一种振动监测表的冗余通道通信模块的制作方法

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1.本实用新型涉及一种旋转机械振动监测和保护仪表技术领域，具体涉及一种振动监测表的冗余通道通信模块。


背景技术：

2.旋转机械广泛用于电力、石化、冶金、制造、航空等几乎所有的工业部门，是生产中的关键动力设备，对安全生产影响很大。实际应用中，旋转机械的振动无法避免，而振动容易导致很多重要设备受损，即可能导致设备严重磨损而降低其使用寿命，或经常引发各种故障，以致降低或失去其预定的功能，如果不能及时发现，甚至可能引起严重的事故。因此，通过实时监测旋转机械的振动信号，并加以分析和处理，掌握设备的运行状态以及发展趋势等信息，这些信息有助于相关人员在旋转机械设备发生严重故障或酿成严重事故之前发现问题，并提前加以维护修理，从而能够有效避免重大事故发生。专利cn 208765838u公开了一种数字型双通道振动监测表，其具体工作过程为：模拟信号预处理电路的模拟信号经过所述a/d转换电路转换成数字信号输入到中央处理单元，中央处理单元根据算法计算出用以表明振动工况的速度、位移或加速度值，经过高速高精度的转换输出相应的测量值，线性输出含有能够表征振动参量信息的测量值，并可方便地接入plc、dcs或计算机等上位机进行深入的分析和处理。同时，其具备数字化状态监测功能，可与状态监测软件互连，传送静态参数(趋势、实时值、报警状态、间隙电压值、系统ok状态)或动态参数(波形图、频谱图、键相信号、瀑布图)，分析系统运行状态。
3.在实际应用中，一般采用振动监测表监测旋转机械的振动信号，并通过通信电缆将监测结果传送至相关工作人员处。传送中多采用循环冗余校验码(crc)、确认
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重传等方法和机制保障传输正常进行。但是受环境电磁干扰、线缆老化、绝缘层破损、接线不规范等因素影响，时常发生数据失真、传送失败等情况，而且这些情况具有突发性和隐蔽性，不易排查和解决。这些都严重影响工作人员对旋转机械振动状态的判断，无法及时发现甚至预见到问题或故障的发生。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的缺点，提供一种振动监测表的冗余通道通信模块。
5.为了实现上述目的，本实用新型涉及的振动监测表的冗余通道通信模块，包括接口电路、分配/表决单元、光纤收发电路、电缆收发电路和无线收发电路，所述接口电路前端振动监测表相连，后端与分配/表决单元相连，调整振动监测表待发送信号并发送给分配/表决单元，所述分配/表决单输出端分别与光纤收发电路、电缆收发电路和无线收发电路连接，对待发送和接收到的信号进行分配和表决处理，控制信号通过光纤收发电路、电缆收发电路、无线收发电路三种不同的路径进行收发。
6.具体地，所述接口电路采用模拟
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数字转换芯片和逻辑电平转换芯片，将振动监测
表输出的信号转换为ttl电平，接口电路1前端设有输入输出端子，所述输入输出端子数量为1个，连接振动监测表的通信电缆接口，后端连接分配/表决单元，用于调整信号的逻辑电平及速率，使其与分配/表决单元相匹配。
7.具体地，所述分配/表决单元对待发送信号缓存后，分别送入光纤收发电路、电缆收发电路和无线收发电路三个收发电路进行发送，对收发电路送入的接收信号进行表决，确定采用哪个电路接收到的信号。
8.具体地，所述光纤收发电路对分配/表决单元送入的信号进行编码、调制后，以光信号发送，并对接收到的光信号进行解调、解码后送入分配/表决单元。
9.具体地，所述电缆收发电路对分配/表决单元送入的信号进行编码后，以电信号发送，并对接收到的电信号进行解码后送入分配/表决单元。
10.具体地，所述无线收发电路对分配/表决单元送入的信号进行编码、调制后，以无线电信号发送，并对接收到的无线电信号进行解调、解码后送入分配/表决单元。
11.所述振动监测表的冗余通道通信模块还包括壳体，接口电路、分配/表决单元、光纤收发电路、电缆收发电路和无线收发电路置于壳体内，接口电路的输入输出端子固定在壳体上，在壳体上设置电缆接入口和光纤接入口，分别用于与电缆收发电路和光纤收发电路连接，壳体上还设置电源接口，电源接口外接220vac或24vdc电源。
12.本实用新型与现有技术相比具有以下优点：(1)适应于已安装振动监测表的各种旋转机械，在较少的投入下增加通信的可靠性；(2)所述接口电路采用模拟
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数字转换芯片，把抗干扰能力弱，容易失真的模拟量数字化，处理成0和1组成的序列，不仅使设备灵活、精确、抗干扰能力增强，且远距离传输速度快、不失真；(3)利用高速嵌入式系统的充足计算能力，实时统计和分析各个通信电路发生通信异常的时间、频率、严重程度，建立相关异常发生模型，自动选择最优通信电路进行通信；(4)多种通信电路并行使用，可在不停机的情况下，对某一条电路进行维护。
附图说明：
13.图1为本实用新型涉及的振动监测表的冗余通道通信模块的电路结构框图。
14.图2为本实用新型涉及的振动监测表的冗余通道通信模块的机械结构示意图。
具体实施方式：
15.下面结合附图，对本实用新型作进一步的详细说明。
16.实施例1
17.如图1所示，本实施例涉及的一种振动监测表的冗余通道通信模块，包括接口电路1、分配/表决单元2、光纤收发电路3、电缆收发电路4和无线收发电路5，所述接口电路1前端振动监测表相连，后端与分配/表决单元2相连，调整振动监测表待发送信号并发送给分配/表决单元2，所述分配/表决单2输出端分别与光纤收发电路3、电缆收发电路4和无线收发电路5连接，对待发送和接收到的信号进行分配和表决处理，控制信号通过光纤收发电路3、电缆收发电路4、无线收发电路5三种不同的路径进行收发。
18.具体地，所述冗余通道通信模块一般两个为一组，成组配合使用。
19.具体地，所述接口电路采用模拟
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数字转换芯片和逻辑电平转换芯片，将振动监测
表输出的信号转换为ttl电平。接口电路1前端设有输入输出端子，所述输入输出端子数量为1个，连接振动监测表的通信电缆接口，后端连接分配/表决单元，用于调整信号的逻辑电平及速率，使其与分配/表决单元2相匹配。
20.具体地，所述分配/表决单元2对待发送信号缓存后，分别送入光纤收发电路3、电缆收发电路4和无线收发电路5三个收发电路进行发送；对收发电路送入的接收信号进行表决，确定采用哪个电路接收到的信号。
21.具体地，所述光纤收发电路3对分配/表决单元2送入的信号进行编码、调制后，以光信号发送，并对接收到的光信号进行解调、解码后送入分配/表决单元2。所述光信号一般通过光纤传输，光纤收发电路3采用一体化ttl光模块，其外接光缆。
22.具体地，所述电缆收发电路4对分配/表决单元2送入的信号进行编码后，以电信号发送，并对接收到的电信号进行解码后送入分配/表决单元2。所述电信号一般通过电缆传输，电缆收发电路4采用rs485逻辑电平，其外接电缆。
23.具体地，所述无线收发电路5对分配/表决单元送入的信号进行编码、调制后，以无线电信号发送，并对接收到的无线电信号进行解调、解码后送入分配/表决单元2。所述无线电信号一般基于wifi进行传输，无线收发电路采用基于wifi的mqtt协议与wifi模块连接。
24.如图2所示，一种振动监测表的冗余通道通信模块还包括壳体，接口电路1、分配/表决单元2、光纤收发电路3、电缆收发电路4和无线收发电路5置于壳体6内，接口电路1的输入输出端子7固定在壳体6上，在壳体6上设置电缆接入口8和光纤接入口9，分别用于与电缆收发电路4和光纤收发电路3连接，壳体6上还设置电源接口，电源接口外接220vac或24vdc电源，适用于不同的现场供电系统。
25.本实施例涉及的一种振动监测表的冗余通道通信模块，具体使用方法为：
26.(1)接口电路1前端振动监测表相连，调整振动监测表待发送信号并发送给分配/表决单元2，所述分配/表决单2控制待发送信号通过光纤收发电路3、电缆收发电路4、无线收发电路5三种不同的路径同步发送，在通信数据中，均带有发送时的时间戳、crc码、发送序号等统计分析用数据段。
27.(2)分配/表决单元先后接收到三个收发电路发来的数据，优先采用最优通信电路传来的数据，当此最优通信电路的数据出现异常时(crc错误、超时、无应答等)，采用次优收发电路的数据，同时比对异常是否符合异常发生模型。若符合，则更新模型数据，向用户提示异常。若不符合，则表示偶发故障，向用户提示异常但不更新模型。次优收发电路异常同理。当所有电路均异常时，降级采用三取二容错逻辑确定数据。当三取二也不能确定数据时，拒绝后续任何数据收发。
28.其中，通信模块的内置软件实时统计单位时间(如3分钟)内每个通信电路的通信延时、crc校验错误、发送顺序错误、无应答等通信异常的发生次数，按照通信异常的严重程度对通信电路的通信质量评分，如无应答1次计5分、发送顺序错误计3分，crc校验错误计1分，通信延时每10ms计0.1分，得分最小的通信电路即为此单位时间内的最优通信电路，将一天24小时内的所有通信电路的通信质量评分汇总形成一张时间与最优通信电路的对照表，由通信模块软件自动根据当前时间切换最优通信电路，通信电路的通信质量评分每日每时不断更新、累计，逐渐形成每月、每日、每时的最优通信电路模型，并形成对应的异常发生模型，得到通信异常报告，根据此两个模型，主动发现异常通信电路和异常原因，提前安
排对通信电路的检修与维护。
29.本实施例涉及的一种振动监测表的冗余通道通信模块采用智能容错算法，其不同于被动的三取二容错逻辑和权重顺序容错逻辑，智能容错算法以通信异常发生模型为依托，主动选择不发生或少发生通信异常的电路。同时向下兼容三取二容错逻辑和权重顺序容错逻辑，在发生模型失效的突发通信异常时，依然可以保障通信的正常。