多台旋转机械运行状态的监控系统及监控方法
【专利摘要】本发明公开了一种多台旋转机械运行状态的监控系统及监控方法，其中包括机柜，在机柜中设置有工业计算机、显示设备、继电器和供电电源；监控方法包括系统信息初始化、信号采集、数据分析、异常报警、打包收集数据、结束等步骤。本发明在监测规模相同的情况下，减少了设备，节约了成本和减少了占用空间，四根通信线缆替代原有上千根信号线缆，降低了维护成本，扩展性更好，可以根据需要调整计算机内的CAN通信控制器和监测装置节点数量，以满足监测不同数量的旋转机械的需要。相比现成的工控系统软件，更具灵活性和针对性，对于大数据量的数据通信更具实用性。
【专利说明】多台旋转机械运行状态的监控系统及监控方法
【技术领域】
[0001]本发明属于一种机械运行状态的监控系统及其监控方法，具体涉及一种多台旋转机械运行状态的监控系统及监控方法。
【背景技术】
[0002]旋转机械的运行状态是工作人员最为关心的内容。旋转机械运行时，转速、功耗是判断该机械是否正常的重要指标，所以需对其进行监测，并通过数据分析，对运行状态进行判断，从而调整旋转机械的运行状态，对其进行保护。多台旋转机械运行状态的监控系统就是设置于运行现场，用于监测旋转机械运行参数，进行数据分析，输出控制信号的重要监测设备。
[0003]如图1所示，按照工艺要求，多台旋转机械按照组别进行划分，每个组分为2~4个段，每个段有多台(即N2台)旋转机械，一般规模的旋转机械通常包括20余个组，共80余个段。按照现有技术，每段设置监控系统的模式，共需要设置80余套监控系统，监控系统十分庞杂、且占地面积巨大。
【发明内容】
[0004]本发明为解决上述问题而提出，其目的是提供一种多台旋转机械运行状态的监控系统及其监控方法。
[0005]本发明的技术方案是:一种多台旋转机械运行状态的监控系统，包括机柜，在机柜中设置有工业计算机、显示设备、继电器和供电电源，所述的工业计算机与显示设备相连，工业计算机包括CAN通信控制器和I/O控制器，CAN通信控制器和I/O控制器分别插入到工业计算机的PCI插槽中，每段中的多个监测装置节点和该段的CAN中继器通过CAN总线串行连接到CAN通信控制器上。
[0006]所述的供电电源分别为各段的监测装置节点、中继器以及机柜内的继电器供电。
[0007]所述的CAN通信控制器至少有两个，且任意一个CAN通信控制器均至少有两个CAN总线接口。
[0008]一种多台旋转机械运行状态的监控方法，包括以下步骤:
(i )开始；
(? )转速数据初始化；
(iii)判断转速数据的采集是否完成，如果完成执行第Gx)步，如果没有完成执行第(iv)
I K
少；
(iv)向硬件系统中的监测装置节点发送采集命令；
(V)监测装置节点完成数据采集后程序会返回到第(iii)步，同时执行第(Vi)步；
(Vi)将采集到的转速数据放入转速数据缓存区中，供第(Vii)步、第(XiX)步和第(xxi)步使用；
(vii)将转速数据缓存区中的转速数据进行打包，之后转速数据采集进入休眠状态，程序返回到第(iii)步，等待下一周期转速数据初始化后的数据采集；
(viii)转速数据采集结束；
(ix)转速采集完成后，状态数据初始化；
(X)报警数据初始化；
(X i )判断状态信息是否生成，如果已经生成状态信息则执行第(X V )步，否则执行第(X ii)步；
(X ?)判断是否被屏蔽，如果被屏蔽，则返回到第(X i )步；如果没有被屏蔽，则执行第(X iii)步；
(X in)既没有生成状态信息，也没有被屏蔽的情况下，分析转速数据后得出状态信息，供第(X iv)步和第(X vi)步使用；
(x iv)将生成的状态信息放入状态数据缓存区内，供第(XV)步和第(X viii)步使用；(X V )将状态 数据缓存区内的状态数据和报警数据进行打包，并输出到硬件系统的I/O控制器，状态采集流程结束；
(xvi)判断状态信息是否正常，如果不正常，则执行第(xvii)步；否则返回第(X i )步重新进行判断；
(X Vii)生成报警数据，将报警数据分别用于第(XV)步和第(X X )步；
(xviii)将状态数据缓存区中的状态数据进行界面显示；
(xix)将转速数据缓存区中的转速数据进行界面显示；
(X X)将生成的报警数据进行界面显示；
(X X i )将第(Vi)步转速数据缓存区内的转速数据进行数据分析后，供第(Xiii)步使用。
[0009]本发明在监测规模相同的情况下，减少了设备，节约了成本和减少了占用空间，节约了维护成本。四根通信线缆替代原有上千根信号线缆，减小了维护人员的维修难度，扩展性更好，可以根据需要调整计算机内的CAN通信控制器和监测装置节点数量，以满足监测不同数量的旋转机械的需要。相比现成的工控系统软件，更具灵活性和针对性，对于大数据量的数据通信更具实用性。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]图1是现有现场站监控一组旋转机械示意图；
图2是本发明监控一组旋转机械示意图；
图3是本发明中机柜的结构示意图；
图4是本发明监控方法的流程图。
[0011]其中:
I机柜2工业计算机
3显示设备4 CAN通信控制器
5 I/O控制器 6继电器 7供电电源8监测装置节点
9 CAN中继器 10 CAN总线。【具体实施方式】
[0012]以下，参照附图及实施例对本发明进行详细说明:
如图2、3所示，一种多台旋转机械运行状态的监控系统，包括机柜1，在机柜I内设置有工业计算机2、显示设备3、继电器6和供电电源7。其中，工业计算机2与显示设备3相连，工业计算机2包括CAN通信控制器4和I/O控制器5，CAN通信控制器4和I/O控制器5分别插入到工业计算机2的PCI插槽中。每段中的多个监测装置节点8和该段的CAN中继器9通过CAN总线10串行连接到CAN通信控制器4上。
[0013]供电电源7为多台，分别为各段的监测装置节点8、CAN中继器9以及机柜I内的继电器6供电。CAN通信控制器4至少有两个CAN总线10接口，其采用研华PC1-1680U。
[0014]I/O控制器5和继电器6组合使用，通过工业计算机2处理，可以将旋转机械的保护信号，输出给其他的监控设备。其中，I/o控制器5采用研华PC1-1762 ;继电器6采用和泉24V继电器；工业计算机2采用研华工控机610H。
[0015]显示设备3与工业计算机2相连，可以显示出转速功耗数据、段设备运行参数分布规律、段设备运行状态、报警信息等。显示设备3采用三星液晶屏961GW。
[0016]供电电源7采用明伟卡槽式电源；测装置节点8采用ZJJC20T型监测装置；CAN中继器9型号为CC100-TZ ；CAN总线10为标准CAN总线线缆。
[0017]如图4所示，应用上述多台旋转机械运行状态的监控系统的监控方法，包括以下步骤:
(i)开始(SI);
(ii)转速数据初始化(S2)；
(iii)判断转速数据的采集是否完成，如果完成执行第(ix)步，如果没有完成执行第(iv)步(S3)；
(iv)向硬件系统中的监测装置节点8发送采集命令(S4)；
(V )监测装置节点8完成数据采集后程序会返回到第(iii)步，同时执行第(vi)步(S5);
(vi)将采集到的转速数据放入转速数据缓存区中，供第(vii)步、第(xix)步和第(xxi)步使用(S6)；
(vii)将转速数据缓存区中的转速数据进行打包，之后转速数据采集进入休眠状态(sleep)，程序返回到第(iii)步，等待下一周期转速数据初始化后的数据采集(S7)；
(viii)转速数据采集结束(S8)；
(ix)转速采集完成后，状态数据初始化(S9)；
(X)报警数据初始化(SlO);
(X i )判断状态信息是否生成，如果已经生成状态信息则执行第(X V )步，否则执行第(X ii)步(Sll)；
(xii)判断是否被屏蔽，如果被屏蔽，则返回到第(X i )步；如果没有被屏蔽，则执行第(xiii)步(S12)；
(X in)既没有生成状态信息，也没有被屏蔽的情况下，分析转速数据后得出状态信息，供第(X iv)步和第(X vi)步使用(S13)；
(X iv)将生成的状态信息放入状态数据缓存区内，供第(X V )步和第(xviii)步使用(S14)； (X V)将状态数据缓存区内的状态数据和报警数据进行打包，并输出到硬件系统的I/O控制器5，状态采集流程结束(S15)；
(xvi)判断状态信息是否正常，如果不正常，则执行第(xvii)步；否则返回第(X i )步重新进行判断(S16);
(X Vii)生成报警数据，将报警数据分别用于第(XV)步和第(X X )步(S17);
(X viii)将状态数据缓存区中的状态数据进行界面显示(S18 );
(xix)将转速数据缓存区中的转速数据进行界面显示(S19);
(X X)将生成的报警数据进行界面显示(S20)；
(X X i )将第(vi)步转速数据缓存区内的转速数据进行数据分析后，供第(xiii)步使用(S21)；
所述第(X viii)?(X X )步中的界面显示，是往复循环显示，以保证界面实时更新。
[0018]本发明在监测规模相同的情况下，减少了设备，节约了成本和减少了占用空间，节约了维护成本。四根通信线缆替代原有上千根信号线缆，减小了维护人员的维修难度，扩展性更好，可以根据需要调整计算机内的CAN通信控制器和监测装置节点数量，以满足监测不同数量的旋转机械的需要。相比现成的工控系统软件，更具灵活性和针对性，对于大数据量的数据通信更具实用性。
【权利要求】
1.一种多台旋转机械运行状态的监控系统，包括机柜(1)，在机柜(I)中设置有工业计算机(2)、显示设备(3)、继电器(6)和供电电源(7)，其特征在于:所述的工业计算机(2)与显示设备(3 )相连，工业计算机(2 )包括CAN通信控制器(4)和I/O控制器(5 )，CAN通信控制器(4)和I/O控制器(5)分别插入到工业计算机(2)的PCI插槽中，每段中的多个监测装置节点(8)和该段的CAN中继器(9)通过CAN总线(10)串行连接到CAN通信控制器(4)上。
2.根据权利要求1所述的一种多台旋转机械运行状态的监控系统，其特征在于:所述的供电电源(7)分别为各段的监测装置节点(8)、中继器(9)以及机柜(I)内的继电器(6)供电。
3.根据权利要求1所述的一种多台旋转机械运行状态的监控系统，其特征在于:所述的CAN通信控制器(4)至少有两个，且任意一个CAN通信控制器(4)均至少有两个CAN总线接口。
4.一种应用权利要求1中所述多台旋转机械运行状态的监控系统的监控方法，其特征在于包括以下步骤: (i )开始； (? )转速数据初始化； (iii)判断转速数据的采集是否完成，如果完成执行第Gx)步，如果没有完成执行第(iv)I K 少； (iv)向硬件系统中的监测装置节点(8)发送采集命令； (V)监测装置节点(8)完成数据采集后程序会返回到第(iii)步，同时执行第(vi)步； (vi)将采集到的转速数据放入转速数据缓存区中，供第(vii)步、第(xix)步和第(xxi)步使用； (vii)将转速数据缓存区中的转速数据进行打包，之后转速数据采集进入休眠状态，程序返回到第(iii)步，等待下一周期转速数据初始化后的数据采集； (viii)转速数据采集结束； (ix)转速采集完成后，状态数据初始化； (X)报警数据初始化； (X i )判断状态信息是否生成，如果已经生成状态信息则执行第(X V )步，否则执行第(X ii)步； (X ii)判断是否被屏蔽，如果被屏蔽，则返回到第(X i )步；如果没有被屏蔽，则执行第(X iii)步； (X in)既没有生成状态信息，也没有被屏蔽的情况下，分析转速数据后得出状态信息，供第(X iv)步和第(X vi)步使用； (X iv)将生成的状态信息放入状态数据缓存区内，供第(XV)步和第(X viii)步使用；(X V)将状态数据缓存区内的状态数据和报警数据进行打包，并输出到硬件系统的I/O控制器(5 )，状态采集流程结束； (xvi)判断状态信息是否正常，如果不正常，则执行第(xvii)步；否则返回第(X i )步重新进行判断； (X Vii)生成报警数据，将报警数据分别用于第(XV)步和第(X X )步；(xviii)将状态数据缓存区中的状态数据进行界面显示； (xix)将转速数据缓存区中的转速数据进行界面显示； (X X)将生成的报警数据进行界面显示； (X X i )将第(Vi)步转速数据缓存区内的转速数据进行数据分析后，供第(Xiii)步使用。
【文档编号】G05B19/418GK103941708SQ201410193343
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】刘彬, 孙富志, 高亚男, 钱世玺, 陆春华 申请人:核工业理化工程研究院