一转速计输入信号数据流引导至所述第一转速计数据处理通道和第二转速计数据处理通道中的任一个或两个，并将所述第二转速计输入信号数据流引导至所述第一转速计数据处理通道和第二转速计数据处理通道中的任一个或两个。
[0029]在所述FPGA的一些实施方案中，所述交叉点切换电路还配置成将所述第一转速计输入信号数据流和第二转速计输入信号数据流中的任一个引导至第一外部转速计信号输出，或引导至第二转速计信号输出。
[0030]在一些实施方案中，所述交叉点切换电路还配置成将第一外部转速计输入信号或第二外部转速计输入信号引导至所述第一转速计数据处理通道和第二转速计数据处理通道中的任一个或两个。
[0031]在一些实施方案中，所述交叉点切换电路还配置成将一个或多个外部转速计输入信号引导至一个或多个外部转速计信号输出。
[0032]在另一个方面中，本发明涉及处理机器振动数据并将所述机器数据提供至分布式控制系统的机械健康监视模块。在一些优选实施方案中，所述机械健康监视模块包括信号调理电路、处理电路和交叉点切换电路。
[0033]所述信号调理电路具有用于接收来自多个振动传感器的多个模拟振动信号，以及用于接收来自第一转速计传感器和第二转速计传感器的第一模拟转速计信号和第二模拟转速计信号的接口。所述信号调理电路还包括用于调理所述模拟振动信号以及所述第一模拟转速计信号和第二模拟转速计信号的放大和滤波电路，以及用于将所述模拟振动信号以及所述第一模拟转速计信号和第二模拟转速计信号转换成数字振动信号以及第一数字转速计信号和第二数字转速计信号的ADC电路。
[0034]所述处理电路包括多个并行振动信号处理通道以及第一转速计数据处理通道和第二转速计数据处理通道。所述振动信号处理通道中的每一个配置成处理所述数字振动信号中相应的一个，以生成多个标量振动值每通道和至少一个振动时间波形每通道。所述第一转速计数据处理通道和第二转速计数据处理通道分别配置成处理所述第一数字转速计信号和第二数字转速计信号，以生成一个或多个指示转速的值每通道。
[0035]所述交叉点切换电路配置成将所述第一数字转速计信号或所述第二数字转速计信号引导至所述第一转速计数据处理通道和第二转速计数据处理通道的任一个或两个。
[0036]在一些实施方案中，所述交叉点切换电路还配置将所述第一数字转速计信号和第二数字转速计信号中的任一个引导至第一外部转速计信号输出和第二外部转速计信号输出中的任一个或两个。
[0037]在一些实施方案中，所述交叉点切换电路还配置成将第一外部转速计输入信号或第二外部转速计输入信号引导至所述第一转速计数据处理通道和第二转速计数据处理通道中的任一个或两个。
[0038]在一些实施方案中，所述交叉点切换电路还配置成将一个或多个外部转速计输入信号引导至一个或多个外部转速计信号输出。
【附图说明】
[0039]本发明的其他实施方案将通过引用与附图相结合的【具体实施方式】而变得显而易见，其中为了更清楚地显示细节，元件不是按比例的，其中在一些附图中，相同的附图标记表示相同的元件，并且其中:
[0040]图1描绘了根据本发明的一个实施方案的与分布式控制系统(DCS)连接的机械健康监视(MHM)模块；
[0041]图2描绘了根据本发明的一个实施方案的现场数字FPGA信号处理电路；
[0042]图3描绘了根据本发明的一个实施方案的由DCS控制器执行的控制逻辑的一个例子;
[0043]图4描绘了根据本发明的一个实施方案的与DCS连接的多个MHM模块和两个转速计通道；并且
[0044]图5A和5B描绘根据本发明的一个实施方案的转速计通道分布电路。
【具体实施方式】
[0045]本发明的一些实施方案提供振动数据采集与分析模块，其直接连接至分布式控制系统I/O背板，从而允许由所述DCS直接采集振动数据，用于机械保护和预测性机械健康分析的目的。如本文使用的术语，“分布式控制系统(DCS)”是一种在过程或工厂中使用的自动化控制系统，其中使控制元件遍布于一个或多个机器中以对所述机器(多种)的不同部件提供操作指令。如本文使用的术语，“保护”是指在如果使机器继续运行的话则可能导致严重并且代价巨大的损坏的情况下使用从一个或多个传感器收集的数据(振动、温度、压力等)来关闭该机器。另一方面，“预测”是指使用从一个或多个振动传感器收集的数据，该数据可能与来自其他类型的传感器的数据组合，来观察机器性能方面的趋势，以及预测在应当使其脱机用于维护或更换之前机器可运行多久。
[0046]图1描绘了直接与DCS11连接的机械健康监视模块(MHM) 10。在该优选实施方案中，模块10包括接收并调理传感器信号的现场模拟信号调理与传感器功率卡12、处理所述传感器信号的现场数字FPGA信号处理卡14以及提供与DCS I/O总线18的接口的DCS逻辑生成器卡(LGC)16。所述现场卡12可优选通过现场信号接口连接器22接受来自多至八个测量传感器20的输入。在一个优选实施方案中，所述传感器输入通道中的两个可配置为转速计通道。
[0047]优选地，在模拟现场卡12与数字现场卡14之间提供电绝缘。该电绝缘阻止传感器20与DCS11的安装位置之间的非故意电流，例如因接地回路导致的非故意电流。
[0048]传感器功率24和信号调理电路26可支持宽范围的传感器20，包括压电加速度计、压电ICP速度、压电动压、电动速度、涡电流位移、AC振动和DC位移。支持的转速计传感器包括涡电流位移传感器、被动电-磁传感器、霍耳效应转速计传感器、N脉冲/转的轴编码器以及TTL脉冲传感器。在DC至20KHz范围内支持许多其他传感器类型，至少它们落在示例性的电压输入范围内即可:0至+24V、-24V至+24V、-12V至+12V，以及0至-24V。在该优选实施方案中，可对多至八个传感器功率电路24的0至20mA的恒定电流进行编程，所述恒定电路可用作电动(被动)速度传感器的升电流。还可选择恒压电源(+24V或-24VDCDC)用于传感器功率。对于各传感器通道，上文所列的输入电压范围也是可分别编程的。这允许通道之间的传感器功率和输入范围配置的任何混合，从而使得能够对所支持的传感器进行混合。
[0049]通过由记时器26提供的计时，8通道的模拟-数字转换器(ADC) 28将八个模拟信号转换成包含八个同时采样的交叉数据通道的单一串行数据流。在一些优选实施方案中，两个转速计触发电路30将两个模拟转速计信号转换成转速计脉冲。
[0050]现场卡14上的是用于处理振动数据的8通道现场可编程门阵列(FPGA) 36。FPGA36接收8通道数字波形数据和2通道转速计数据，并且并行处理原始数据以生成标量总体振动参数和波形。所处理的波形可包括低通滤波波形、PeakVue?波形、阶次跟踪波形、高通滤波波形(DC闭锁)，以及可选择的单一集成波形(速度)、双集成(波形位移)或非集成波形(加速度)。预测数据通道还可优选包括上采样数据块以提供用于时间同步平均(TSA)或阶次跟踪应用的更高分辨率数据。
[0051]模拟现场卡12的振动卡配置电路32优选包括一组串行-并行锁存器，其接收来自LGC 16的应用固件的配置数据的串行数据流。该数据被载入FPGA 36的接口中的并行-串行移位寄存器。然后，FPGA 36进行将所述串行数据移位至使用同步SPI格式的控制锁存器。
[0052]在运行该优选实施方案期间，MHM模块10对于DCS控制器19表现为具有与标准DCS输入模块21的标量输出相似的标量输出的多通道模拟输入卡，例如可输出测量的温度、压力或阀位置值。如在下文中更详细描述的，由模块10将振动信号转换成标量值，并通过DCS的背板将其呈递至DCS控制器19。DCS控制器19的一个例子是由Emerson ProcessManagement (Emerson Electric C0.的一个部门)制造的 Ovat1n?控制器。在典型的 DCS架构中，将仅十六个标量值作为高速扫描值呈递至DCS控制器19。在高速扫描中，DCS控制器19可以以高至10mS速率来读取这十六个标量值。
[0053]时间波形块数据(和一些标量值)可通过DCSI/0总线18使用例如远程桌面协议(RDP)等块数据传输方法以低于所述十六个标量