旋转机器部件转数的装置,其特征在于,在输出端产生一个以0到10V范围内的电压形式的信号。
12.根据权利要求10或11所述的用于监控旋转机器部件转数的装置,其特征在于,在输出端产生一个数字信号,该信号保证可以进行循环数字信号处理,以及可以通过数据总线向该装置传输该输出信号的至少一部分和/或转数发送器的输出信号的一部分。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的用于监控旋转机器部件转数的装置,其特征在于,所述计算单元(28)包含多数载流子元件,该元件确定与对应输入端连接的转数发送器的输出信号中的至少一个是否出错。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的用于监控旋转机器部件转数的装置,其特征在于,所述两个通道(20,22)通过数据总线(32)相互连接,其中所述数据包括这样的数据成分,该数据成分可以用于确定至少一个通道(20,22)的作用能力。
15.根据权利要求14所述的用于监控旋转机器部件转数的装置,其特征在于,根据在检查通道(20,22)作用能力时获得的结果,首先使用第一通道(20)。
全文摘要
在本发明的装置(1)中具有两个并联的组件(5,7),它们分别为了达到冗余的3中取2转数信号采集而利用3个信号输入端(51,71)。每个组件(5,7)还包括计算单元(53,73),借助该计算单元计算旋转机器部件(3)的转数。此外每个组件(5,7)都利用一个信号输出端来输出由相应计算单元(51,71)计算的转数。组件(5,7)的相互对应的信号输入端分别与一个转数传感器(9)的输出信号(11)并联。在出现错误的情况下本发明装置的功能可以由其中一个组件(5,7)完全接管,从而既可以容许一个转数传感器(9)的一个输出信号(11)出错,又容许一个组件(5,7)出现故障。
文档编号F01D17/00GK1678914SQ03821014
公开日2005年10月5日 申请日期2003年6月30日 优先权日2002年7月4日
发明者吉纳蒂·厄莫希金, 卡尔·汉斯, 迪米特里·克里洛夫 申请人:西门子公司, 俄罗斯自动机械研究院
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