本发明专利技术涉及一种核电站多功能输入监视器模块，包括模拟量输入AI通道、模拟量输出AO通道和开关量输出DO通道，传感器信号输入送到监视器模块后，经过缓冲电路进行交、直流分离；直流信号经衰减，交流信号经过程控放大器放大后输入到模数AD转换器，在键相信号的同步下做AD转换；数据经CPU处理后转换成工程量，CPU分别连接模拟量输出AO通道、开关量输出DO通道和网络通讯电路；四个独立通道的记录输出、八个独立通道的报警开关量输出，可以跨通道自由组合，保护动作的开关量输出，可以进行跨模块复杂逻辑的组合输出；本发明专利技术简化TSI仪表的复杂结构，减少备品备件数量，降低用户使用成本，提高TSI仪表的安全性和可靠性。高TSI仪表的安全性和可靠性。高TSI仪表的安全性和可靠性。
【技术实现步骤摘要】
一种核电站多功能输入监视器模块
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][0001]本专利技术属于汽轮机监视保护仪表
，具体地说是一种核电站多功能输入监视器模块。
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技术介绍
][0002]汽轮机监视保护仪表(Turbine Supervisory Instruments，简称TSI仪表) 的常规如下所述：
[0003]核电站中使用了大量大型的旋转机械，如：汽轮发电机组、泵轴泵组系统等，TSI仪表除了应用于汽轮发电机组外，还可以应用于泵轴泵组系统，可以扩展延伸至旋转机械的监视和保护，是确保旋转机械安全运行的关键设备之一。目前，为了保证核电站的安全运行，按照核电站的运行规程要求，核电站的所有旋转机械都必须安装TSI仪表，包括汽轮发电机组、大型泵轴泵组机组等主设备、还包括风机、循环系统等辅助设备。TSI仪表需要监测和保护的参数信号很多，常用的测量参数有：振动(包括轴承振动、相对振动、轴振动)、轴向位移、胀差、偏心、转速、零转速、键相、汽缸膨胀、油动机行程、同步器行程等。由于各测量参数不同，其测量原理各异，造成了非电量转换和电信号的处理方式是完全不同的，所以目前各TSI仪表的生产厂家所采取的解决方案，提供多种类型的监视器测量模块，如：振动监视器、轴向位移监视器、胀差监视器、偏心监视器、转速监视器、零转速监视器、键相监视器、汽缸膨胀监视器、行程监视器等，分别监视保护振动(包括轴承振动、相对振动、轴振动)、轴向位移、胀差、偏心、转速、零转速、键相、汽缸膨胀、油动机行程、同步器行程等测量参数。涉及了10多种监视器模块(品种)、每一个品种下还有因为测量的量程、安装方式、继电器逻辑组合等的差异，又会形成许多规格，各类品种和各种规格，使得整个TSI仪表的组成结构相当复杂，用户使用时，备品备件的品种、规格繁多，造成成本高昂。
[0004]目前，在我国的核电站，基本上使用的都是国外进口的TSI产品，使用较多的国际品牌有：美国本特利(BN)公司、德国ERPO公司、日本新川(Shinkawa) 公司、瑞士Vibro
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Meter公司等TSI产品。尽管如此，进口产品的监视器模块还是多品种，但规格比较少，通过软件组态的方式，实现了减少规格的目的，但是备品备件的品种还是很多。
[0005]为此，若能实现将多种测量参数监视和保护功能集合在一个监视器模块内，通道的参数信号类型可以通过软件设置，各种整定参数根据参数类型自动适应；并提供超速保护和模块之间复杂逻辑设计的继电器输出等功能，将具有非常重要的意义。
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技术实现思路
][0006]本专利技术的目的就是要解决上述的不足而提供一种核电站多功能输入监视器模块，通过将多种测量参数监视和保护功能集合在一个监视器模块内，简化了 TSI仪表的复杂结构，减少了备品备件数量，降低了用户使用成本，提高了TSI 仪表的安全性和可靠性。
[0007]为实现上述目的设计一种核电站多功能输入监视器模块，包括模拟量输入 AI通道、模拟量输出AO通道、开关量输出DO通道和网络通讯电路，其中，所述模拟量输入AI通道，
传感器信号输入送到监视器模块后，经过缓冲电路进行交、直流分离；直流信号经衰减，交流信号经过程控放大器放大后输入到模数 AD转换器，在键相信号的同步下做AD转换；数据经中央处理器CPU处理后转换成工程量，中央处理器CPU分别连接模拟量输出AO通道、开关量输出DO通道和网络通讯电路；所述模拟量输出AO通道，中央处理器CPU送出的数字量，经数模转换器DAC数模转换、放大、阻抗匹配、转换成记录输出；所述开关量输出DO通道，中央处理器CPU送出的数字量，经继电器输出开关量信号，开关量输出与模拟量输入AI通道的对应关系自由组态或跨模块进行复杂逻辑组合输出；所述网络通讯电路提供一路RS485接口和两路CAN总线接口。
[0008]进一步地，传感器信号接入至监视器模拟量输入AI通道，根据所接入的传感器类型，通过开关逻辑控制数控电子开关，送给传感器所需要的+24VDC供电电源、
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24VDC供电电源、二线制有源信号输入或二线制无源信号输入。
[0009]作为优选，传感器信号接入至传感器类型201，根据接入的传感器类型，开关逻辑202控制数控电子开关203，使电源输出204判断送给传感器的供电电源是+24VDC、
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24VDC，或者二线制信号输入205送出，且传感器输入端子接线方式206中，端子SGN接输入信号，端子COM接信号公共线，端子POW接传感器电源。
[0010]作为优选，传感器输入的模拟信号经程控放大器301进行信号放大，程控放大器301根据通道组态确定放大器倍率，并将输入信号规范到AD转换器302 的适用范围，AD转换器302将模拟信号进行A/D转换，并将规范后的模拟信号转换为原始数字量送至数据转换及计算3，数据转换及计算303将原始数字量进行滤波，根据组态内容转换为工程数值，并检查报警状态，将数值存入模块的实时数据库，由实时数据通讯304将实时数据库中的内容发送给就地通讯组态模块和其他监视器模块，作为结果输出305，根据组态内容和实时数据，确定记录输出和开关工作状态；组态数据通讯306根据组态软件的命令，接收组态信息存入监视器模块非易失介质，或将本地组态发送给组态软件。
[0011]进一步地，所述模拟量输入AI通道中，传感器信号从传感器输入端101接入，送入信号保护回路102，信号保护回路102对输入信号进行限流、限压，其对外接输入信号的限压范围为
±
24V，限流范围为30mA，信号保护回路102输出端分别连接信号跟随回路103、信号跟随器输出115，信号跟随器输出115的输出信号接至DB9接口信号输出116，DB9接口信号输出116连接BNC接口输出117；信号跟随器103的输出端连接交直流分离回路104，并经交直流分离回路104将信号进行交直流分离后分成二路，分别进行交流取样和直流取样；交流信号经过交流取样回路105送至程控放大回路106，将信号调整至合适的范围，经AD 转换回路一107完成模数转换，将连续的模拟信号转换为数字信号，AD转换回路一107的输出端连接数字滤波回路108，数字滤波回路108对所采集的输入信号进行数字滤波后，在振动信号输出109送入CPU；直流信号经直流取样、程控放大回路110、AD转换回路二111调整为合适的信号，并在间隙信号输出112 送入CPU；CPU根据所接收的交直流信号的大小，自适应地输出一个直流信号，此信号经偏置信号输入113和DA转换回路114后，输入到直流信号程控放大器，以控制放大器的放大倍数。
[0012]作为优选，所述模拟量输入AI通道中，直流分量允许输入的电压范围为
ꢀ‑
24VDC～0～+24VD，组态成单通道测量方式或双通道组合型测量；交流分量允许输入的电压范围为4VPK
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PK，信号最大值20VACrms，信号频率范围0
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20KHz；转速信号由交流信号通过计算得
到，检波计算方法，可选为峰峰值测量、过零测量、指定触发点测量；给现场传感器供本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种核电站多功能输入监视器模块，其特征在于：包括模拟量输入AI通道、模拟量输出AO通道、开关量输出DO通道和网络通讯电路，其中，所述模拟量输入AI通道，传感器信号输入送到监视器模块后，经过缓冲电路进行交、直流分离；直流信号经衰减，交流信号经过程控放大器放大后输入到模数AD转换器，在键相信号的同步下做AD转换；数据经中央处理器CPU处理后转换成工程量，中央处理器CPU分别连接模拟量输出AO通道、开关量输出DO通道和网络通讯电路；所述模拟量输出AO通道，中央处理器CPU送出的数字量，经数模转换器DAC数模转换、放大、阻抗匹配、转换成记录输出；所述开关量输出DO通道，中央处理器CPU送出的数字量，经继电器输出开关量信号，开关量输出与模拟量输入AI通道的对应关系自由组态或跨模块进行复杂逻辑组合输出；所述网络通讯电路提供一路RS485接口和两路CAN总线接口。2.如权利要求1所述的核电站多功能输入监视器模块，其特征在于：传感器信号接入至监视器模拟量输入AI通道，根据所接入的传感器类型，通过开关逻辑控制数控电子开关，送给传感器所需要的+24VDC供电电源、
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24VDC供电电源、二线制有源信号输入或二线制无源信号输入。3.如权利要求1所述的核电站多功能输入监视器模块，其特征在于：传感器信号接入至传感器类型(201)，根据接入的传感器类型，开关逻辑(202)控制数控电子开关(203)，使电源输出(204)判断送给传感器的供电电源是+24VDC、
‑
24VDC，或者二线制信号输入(205)送出，且传感器输入端子接线方式(206)中，端子SGN接输入信号，端子COM接信号公共线，端子POW接传感器电源。4.如权利要求1所述的核电站多功能输入监视器模块，其特征在于：传感器输入的模拟信号经程控放大器(301)进行信号放大，程控放大器(301)根据通道组态确定放大器倍率，并将输入信号规范到AD转换器(302)的适用范围，AD转换器(302)将模拟信号进行A/D转换，并将规范后的模拟信号转换为原始数字量送至数据转换及计算3，数据转换及计算(303)将原始数字量进行滤波，根据组态内容转换为工程数值，并检查报警状态，将数值存入模块的实时数据库，由实时数据通讯(304)将实时数据库中的内容发送给就地通讯组态模块和其他监视器模块，作为结果输出(305)，根据组态内容和实时数据，确定记录输出和开关工作状态；组态数据通讯(306)根据组态软件的命令，接收组态信息存入监视器模块非易失介质，或将本地组态发送给组态软件。5.如权利要求1所述的核电站多功能输入监视器模块，其特征在于：所述模拟量输入AI通道中，传感器信号从传感器输入端(101)接入，送入信号保护回路(102)，信号保护回路(102)对输入信号进行限流、限压，其对外接输入信号的限压范围为
±
24V，限流范围为30mA...
【专利技术属性】
技术研发人员：屠勤，林宇，朱武亭，虞为慈，张明晖，朱文晶，
申请(专利权)人：核电运行研究上海有限公司，
类型：发明
国别省市：
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