专利名称：在线点检监测系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种在生产制造企业中对设备进行监测的在线点检监测系统。
背景技术：
目前在工厂中对关键设备进行状态监测一般采用多通道同步监测的方式。这种方 式可以实现对设备所有信号的同步监测，保证系统能获取到设备不同工况下的各种信息， 且每一工况下的相关信息都是完整的。这些信息包括各个测点的振动信号，各个振动测点 之间的相位信号以及其它各种工艺量信号，便于专业分析人员进行信号对比、分析及设备 故障的诊断。这种监测方式投入较大、成本很高，只用于极其关键的设备。对重要设备进行监测普遍采用的是在线点检(巡检)监测方式，即输入的信号较 多(M个输入模拟信号)，有N个A/D转换通道，M > N，在线点检监测系统必须采用循环扫 描的方式进行采集。目前的方法是将M个输入模拟信号分成N组，每组中的输入模拟信号 通过单路开关输入到1个A/D转换通道。每次A/D转换仅有1个输入模拟信号被顺序选中 (即与该输入模拟信号对应的单路开关闭合)，直到组内所有信号都被采集到即完成1个采 集循环。对应M个输入模拟信号，需要M个单路开关，这些开关被分配到N组，不同组的开 关可由同一个译码器进行译码选择控制。图1、2是现有的一个具有16个输入模拟信号，4 个A/D转换通道的在线点检监测系统，A/D转换通道A/D1-A/D4及译码器与CPU相连接；其 输入模拟信号的同步是固定的，由外部接线来确定，不能实现在线编程。这种监测方式只能 保证部分信号的同步采集，与多通道同步监测方式相比，其成本较低，属于一种比较经济的 在线监测方法，因此在工厂获得了广泛应用。虽然目前的在线点检监测系统以较低成本解决了数据采集的实时性、准确性与安 全性问题，且保证了部分信号的同步采集；但是一旦设备发出预警信号，需要对各个测点信 号，测点信号之间的相互关系进行更全面深入的分析时，其存在的不足就暴露出来了。主要 表现在当在线点检监测系统调试完毕接线确定后，输入模拟信号的同步是固定的，不能根 据采集指令在线灵活改变，因而仅能实现部分信号的同步采集，无法实现任意两路输入模 拟信号的同步采集，而这对设备状态分析与故障诊断是非常重要的。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种在线点检监测系统，可以用最简单的方式在 M个输入模拟信号中实现任意两个信号的同步采集，而且成本低并可在线编程。为解决上述技术问题，本发明的在线点检监测系统包括M个输入模拟信号，处理 器，与处理器连接的N个A/D转换通道，M和N均为大于等于2的正整数，M > N ；各输入模 拟信号分别通过一个单路开关输入到相应的A/D转换通道；其中所述单路开关划分为3 个序列，每个序列中的单路开关Kxy的位置排列设置如下，序列1，Kxy的第一位下标X = i，第二位下标γ = 1 ；序列2，Kxy的第一位下标X，由X = 2开始依次递增直至X = M为止；第二位下标Y，由Y = 2至Y = N依次递增并重复循环，当第一位下标X = M时循环终止，组合形成序列 2中各单路开关Kxy的位置排列；序列3，Kxy的第一位下标X，由X = Ν+1开始依次递增直至X = M为止；第二位下 标Y，由Y = 1至Y = N-I依次递增并重复循环，当第一位下标X = M时循环终止，组合形成 序列3中各单路开关Kxy的位置排列；其中Axy的第一位下标X表示输入模拟信号的序号，第二位下标Y表示A/D转换 通道的序号，Kxy表示一端与第X根输入模拟信号线连接的单路开关，其另一端连接到第Y 个A/D转换通道；各序列中对应同一 A/D转换通道的单路开关组成一组，每组单路开关中分别设有 一个译码器，对其组内的单路开关进行译码选择控制。采用本发明的在线点检监测系统能够用最简单的方式实现M个输入模拟信号中 任意两个信号的同步采集，实现的成本低，并可在线编程。
下面结合附图与具体实施方式
对本发明作进一步详细的说明图1是现有的在线点检监测系统信号采集流程示意图；图2是现有的在线点检监测系统信号切换原理示意图；图3是用于信号切换的单路开关分布位置定义规则示意图；图4是输入模拟信号与A/D转换通道数量相等时，实现任意两个信号同步采集的 单路开关分布位置图；图5是输入模拟信号大于A/D转换通道数量时，实现任意两个信号同步采集的单 路开关分布位置图；图6是A/D转换通道数量为2时，实现任意两个信号同步采集的单路开关分布位 置图；图7是A/D转换通道数量为3时，实现任意两个信号同步采集的单路开关分布位 置图；图8是A/D转换通道数量为4时，实现任意两个信号同步采集的单路开关分布位 置图。图9是输入模拟信号数量为16，A/D转换通道数量为4时，实现任意两个信号同步 采集的原理示意图。
具体实施例方式本发明的在线点检监测系统使用最少数量的2Μ-Ν个单路开关，按照特定规则将 这些单路开关分配到每个组；每组中的单路开关由各自独立的译码器对其进行译码选择控 制。参见图3所示，单路开关位置定义的规则是，每个节点代表1个单路开关Kxy，其中， K的第一位下标X表示输入模拟信号的序号，第二位下标Y表示A/D转换通道的序号；Kxy表 示一端与第X路输入模拟信号线连接的单路开关，其另一端连接到第Y路A/D转换通道。要 在M个输入模拟信号中实现任意两路信号同步，最少要用2Μ-Ν个单路开关。
如图4所示，当M = N时，显然只需要M个单路开关(虽然这些开关可以一直闭 合)。当A/D转换通道数量N不变时，增加1个输入模拟信号，需要增加1根输入模拟信号 线；因为每个A/D转换通道上已经有了 1个单路开关，要想实现任意两个信号同步采集，必 须在新增加的输入模拟信号线上增加2个单路开关，如图5所示。此时开关数量等于2M-N+2 =2(M+1)-N = 2M' -N ；其中M'是输入模拟信号数量。此后，每增加1个输入模拟信号必 须增加2个单路开关来保证让任意两个信号同步采集。参见图6所示，当A/D转换通道数量N为2，输入模拟信号的数量M大于N时，单路 开关分布位置分别为Kn，K22，K31，……。单路开关Kxy的分布位置可以划分为3个序列，各 序列中所包括的单路开关如表1所示。 表 1参见图7所示，当A/D转换通道数量N为3，输入模拟信号的数量M大于N时，单路 开关分布位置分别为Kn，K22，K33，……。单路开关分布位置同样可以划分为3个序列，各序 列中所包括的单路开关如表2所示。 表2参见图8所示，当A/D转换通道数量N为4，输入模拟信号的数量M大于N时，单路 开关分布位置分别为K11, K22，K33，K44，K51，K52，K62，K63，K73，K74，K81，K82……。单路开关分布位
置同样可以划分为3个序列，各序列中所包括的单路开关如表3所示。 表3当输入模拟信号的数量M为大于等于2的任意正整数，A/D转换通道数量N也为 大于等于2的任意正整数，且M > N时，单路开关分布位置排列设置同样可以划分为3个序 列，各序列中所包括的单路开关如表4所示。 表 4根据上表4可以确定每个单路开关的位置(即各输入模拟信号通过单路开关输入 到相应A/D转换通道的对应关系)。即序列1，单路开关Kxy的位置排列设置为K11 ；表示一端与第1个输入模拟信号线连 接的单路开关K11,其另一端连接到第1个A/D转换通道。序列2，单路开关Kxy按如下规则设置其位置排列，Kxy的第一位下标X，由X = 2开 始依次递增直至X = M为止，第二位下标Y，由γ = 2至Y = N依次递增并重复循环，当第一 位下标X = M时循环终止，第一位下标X和第二位下标Y组合形成序列2中各单路开关Kxy 的位置排列。序列3，单路开关Kxy按如下规则设置其位置排列，Kxy的第一位下标X，由X = Ν+1 开始依次递增直至X = M为止，第二位下标Y，由Y = 1至Y = N-I依次递增并重复循环，当 第一位下标X = M时循环终止，第一位下标X和第二位下标Y组合形成序列3中各单路开 关Kxy的位置排列。对应着同一个A/D转换通道的那些单路开关(即输入模拟信号)组成一组，每个A/D转换通道各自使用一个独立的译码器来完成单路开关译码选择。参见图9所示，以16个输入模拟信号a_p，4个A/D转换通道A/D1-A/D4为例，单 路开关位置同样划分为3个序列，各单路开关分布位置如表5所示。 表 5在表1至表5中序列2和序列3中各单路开关的位置排列设置均终止于最后1个 输入模拟信号。由图9和表5可以看出，16个输入模拟信号a-ρ被分为4组，输入模拟信号a，e, h，k，η为一组，每根输入模拟信号线分别通过一个单路开关与A/D转换通道A/D1相连接； 输入模拟信号b，e, f，h，i，k，1，η, ο为一组，每根输入模拟信号线分别通过一个单路开关 与A/D转换通道A/D2相连接；输入模拟信号c，f，g，i，j，1，m, ο, ρ为一组，每根输入模拟 信号线分别通过一个单路开关与A/D转换通道A/D3相连接；输入模拟信号d，g，j，m，ρ为 一组，每根输入模拟信号线分别通过一个单路开关与A/D转换通道A/D4相连接。每个A/D 转换通道使用1个独立的译码器对单路开关进行译码选择控制。A/D转换通道A/D1-A/D4 以及译码器1-译码器4与处理器(即图9所示的CPU)相连接。对输入模拟信号分组时，每组中的输入模拟信号均等或不均等。需要说明的是因为任意两个输入模拟信号组合没有顺序规定，图9中的单路开关 的个数是确定的，但是单路开关的分布位置图是可变的。例如将上例中的A/D转换通道A/ D2与A/D4以及连同与之连接的单路开关进行整体交换后同样可以实现任意两路信号的同 步采集，而单路开关位置序列的定义却发生了变化。然而，最少的开关数量2M-N却是不变 的。以上通过具体实施方式
和实施例对本发明进行了详细的说明，但这些并非构成对 本发明的限制。在不脱离本发明原理的情况下，本领域技术人员还可做出许多变形和改进， 这些也应视为本发明的保护范围。
权利要求
一种在线点检监测系统包括M个输入模拟信号，处理器，与处理器连接的N个A/D转换通道，M和N均为大于等于2的正整数，M＞N；各输入模拟信号分别通过一个单路开关输入到相应的A/D转换通道；其特征在于所述单路开关划分为3个序列，每个序列中的单路开关KXY的位置排列设置如下，序列1，KXY的第一位下标X＝1，第二位下标Y＝1；序列2，KXY的第一位下标X，由X＝2开始依次递增直至X＝M为止；第二位下标Y，由Y＝2至Y＝N依次递增并重复循环，当第一位下标X＝M时循环终止，组合形成序列2中各单路开关KXY的位置排列；序列3，KXY的第一位下标X，由X＝N+1开始依次递增直至X＝M为止；第二位下标Y，由Y＝1至Y＝N 1依次递增并重复循环，当第一位下标X＝M时循环终止，组合形成序列3中各单路开关KXY的位置排列；其中KXY的第一位下标X表示输入模拟信号的序号，第二位下标Y表示A/D转换通道的序号，KXY表示一端与第X根输入模拟信号线连接的单路开关，其另一端连接到第Y个A/D转换通道；各序列中对应同一A/D转换通道的单路开关组成一组，每组单路开关中分别设有一个译码器，对其组内的单路开关进行译码选择控制。
2.如权利要求1所述的在线点检监测系统，其特征在于所述单路开关至少为2Μ-Ν个。
3.如权利要求1所述的在线点检监测系统，其特征在于对所述输入模拟信号进行分 组，每组中的输入模拟信号均等或不均等。
全文摘要
本发明公开了一种在线点检监测系统，包括M个输入模拟信号，N个A/D转换通道；各输入模拟信号分别通过一个单路开关输入到A/D转换通道；单路开关划分为3个序列，每个序列中单路开关KXY的位置排列分布如下，序列1，KXY的第一位下标X＝1，第二位下标Y＝1；序列2，KXY的第一位下标由X＝2开始依次递增直至X＝M为止，第二位下标由Y＝2至Y＝N依次递增并循环，当第一位下标X＝M时循环终止；序列3，KXY的第一位下标由X＝N+1开始依次递增直至X＝M为止，第二位下标由Y＝1至Y＝N-1依次递增并重复循环，当第一位下标X＝M时循环终止；各序列中对应同一A/D转换通道的单路开关组成一组。本发明能在M个输入模拟信号中实现对任意两个信号的同步采集。
文档编号G05B23/02GK101907889SQ200910057370
公开日2010年12月8日 申请日期2009年6月4日 优先权日2009年6月4日
发明者宋海峰, 程光友, 聂卫华, 贾维银, 赵爱华 申请人:安徽容知日新信息技术有限公司