Устройство вибрационного контроля (варианты)

Устройство вибрационного контроля (варианты)

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Предлагаемое изобретение относится к устройствам вибрационного контроля и защиты роторных агрегатов, таких, например, как турбины.

Известно устройство контроля и защиты от повреждений, содержащее измерительные блоки, соединенные последовательно, причем выход последнего блока в каждой группе измерительных блоков соединен с сходом компьютера, выход которого является выходом управления, контролируемым оборудованием [US patent application publication US 2004/0054921 A1, 18.03.2004].

Недостатком данной системы является сравнительно низкая надежность и достоверность функционирования.

Известно устройство вибрационного контроля, содержащее датчик вибрации, выход которого соединен с входом блока сбора и обработки данных, который содержит одноканальный аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом процессора обработки сигналов, выход которого соединен с цифровым входом микроконтроллера, цифровой последовательный интерфейс которого соединен с последовательной асинхронной шиной, а выход сигнала аварии микроконтроллера является выходом сигнала аварийной ситуации контролируемого объекта блока сбора и обработки данных, последовательная асинхронная шина соединена через адаптер асинхронных шин с входом USB компьютера. [Научно - производственное предприятие «Измерительные Технологии», ”Каталог продукции 2007”, http://mtels.ru/catalogue.html, стр.21, 2007 г.].

К недостаткам данного решения следует отнести сравнительно низкую надежность и достоверность функционирования данного устройства. Действительно, с одной стороны обработка сигнала от датчика выполняется последовательно аналого-цифровым преобразователем, процессором обработки сигнала и микроконтроллером. Это приводит к росту количества оборудования, пропорциональному числу узлов в канале, а большое количество оборудования само по себе приводит к увеличению вероятности отказа. С другой стороны, отказ одного из элементов в данном канале приводит к полному отказу канала и это снижает достоверность обнаружения аварийной ситуации и, следовательно, надежность системы. В данном устройстве отсутствует реализация логики защиты, которая в таких системах выполняется внешним модулем логики защиты, который реализован на основе микроконтроллера, что при любом отказе (обрыв линии связи, аппаратурный отказ в модуле логики защиты или программный сбой в его микроконтроллере) приведет к отказу всей системы защиты роторного агрегата.

Известно устройство контроля вибрации, содержащее датчик вибрации, выход которого соединен с входом блока сбора и обработки данных, содержащего элемент сравнения измеренного значения с заданным порогом [Патент Российской Федерации №2282169, G01M 7/00, приор. 13.05.2005].

Недостатком данного устройства является сравнительно низкая достоверность определения недопустимого вибрационного состояния контролируемого объекта, так как в нем решение принимается на основании информации, поступающей только от одного датчика.

Известна система вибрационной диагностики и предупреждения аварийной ситуации на эксплуатируемом объекте, содержащая датчики вибрации, выходы которых через согласующие элементы подключены к элементу сравнения, выход которого соединен с входом порогового элемента Патент Российской Федерации №2288470, G01N 29/04, приор. 04.04.2005].

Недостатками данной системы являются сравнительно низкая надежность, так как повреждение отдельного элемента устройства нарушает его работоспособность в целом.

Для повышения достоверности срабатывания защиты по превышению порога опасного уровня вибрации рекомендуется обеспечивать ее срабатывание при превышении значения «для горизонтальной и вертикальной вибрации для двух соседних опор или по их сочетанию. Под соседними понимаются подшипники одного ротора или смежные подшипники разных роторов» роторного агрегата [раздел 3.3.5 РД 153-34.1-35.116-2001, стр.18. РАО БЭС, ОРГРЭС, 2001 г.].

Известно устройство вибрационного контроля, содержащее датчики, выходы которых соединены с входами блока сбора и обработки данных, которые соединены с входами согласующих элементов, выходы которых соединены с входами многоканального аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом процессора обработки сигналов, выход которого соединен с входом микроконтроллера, выход которого через интерфейсный элемент соединен с шиной передачи данных, которая подключена к входу компьютера [Патент США №7142990 В2, МКИ G06F 11/00, Н.кл. 702/35, 2006 г.].

Недостатком этого устройства является его сравнительно низкая надежность и достоверность функционирования.

Известно устройство вибрационного контроля, содержащее измерительные блоки, входы каждого из которых соединены через согласующий элемент с выходом соответствующего датчика, измерительные блоки содержат формирователи сигналов, два аналого-цифровых преобразователя, входы которых соединены с выходами формирователей сигналов, выход первого аналого-цифрового преобразователя соединен с цифровым входом второго аналого-цифрового преобразователя, выход которого соединен с входом процессора обработки сигналов, выход цифрового последовательного интерфейса, который является выходом данного блока сбора и обработки данных, измерительные блоки соединены последовательно и выход последнего соединен с входом сетевого контроллера компьютера [Multi-drop, simultaneous sampling sensor network system for aerospace testing and monitoring applications. A.Karolys, F.GenKuong, Sensors applications symposium, 2007, IEEE Volume, Issue, 6-8 Feb 2007, p.1-6].

Недостатками данного устройства являются сравнительно низкая надежность и достоверность функционирования. Действительно, отказ одного из измерительных блоков приводит к неработоспособности всей системы в целом как из-за разрыва шины передачи данных в компьютер, так и из-за потери информации от датчиков, подключенных к данному измерительному блоку, а следовательно, к пропуску сигналов о превышении опасного уровня вибрации, которое может быть зафиксировано этими датчиками.

Известно устройство вибрационного контроля, но содержащее измерительные блоки, аналоговые входы каждого из которых соединены с выходам соответствующих датчиков, которые объединены в группу, соответствующую узлу контролируемого агрегата, сетевой выход каждого из измерительных блоков соединен сетевой шиной, которая подключена к компьютеру, а выходы аварийных сигналов измерительных блоков соединены с шиной сигналов защиты контролируемого агрегата [Патент US №6012484 В2, приоритет от 28.06.2005, Н.кл. 702/188, МКИ G01F 1/56. Modular monitoring and protection system topology].

Наиболее близким к предложенному и выбранным в качестве прототипа является устройство вибрационного контроля, содержащее датчики, и блок сбора и обработки данных, который содержит первый аналого-цифровой преобразователь высокого разрешения, выход которого соединен с входом ввода данных процессора обработки сигналов, выход которого соединен через цифровой интерфейс с входами микроконтроллера, вход ввода данных которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, а выход микроконтроллера соединен через интерфейсный элемент с асинхронной последовательной шиной, которая соединена с входом последовательного интерфейса компьютера, выход которой является выходом аварийного сигнала, а входы первого аналого-цифрового преобразователя соединены через согласующие элементы с выходами датчиков [ICHM 20/20 Serial communication data acquisition and processing system / Getting started guide, 2004, Oceana Sensor Technologies Inc.].

Данное устройство, как наиболее близкое к предложенному, выбрано в качестве прототипа.

Целью предлагаемого изобретения является повышение надежности и достоверности функционирования системы вибрационного контроля.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве вибрационного контроля содержащем датчики, а также блок сбора и обработки данных, который содержит первый аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом ввода данных процессора обработки сигналов, выход которого соединен через цифровой интерфейс с входами микроконтроллера, вход ввода данных которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, а выход микроконтроллера соединен через интерфейсный элемент с асинхронной последовательной шиной, которая соединена с входом последовательного интерфейса компьютера, выход которой является выходом аварийного сигнала, а выходы датчиков соединены с входами блока сбора и обработки данных, согласно изобретению входы блока сбора и обработки данных соединены через согласующие элементы с входами формирователя сигналов, выходы которого соединены с входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей, входы синхронизации процессора обработки сигналов и микроконтроллера соединены с выходом датчика фазовой отметки, выход процессора обработки сигналов соединен через дополнительный интерфейсный элемент с дополнительной асинхронной последовательной шиной, которая соединена с дополнительным входом последовательного интерфейса компьютера, логические выходы процессора обработки сигнала и микроконтроллера соединены с входами модуля логики защиты, выход которого является дополнительным выходом аварийного сигнала, а шины питания соединены с входами модуля вторичного питания, выходы которого соединены с входами питания согласующих элементов.

В предлагаемом устройстве, с одной стороны, минимизируется количество измерительных блоков, количество которых не превышает количества подшипниковых узлов роторного агрегата, что позволяет существенно уменьшить количество процессоров обработки сигналов и микроконтроллеров, необходимых для реализации измерительных блоков. При этом за счет того, что каждый блок сбора и обработки данных параллельно обрабатывает сигналы как от датчиков, установленных на данном подшипниковом узле, так и от датчиков, установленных на соседнем подшипниковом узле, одновременно процессором обработки сигналов и микроконтроллером, обеспечивается резервирование такой обработки, и даже полный отказ процессора обработки сигналов или микроконтроллера, а также одного из аналого-цифровых преобразователей данного блока сбора и обработки данных не приведет к потере информации, относящейся к данным подшипниковым узлам. Поскольку в каждом измерительном блоке формируются оценки превышения уровня аварийных уставок вибрации для данного и соседних подшипниковых узлов, в измерительном блоке можно реализовать рекомендуемые алгоритмы защиты, причем в самом блоке выполнение данных алгоритмов дублируется, что повышает надежность, а выдача общего сигнала аварийного останова в виде функции монтажное ИЛИ для таких измерительных блоков позволяет получить отказоустойчивый высоконадежный сигнал защиты от аварии. Дополнительное повышение надежности системы обеспечивается за счет использования дублирующего формирования сигнала аварии на выходе компьютера, данные в который поступают по независимым каналам передачи данных по асинхронному последовательным интерфейсам, например сетевому каналу передачи данных.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что второй аналого-цифровой преобразователь интегрирован с микроконтроллером.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом интегрирующего элемента и с входом первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с выходами соответствующих интегрирующих элементов.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом интегрирующего элемента, выход которого соединен с входом первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с выходами соответствующих интегрирующих элементов.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с соответствующими входами формирователя сигналов.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с входами формирователя сигналов, соответствующих датчикам, которые использованы для защиты.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом соответствующего коммутирующего узла, который соединен с первыми контактами первого и второго коммутирующих элементов, переключающие контакты которых соединены с входами соответствующих первого и второго фильтра нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов, а вторые входы коммутирующих элементов каждого коммутирующего узла соединены с дополнительными входами формирователя сигналов.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов входы соединены с входами матричного аналогового коммутатора, первые и вторые выходы которого соединены с входами соответственно первых и вторых фильтров нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов, дополнительные входы которого соединены с дополнительными входами матричного аналогового коммутатора, управляющие входы которого соединены с шиной управляющего кода.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что модуль логики защиты содержит логический элемент И, входы которого являются входами модуля логики защиты, а выход является его выходом.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что модуль логики защиты содержит логический элемент ИЛИ, входы которого являются входами модуля логики защиты, а выход является его выходом.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что модуль логики защиты содержит логический элемент ИЛИ и мажоритарный логический элемент, входы логического элемента ИЛИ, являются входами модуля логики защиты, а выход является его выходом, дополнительные входы модуля логики защиты соединены с входами мажоритарного логического элемента, выход которого соединен с дополнительным входом логического элемента ИЛИ.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что модуль логики защиты содержит логические элементы И, ИЛИ и мажоритарный логический элемент, входы логического элемента И являются входами модуля логики защиты, а выход соединен с первым входом логического элемента ИЛИ, выход которого является выходом модуля логики защиты, дополнительные входы модуля логики защиты соединены с входами мажоритарного логического элемента, выход которого соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что модуль вторичного питания содержит преобразователь напряжений, вход которого соединен с входами токоограничивающих элементов, выходы которых являются выходами модуля вторичного питания, входы которого через развязывающие диоды и токоограничивающий элемент соединены с входом преобразователя напряжений.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в качестве токоограничивающих элементов использованы стабилизаторы напряжения с защитой от короткого замыкания.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в качестве токоограничивающих элементов использованы самовосстанавливающиеся предохранители.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что в качестве токоограничивающих элементов использованы токоограничивающие диоды.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что фильтр нижних частот содержит операционный усилитель, выход которого является выходом фильтра нижних частот, вход которого соединен через первый резистор с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, которая соединена с прямым входом операционного усилителя, инверсный вход которого соединен через второй резистор с первым выводом первого конденсатора, инверсный вход операционного усилителя соединен через второй конденсатор с выходом операционного усилителя, который через третий резистор соединен с первым выводом первого конденсатора.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что фильтр нижних частот содержит операционный усилитель, выход которого является выходом фильтра нижних частот, вход которого соединен через первый резистор с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, которая соединена с прямым входом операционного усилителя, инверсный вход которого соединен через второй резистор с первым выводом первого конденсатора, инверсный вход операционного усилителя соединен через второй конденсатор с выходом операционного усилителя, который через третий резистор соединен с первым выводом первого конденсатора, который через первый коммутирующий элемент соединен с первым выводом третьего конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, а выход операционного усилителя соединен через второй коммутирующий элемент с первым выводом четвертого конденсатора, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что интегрирующий элемент содержит операционный усилитель, выход которого является выходом интегрирующего элемента, вход которого соединен через первый резистор с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, которая соединена с прямым входом операционного усилителя, инверсный вход которого соединен через второй резистор с первым выводом первого конденсатора, инверсный вход операционного усилителя соединен через второй конденсатор с выходом операционного усилителя, который через третий резистор соединен с первым выводом первого конденсатора.

Другое отличие устройства вибрационного контроля состоит в том, что интегрирующий элемент содержит операционный усилитель, выход которого является выходом интегрирующего элемента, вход которого соединен через первый резистор с первым выводом первого конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, которая соединена с прямым входом операционного усилителя, инверсный вход которого соединен через второй резистор с первым выводом первого конденсатора, инверсный вход операционного усилителя соединен через второй конденсатор с выходом операционного усилителя, который через третий резистор соединен с первым выводом первого конденсатора, который через первый коммутирующий элемент соединен с первым выводом третьего конденсатора, второй вывод которого соединен с общей шиной, а выход операционного усилителя соединен через второй коммутирующий элемент с первым выводом четвертого конденсатора, второй вывод которого соединен с инверсным входом операционного усилителя.

Во втором варианте устройство вибрационного контроля содержит датчики, а также блок сбора и обработки данных, который содержит первый аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом ввода данных процессора обработки сигналов, выход которого соединен через цифровой интерфейс с входами микроконтроллера, вход ввода данных которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, а выход микроконтроллера соединен через интерфейсный элемент с асинхронной последовательной шиной, которая соединена с входом последовательного интерфейса компьютера, выход которой является выходом аварийного сигнала, а выходы датчиков соединены с входами блока сбора и обработки данных, в котором входы блока сбора и обработки данных соединены через согласующие элементы с входами формирователя сигналов, выходы которого соединены с входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей, входы синхронизации процессора обработки сигналов и микроконтроллера соединены с выходом датчика фазовой отметки, выход процессора обработки сигналов соединен с входом дополнительного интерфейсного элемента, логические выходы процессора обработки сигнала и микроконтроллера соединены с входами модуля логики защиты, выход которого является дополнительным выходом аварийного сигнала, а шины питания соединены с входами модуля вторичного питания, выходы которого соединены с входами питания согласующих элементов.

Другое отличие второго варианта исполнения устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с входами формирователя сигналов, соответствующих датчикам, которые использованы для защиты.

Другое отличие второго варианта исполнения устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов входы соединены с входами матричного аналогового коммутатора, первые и вторые выходы которого соединены с входами соответственно первых и вторых фильтров нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов, дополнительные входы которого соединены с дополнительными входами матричного аналогового коммутатора, управляющие входы которого соединены с шиной управляющего кода.

В третьем варианте исполнения устройство вибрационного контроля содержит датчики, а также блок сбора и обработки данных, который содержит первый аналого-цифровой преобразователь, выход которого соединен с входом ввода данных процессора обработки сигналов, выход которого соединен через цифровой интерфейс с входами микроконтроллера, вход ввода данных которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя, а выход микроконтроллера соединен с входом интерфейсного элемента, и содержит также асинхронную последовательную шину, которая соединена с входом последовательного интерфейса компьютера, выход которой является выходом аварийного сигнала, а выходы датчиков соединены с входами блока сбора и обработки данных, в котором входы блока сбора и обработки данных соединены через согласующие элементы с входами формирователя сигналов, выходы которого соединены с входами первого и второго аналого-цифровых преобразователей, входы синхронизации процессора обработки сигналов и микроконтроллера соединены с выходом датчика фазовой отметки, выход процессора обработки сигналов соединен через дополнительный интерфейсный элемент с асинхронной последовательной шиной, логические выходы процессора обработки сигнала и микроконтроллера соединены с входами модуля логики защиты, выход которого является дополнительным выходом аварийного сигнала, а шины питания соединены с входами модуля вторичного питания, выходы которого соединены с входами питания согласующих элементов.

Другое отличие третьего варианта исполнения устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот, входы которых соединены с входами формирователя сигналов, соответствующих датчикам, которые использованы для защиты.

Другое отличие третьего варианта исполнения устройства вибрационного контроля состоит в том, что в формирователе сигналов входы соединены с входами матричного аналогового коммутатора, первые и вторые выходы которого соединены с входами соответственно первых и вторых фильтров нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов, дополнительные входы которого соединены с дополнительными входами матричного аналогового коммутатора, управляющие входы которого соединены с шиной управляющего кода.

На фиг.1 показана структурная схема первого варианта устройства вибрационного контроля. На фиг.2-6 представлены варианты выполнения формирователя сигналов. На фиг.7 и 8 показаны структурные схемы вариантов исполнения коммутирующих элементов. На фиг.9 показана структурная схема варианта выполнения формирователя сигналов. На фиг.10-18 показаны варианты реализации модуля логики защиты. На фиг.19 показана структурная схема варианта выполнения вторичного узла питания. На фиг.20-22 показаны структурные схемы возможных вариантов выполнения фильтров нижних частот и интегрирующих элементов. На фиг.23 и 24 показаны структурные схемы второго и третьего вариантов выполнения устройства вибрационного контроля. На фиг.25 и 26 показаны примеры структурных схем процессора обработки сигналов и микроконтроллера. На фиг.27 приведены амплитудно-частотные характеристики фильтров нижних частот и интегрирующих элементов поясняющие их функционирование.

Устройство вибрационного контроля содержит блок сбора и обработки данных 1, датчики 2-6, установленные на подшипниковых узлах 7, а также датчики фазовой отметки 8 и осевого сдвига 9-11 ротора 12. Блок сбора и обработки данных 1 содержит первый 13 и второй 14 аналого-цифровые преобразователи. Выход 15 асинхронного интерфейса 16 передачи данных соединен с шиной передачи данных 17, которая через входной интерфейс 18 подключена к компьютеру 19, выход 20 которого является выходом сигнала защитного отключения агрегата. Выходы датчиков соединены с входами согласующих элементов 21-32, выходы которых соединены с входами формирователя сигналов 33. Выход первого аналого-цифрового преобразователя 13 соединен с входом ввода данных процессора обработки сигналов 34, выход которого соединен через цифровой интерфейс с входами микроконтроллера 35, вход ввода данных которого соединен с выходом второго аналого-цифрового преобразователя 14, входы синхронизации процессора обработки сигналов 34 и микроконтроллера 35 соединены с выходом датчика фазовой отметки 8, выход процессора обработки сигналов 34 соединен через дополнительный интерфейсный элемент 31 с дополнительной асинхронной последовательной шиной 36, которая соединена с дополнительным входом 37 последовательного интерфейса компьютера 19, логические выходы процессора обработки сигнала 34 и микроконтроллера 35 соединены с входами модуля логики защиты 38, выход которого является дополнительным выходом 39 аварийного сигнала, а шины 40 и 41 питания соединены с входами модуля вторичного питания 42, выходы которого соединены с соединены с входами питания согласующих элементов 21-32, а дополнительные выходы 43 являются шинами питания блока сбора и обработки данных 1.

Второй аналого-цифровой преобразователь 14 может быть интегрирован с микроконтроллером 35.

В формирователе сигналов 33 для каждого канала, как показано на фиг.2, каждый вход соединен с входом интегрирующего элемента 44 и с входом первого фильтра нижних частот 45, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов 33, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот 46, входы которых соединены с выходами соответствующих интегрирующих элементов 44.

В формирователе сигналов 33 для каждого канала, как показано на фиг.3, каждый вход соединен с входом интегрирующего элемента 44, выход которого соединен с входом первого фильтра нижних частот 45, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот 46, входы которых соединены с выходами соответствующих интегрирующих элементов 44.

В формирователе сигналов 33, как показано на фиг.4, каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот 45, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов 33, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот 46, входы которых соединены с соответствующими входами формирователя сигналов 33.

В формирователе сигналов 33, показанном на фиг.5, каждый вход соединен с входом соответствующего первого фильтра нижних частот 45, выходы которого соединены с первыми выходами формирователя сигналов 33, вторые выходы которого соединены с выходами вторых фильтров нижних частот 46, входы которых соединены с входами формирователя сигналов 33, соответствующих датчикам, которые использованы для защиты, например, датчикам вертикальной 2 и поперечной 3 абсолютной вибрации, которые установлены на подшипниках 7, а также с датчиками осевого сдвига 9-11.

В формирователе сигналов 33, показанном на фиг.6, каждый вход соединен с входом соответствующего коммутирующего узла 47, структурная схема которого показана на фиг.7, и вход которого соединен с первыми контактами первого 48 и второго 49 коммутирующих элементов, переключающие контакты которых соединены с входами соответствующих первого 45 и второго 46 фильтра нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов 33, а вторые входы коммутирующих элементов 48 и 49 каждого коммутирующего узла 47 соединены с дополнительными входами 50 формирователя сигналов 32.

Коммутирующий узел 47, как показано на фиг.8, может также быть выполнен с использованием вместо коммутирующих элементов первого 51 и второго 52 аналоговых мультиплексоров, первые входы которых соединены с входом коммутирующего узла, вторые входы соединены с дополнительным входом, а выходы соответственно с первым и вторым выходами коммутирующего узла 47. На входе управления аналоговых мультиплексоров установлен код, обеспечивающий требуемую функцию коммутации.

В формирователе сигналов 33, как показано на фиг.9, входы соединены с входами матричного аналогового коммутатора 54, первые и вторые выходы которого соединены с входами соответственно первых 45 и вторых 46 фильтров нижних частот, выходы которых соединены соответственно с первыми и вторыми выходами формирователя сигналов 33, дополнительные входы 50 которого соединены с дополнительными входами матричного аналогового коммутатора 54, управляющие входы которого соединены с шиной 55 управляющего кода.

Модуль логики защиты 38, как показано на фиг.10, содержит логический элемент И 56, входы которого являются входами модуля логики защиты, а выход является его выходом.

Как показано на фиг.11, логический элемент И 56 может быть реализован в виде элемента «монтажное И».

Модуль логики защиты 38, как показано на фиг.12, содержит логический элемент ИЛИ 57, входы которого являются входами модуля логики защиты 38, а выход является его выходом.

Как показано на фиг.13, логический элемент ИЛИ 57 может быть реализован в виде элемента «монтажное ИЛИ».

Модуль логики защиты 38, как показано на фиг.14, содержит логический элемент ИЛИ 58 и мажоритарный логический элемент 59, входы логического элемента ИЛИ 58 являются входами модуля логики защиты 38, а выход является его выходом, дополнительные входы модуля логики защиты 38 соединены с входами мажоритарного логического элемента 59, выход которого соединен с дополнительным входом логического элемента ИЛИ 58.

Как показано на фиг.15, логический элемент ИЛИ 58 может быть реализован в виде элемента «монтажное ИЛИ».

Модуль логики защиты 38, как показано на фиг.16, содержит логический элемент ИЛИ 58 и мажоритарный логический элемент 59 и логический элемент И 60, входы логического элемента И 60 являются входами модуля логики защиты 38, а выход соединен с первым входом логического элемента ИЛИ 58, выход которого является выходом модуля логики защиты 38, дополнительные входы модуля логики защиты 38 соединены с входами мажоритарного логического элемента 59, выход которого соединен с вторым входом логического элемента ИЛИ 58.

Как показано на фиг.17, логический элемент ИЛИ 58 при этом может быть реализован в виде элемента «монтажное ИЛИ».

Как показано на фиг.18, в выходную цепь модуля логики защиты 38 может быть включен элемент гальванической развязки, например реле 61, первый вывод обмотки которого соединен с выходом логического элемента 57, а второй вывод обмотки соединен с шиной 62 питания реле 61, контакты которого являются выходами модуля логики защиты 38.

Модуль вторичного питания 42, как показано на фиг.19, содержит преобразователь напряжений 63, вход которого соединен с входами токоограничивающих элементов 64, выходы которых являются выходами модуля вторичного питания 42, входы которого через развязывающие диоды 65 и токоограничивающий элемент 66 соединены с входом преобразователя напряжений 63.

В качестве токоограничивающих элементов 64 могут быть использованы стабилизаторы напряжения с защитой от короткого замыкания.

В качестве токоограничивающих элементов 64 и 66 могут быть использованы самовосстанавливающиеся предохранители.

В качестве токоограничивающих элементов 64 могут быть использованы токоограничивающие диоды (current regulator diodes или current limited diodes).

Фильтр нижних частот 45 или 46, как показано на фиг.20, содержит операционный усилитель 67, выход которого является выходом фильтра нижних частот, вход которого соединен через первый резистор 68 с первым выводом первого конденсатора 69, второй вывод которого соединен с общей шиной 70, которая соединена с прямым входом операционного усилителя 67, инверсный вход которого соединен через второй резистор 71 с первым выводом первого конденсатора 69, инверсный вход операционного усилителя соединен через второй конденсатор 72 с выходом операционного усилителя 67, который через третий резистор 73 соединен с первым выводом первого конденсатора 69.

Фильтр нижних частот 45 или 46, как показано на фиг.21, содержит операционный усилитель 67, выход которого является выходом фильтра нижних частот, вход которого соединен через первый резистор 68 с первым выводом первого конденсатора 69, второй вывод которого соединен с общей шиной 70, которая соединена с прямым входом операционного усилителя 67, инверсный вход которого соединен через второй резистор 71 с первым выводом первого конденсатора 69, инверсный вход операционного усилителя 67 соединен через второй конденсатор 72 с выходом операционного усилителя 67, который через третий резистор 73 соединен с первым выводом первого конденсатора 69, который через первый коммутирующий элемент 74 соединен с первым выводом третьего конденсатора 75, второй вывод которого соединен с общей шиной 70, а выход операционного усилителя 67 соединен через второй коммутирующий элемент 76 с первым выводом четвертого конденсатора 77, второй вывод которого соединен с инвертирующим входом операционного усилителя 67.

Интегрирующие элементы 44 могут быть выполнены по структурным схемам, аналогичным схемам фильтров нижних частот, например по схеме, показанной на фиг.20. Отличие состоит в выборе номиналов элементов, обеспечивающих частоту начала спада амплитудно-частотой характеристики. Для фильтра нижних частот она должна быть выше верхней граничной частоты анализируемых сигналов, но ниже половины частоты квантования аналого-цифровых преобразователей, а для интегрирующего элемента частота начала спада ниже нижней граничной частоты анализируемых частот сигналов.

Интегрирующий элемент 44, схема которого показана на фиг.20, содержит операционный усилитель 67, выход которого является выходом интегрирующего элемента 44, вход которого соединен через первый резистор 68 с первым выводом первого конденсатора 69, второй вывод которого соединен с общей шиной 70, которая со