專利名稱：在線點檢監測系統的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種在生產制造企業中對設備進行監測的在線點檢監測系統。
背景技術：
目前在工廠中對關鍵設備進行狀態監測一般采用多通道同步監測的方式。這種方 式可以實現對設備所有信號的同步監測，保證系統能獲取到設備不同工況下的各種信息， 且每一工況下的相關信息都是完整的。這些信息包括各個測點的振動信號，各個振動測點 之間的相位信號以及其它各種工藝量信號，便于專業分析人員進行信號對比、分析及設備 故障的診斷。這種監測方式投入較大、成本很高，只用于極其關鍵的設備。對重要設備進行監測普遍采用的是在線點檢(巡檢)監測方式，即輸入的信號較 多(M個輸入模擬信號)，有N個A/D轉換通道，M > N，在線點檢監測系統必須采用循環掃 描的方式進行采集。目前的方法是將M個輸入模擬信號分成N組，每組中的輸入模擬信號 通過單路開關輸入到1個A/D轉換通道。每次A/D轉換僅有1個輸入模擬信號被順序選中 (即與該輸入模擬信號對應的單路開關閉合)，直到組內所有信號都被采集到即完成1個采 集循環。對應M個輸入模擬信號，需要M個單路開關，這些開關被分配到N組，不同組的開 關可由同一個譯碼器進行譯碼選擇控制。圖1、2是現有的一個具有16個輸入模擬信號，4 個A/D轉換通道的在線點檢監測系統，A/D轉換通道A/D1-A/D4及譯碼器與CPU相連接；其 輸入模擬信號的同步是固定的，由外部接線來確定，不能實現在線編程。這種監測方式只能 保證部分信號的同步采集，與多通道同步監測方式相比，其成本較低，屬于一種比較經濟的 在線監測方法，因此在工廠獲得了廣泛應用。雖然目前的在線點檢監測系統以較低成本解決了數據采集的實時性、準確性與安 全性問題，且保證了部分信號的同步采集；但是一旦設備發出預警信號，需要對各個測點信 號，測點信號之間的相互關系進行更全面深入的分析時，其存在的不足就暴露出來了。主要 表現在當在線點檢監測系統調試完畢接線確定后，輸入模擬信號的同步是固定的，不能根 據采集指令在線靈活改變，因而僅能實現部分信號的同步采集，無法實現任意兩路輸入模 擬信號的同步采集，而這對設備狀態分析與故障診斷是非常重要的。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種在線點檢監測系統，可以用最簡單的方式在 M個輸入模擬信號中實現任意兩個信號的同步采集，而且成本低并可在線編程。為解決上述技術問題，本發明的在線點檢監測系統包括M個輸入模擬信號，處理 器，與處理器連接的N個A/D轉換通道，M和N均為大于等于2的正整數，M > N ；各輸入模 擬信號分別通過一個單路開關輸入到相應的A/D轉換通道；其中所述單路開關劃分為3 個序列，每個序列中的單路開關Kxy的位置排列設置如下，序列1，Kxy的第一位下標X = i，第二位下標γ = 1 ；序列2，Kxy的第一位下標X，由X = 2開始依次遞增直至X = M為止；第二位下標Y，由Y = 2至Y = N依次遞增并重復循環，當第一位下標X = M時循環終止，組合形成序列 2中各單路開關Kxy的位置排列；序列3，Kxy的第一位下標X，由X = Ν+1開始依次遞增直至X = M為止；第二位下 標Y，由Y = 1至Y = N-I依次遞增并重復循環，當第一位下標X = M時循環終止，組合形成 序列3中各單路開關Kxy的位置排列；其中Axy的第一位下標X表示輸入模擬信號的序號，第二位下標Y表示A/D轉換 通道的序號，Kxy表示一端與第X根輸入模擬信號線連接的單路開關，其另一端連接到第Y 個A/D轉換通道；各序列中對應同一 A/D轉換通道的單路開關組成一組，每組單路開關中分別設有 一個譯碼器，對其組內的單路開關進行譯碼選擇控制。采用本發明的在線點檢監測系統能夠用最簡單的方式實現M個輸入模擬信號中 任意兩個信號的同步采集，實現的成本低，并可在線編程。
下面結合附圖與具體實施方式
對本發明作進一步詳細的說明圖1是現有的在線點檢監測系統信號采集流程示意圖；圖2是現有的在線點檢監測系統信號切換原理示意圖；圖3是用于信號切換的單路開關分布位置定義規則示意圖；圖4是輸入模擬信號與A/D轉換通道數量相等時，實現任意兩個信號同步采集的 單路開關分布位置圖；圖5是輸入模擬信號大于A/D轉換通道數量時，實現任意兩個信號同步采集的單 路開關分布位置圖；圖6是A/D轉換通道數量為2時，實現任意兩個信號同步采集的單路開關分布位 置圖；圖7是A/D轉換通道數量為3時，實現任意兩個信號同步采集的單路開關分布位 置圖；圖8是A/D轉換通道數量為4時，實現任意兩個信號同步采集的單路開關分布位 置圖。圖9是輸入模擬信號數量為16，A/D轉換通道數量為4時，實現任意兩個信號同步 采集的原理示意圖。
具體實施例方式本發明的在線點檢監測系統使用最少數量的2Μ-Ν個單路開關，按照特定規則將 這些單路開關分配到每個組；每組中的單路開關由各自獨立的譯碼器對其進行譯碼選擇控 制。參見圖3所示，單路開關位置定義的規則是，每個節點代表1個單路開關Kxy，其中， K的第一位下標X表示輸入模擬信號的序號，第二位下標Y表示A/D轉換通道的序號；Kxy表 示一端與第X路輸入模擬信號線連接的單路開關，其另一端連接到第Y路A/D轉換通道。要 在M個輸入模擬信號中實現任意兩路信號同步，最少要用2Μ-Ν個單路開關。
如圖4所示，當M = N時，顯然只需要M個單路開關(雖然這些開關可以一直閉 合)。當A/D轉換通道數量N不變時，增加1個輸入模擬信號，需要增加1根輸入模擬信號 線；因為每個A/D轉換通道上已經有了 1個單路開關，要想實現任意兩個信號同步采集，必 須在新增加的輸入模擬信號線上增加2個單路開關，如圖5所示。此時開關數量等于2M-N+2 =2(M+1)-N = 2M' -N ；其中M'是輸入模擬信號數量。此后，每增加1個輸入模擬信號必 須增加2個單路開關來保證讓任意兩個信號同步采集。參見圖6所示，當A/D轉換通道數量N為2，輸入模擬信號的數量M大于N時，單路 開關分布位置分別為Kn，K22，K31，……。單路開關Kxy的分布位置可以劃分為3個序列，各 序列中所包括的單路開關如表1所示。 表 1參見圖7所示，當A/D轉換通道數量N為3，輸入模擬信號的數量M大于N時，單路 開關分布位置分別為Kn，K22，K33，……。單路開關分布位置同樣可以劃分為3個序列，各序 列中所包括的單路開關如表2所示。 表2參見圖8所示，當A/D轉換通道數量N為4，輸入模擬信號的數量M大于N時，單路 開關分布位置分別為K11, K22，K33，K44，K51，K52，K62，K63，K73，K74，K81，K82……。單路開關分布位
置同樣可以劃分為3個序列，各序列中所包括的單路開關如表3所示。 表3當輸入模擬信號的數量M為大于等于2的任意正整數，A/D轉換通道數量N也為 大于等于2的任意正整數，且M > N時，單路開關分布位置排列設置同樣可以劃分為3個序 列，各序列中所包括的單路開關如表4所示。 表 4根據上表4可以確定每個單路開關的位置(即各輸入模擬信號通過單路開關輸入 到相應A/D轉換通道的對應關系)。即序列1，單路開關Kxy的位置排列設置為K11 ；表示一端與第1個輸入模擬信號線連 接的單路開關K11,其另一端連接到第1個A/D轉換通道。序列2，單路開關Kxy按如下規則設置其位置排列，Kxy的第一位下標X，由X = 2開 始依次遞增直至X = M為止，第二位下標Y，由γ = 2至Y = N依次遞增并重復循環，當第一 位下標X = M時循環終止，第一位下標X和第二位下標Y組合形成序列2中各單路開關Kxy 的位置排列。序列3，單路開關Kxy按如下規則設置其位置排列，Kxy的第一位下標X，由X = Ν+1 開始依次遞增直至X = M為止，第二位下標Y，由Y = 1至Y = N-I依次遞增并重復循環，當 第一位下標X = M時循環終止，第一位下標X和第二位下標Y組合形成序列3中各單路開 關Kxy的位置排列。對應著同一個A/D轉換通道的那些單路開關(即輸入模擬信號)組成一組，每個A/D轉換通道各自使用一個獨立的譯碼器來完成單路開關譯碼選擇。參見圖9所示，以16個輸入模擬信號a_p，4個A/D轉換通道A/D1-A/D4為例，單 路開關位置同樣劃分為3個序列，各單路開關分布位置如表5所示。 表 5在表1至表5中序列2和序列3中各單路開關的位置排列設置均終止于最后1個 輸入模擬信號。由圖9和表5可以看出，16個輸入模擬信號a-ρ被分為4組，輸入模擬信號a，e, h，k，η為一組，每根輸入模擬信號線分別通過一個單路開關與A/D轉換通道A/D1相連接； 輸入模擬信號b，e, f，h，i，k，1，η, ο為一組，每根輸入模擬信號線分別通過一個單路開關 與A/D轉換通道A/D2相連接；輸入模擬信號c，f，g，i，j，1，m, ο, ρ為一組，每根輸入模擬 信號線分別通過一個單路開關與A/D轉換通道A/D3相連接；輸入模擬信號d，g，j，m，ρ為 一組，每根輸入模擬信號線分別通過一個單路開關與A/D轉換通道A/D4相連接。每個A/D 轉換通道使用1個獨立的譯碼器對單路開關進行譯碼選擇控制。A/D轉換通道A/D1-A/D4 以及譯碼器1-譯碼器4與處理器(即圖9所示的CPU)相連接。對輸入模擬信號分組時，每組中的輸入模擬信號均等或不均等。需要說明的是因為任意兩個輸入模擬信號組合沒有順序規定，圖9中的單路開關 的個數是確定的，但是單路開關的分布位置圖是可變的。例如將上例中的A/D轉換通道A/ D2與A/D4以及連同與之連接的單路開關進行整體交換后同樣可以實現任意兩路信號的同 步采集，而單路開關位置序列的定義卻發生了變化。然而，最少的開關數量2M-N卻是不變 的。以上通過具體實施方式
和實施例對本發明進行了詳細的說明，但這些并非構成對 本發明的限制。在不脫離本發明原理的情況下，本領域技術人員還可做出許多變形和改進， 這些也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
一種在線點檢監測系統包括M個輸入模擬信號，處理器，與處理器連接的N個A/D轉換通道，M和N均為大于等于2的正整數，M＞N；各輸入模擬信號分別通過一個單路開關輸入到相應的A/D轉換通道；其特征在于所述單路開關劃分為3個序列，每個序列中的單路開關KXY的位置排列設置如下，序列1，KXY的第一位下標X＝1，第二位下標Y＝1；序列2，KXY的第一位下標X，由X＝2開始依次遞增直至X＝M為止；第二位下標Y，由Y＝2至Y＝N依次遞增并重復循環，當第一位下標X＝M時循環終止，組合形成序列2中各單路開關KXY的位置排列；序列3，KXY的第一位下標X，由X＝N+1開始依次遞增直至X＝M為止；第二位下標Y，由Y＝1至Y＝N 1依次遞增并重復循環，當第一位下標X＝M時循環終止，組合形成序列3中各單路開關KXY的位置排列；其中KXY的第一位下標X表示輸入模擬信號的序號，第二位下標Y表示A/D轉換通道的序號，KXY表示一端與第X根輸入模擬信號線連接的單路開關，其另一端連接到第Y個A/D轉換通道；各序列中對應同一A/D轉換通道的單路開關組成一組，每組單路開關中分別設有一個譯碼器，對其組內的單路開關進行譯碼選擇控制。
2.如權利要求1所述的在線點檢監測系統，其特征在于所述單路開關至少為2Μ-Ν個。
3.如權利要求1所述的在線點檢監測系統，其特征在于對所述輸入模擬信號進行分 組，每組中的輸入模擬信號均等或不均等。
全文摘要
本發明公開了一種在線點檢監測系統，包括M個輸入模擬信號，N個A/D轉換通道；各輸入模擬信號分別通過一個單路開關輸入到A/D轉換通道；單路開關劃分為3個序列，每個序列中單路開關KXY的位置排列分布如下，序列1，KXY的第一位下標X＝1，第二位下標Y＝1；序列2，KXY的第一位下標由X＝2開始依次遞增直至X＝M為止，第二位下標由Y＝2至Y＝N依次遞增并循環，當第一位下標X＝M時循環終止；序列3，KXY的第一位下標由X＝N+1開始依次遞增直至X＝M為止，第二位下標由Y＝1至Y＝N-1依次遞增并重復循環，當第一位下標X＝M時循環終止；各序列中對應同一A/D轉換通道的單路開關組成一組。本發明能在M個輸入模擬信號中實現對任意兩個信號的同步采集。
文檔編號G05B23/02GK101907889SQ200910057370
公開日2010年12月8日 申請日期2009年6月4日 優先權日2009年6月4日
發明者宋海峰, 程光友, 聶衛華, 賈維銀, 趙愛華 申請人:安徽容知日新信息技術有限公司