的振動，作為便攜式系統(tǒng)進行現(xiàn)場監(jiān)測時，也可以將多個傳感器布置同一個部件(例如齒輪箱)上不同部位，進行部件的振動特性測試。所述的過程參數(shù)輸入通道可以接入轉(zhuǎn)速信號、機組運行監(jiān)控信號(如輸出功率、齒輪箱溫度、發(fā)電機溫度等緩變信號)。振動加速度傳感器可以采用電流輸出型或電壓輸出型。
[0023]如圖2所示，一種以STM作為主控芯片的多通道振動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其內(nèi)部結構包括，輸入數(shù)據(jù)接口，包括瞬變信號接口和緩變信號接口，信號調(diào)理模塊，包括模擬放大電路和低通抗混疊濾波電路，模數(shù)轉(zhuǎn)換器、STM數(shù)據(jù)處理器、網(wǎng)絡通訊模塊以及電源電路、復位電路、時鐘電路等。所述信號調(diào)理模塊設計成開關切換方式，分別適用于電流型振動傳感器信號和電壓型振動傳感器信號的調(diào)理。電流信號的范圍為4?20mA的標準電流信號；電壓信號范圍為-5V?+5V，并帶有8?12V偏壓的信號。模擬放大電路采用運算放大器，模擬低通濾波電路采用4階巴特沃斯低通濾波器。
[0024]所述的模數(shù)轉(zhuǎn)換器采用兩個16位分辨率的AD7656芯片。AD7656是一款高集成度的6通道逐次逼近型芯片，功耗低于常用的同類雙極型ADC，單通道采樣速率可達250kS/s。AD7656芯片具有高速接口，可以和STM數(shù)據(jù)處理器直接連接，實現(xiàn)高速數(shù)據(jù)采集。
[0025]所述的STM數(shù)據(jù)處理器采用基于CorteX-M3內(nèi)核的32位增強型微控制器STM32F103ZET，用于控制整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理、存儲和通訊傳輸。Cortex_M3內(nèi)核的最高工作頻率72MHz具有64K字節(jié)SRAM、512K字節(jié)的閃存，有著高性能、低功耗、應用性強、性價比的特點。
[0026]所述的網(wǎng)絡通訊模塊采用W5300網(wǎng)絡芯片。該芯片具有突出的數(shù)據(jù)處理能力和內(nèi)存空間，適用于流量較大、數(shù)據(jù)處理速度要求高的數(shù)據(jù)傳輸工作，W5300與上位機采取總線接口方式連接，利用芯片內(nèi)集成的TCP/IP協(xié)議和10/100M的以太網(wǎng)MAC和PHY的單芯片能夠較為簡單的完成與以太網(wǎng)的連接。可以方便地與便攜式筆記本電腦連接，或者與風電場集控中心的診斷服務器直接連接，進行高速數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)現(xiàn)場與集控中心的交互式監(jiān)測診斷。
[0027]所述的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)使用風電機組機艙內(nèi)的220V直流電源供電，經(jīng)電源模塊將220V電壓調(diào)整到24V輸出，再分別經(jīng)過兩個降壓模塊將電壓降至±15V和±5V，為采集板各部分供電。
[0028]數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的軟件驅(qū)動程序的開發(fā)在單片機開發(fā)環(huán)境下Keil下完成，軟件使用C語言開發(fā)。驅(qū)動程序主要包括系統(tǒng)自檢程序、數(shù)據(jù)采集控制程序和網(wǎng)絡通訊程序等。
[0029]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發(fā)明揭露的技術范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種基于STM的多通道風電機組振動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于，包括:多路振動傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、輸入數(shù)據(jù)接口、信號調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、STM處理器、網(wǎng)絡模塊、外圍電路； 其中，多路振動傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器分別與輸入數(shù)據(jù)接口相連，多路振動傳感器檢測到的機組振動信號依次通過輸入數(shù)據(jù)接口、信號調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊傳到STM處理器，轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器檢測到的機組運行參數(shù)依次通過輸入數(shù)據(jù)接口、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊傳到STM處理器，網(wǎng)絡模塊、夕卜圍電路分別與STM處理器相連。2.根據(jù)權利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述多路振動傳感器安裝在風電機組傳動鏈多個部件上，測量機組主軸承、齒輪箱和發(fā)電機的振動。3.根據(jù)權利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)速傳感器測量齒輪箱輸出軸轉(zhuǎn)速，溫度傳感器測量齒輪箱溫度、發(fā)電機溫度，電流傳感器、電壓傳感器測量機組輸出功率。4.根據(jù)權利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述輸入數(shù)據(jù)接口包括:瞬變信號接口和緩變信號接口，瞬變信號接口接收振動傳感器信號，緩變信號接口接收轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器的信號。5.根據(jù)權利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述信號調(diào)理模塊包括:模擬放大電路和低通抗混疊濾波電路；信號調(diào)理模塊被設計成開關切換方式，分別適用于電流型振動傳感器信號和電壓型振動傳感器信號的調(diào)理。6.根據(jù)權利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊采用兩個16位分辨率6通道逐次逼近型的AD7656芯片。7.根據(jù)權利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述STM處理器采用基于Cortex-M3內(nèi)核的32位增強型微控制器STM32F103ZET，用于控制整個數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的數(shù)據(jù)采集、處理、存儲和通訊傳輸。8.根據(jù)權利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述網(wǎng)絡模塊采用W5300網(wǎng)絡芯片，與上位機采取總線接口方式連接，或者與風電場集控中心的診斷服務器直接連接，進行高速數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)現(xiàn)場與集控中心的交互式監(jiān)測診斷。9.根據(jù)權利要求1所述系統(tǒng)，其特征在于，所述外圍電路包括:時鐘電路、復位電路、降壓模塊、電源模塊；使用風電機組機艙內(nèi)的220V直流電源供電，經(jīng)電源模塊將220V電壓調(diào)整到24V輸出，再分別經(jīng)過兩個降壓模塊將電壓降至±15V和±5V，為采集系統(tǒng)各部分供電。
【專利摘要】本發(fā)明屬于風電設備監(jiān)測技術領域，尤其涉及一種基于STM的多通道風電機組振動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。包括：多路振動傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器、輸入數(shù)據(jù)接口、信號調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、STM處理器、網(wǎng)絡模塊、外圍電路；其中，多路振動傳感器、轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器分別與輸入數(shù)據(jù)接口相連，多路振動傳感器依次通過輸入數(shù)據(jù)接口、信號調(diào)理模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與STM處理器相連，轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感器、電流傳感器、電壓傳感器依次通過輸入數(shù)據(jù)接口、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊與STM處理器相連，網(wǎng)絡模塊、外圍電路分別與STM處理器相連。
【IPC分類】F03D11/00
【公開號】CN104895747
【申請?zhí)枴緾N201510175855
【發(fā)明人】滕偉, 張銘元, 柳亦兵
【申請人】華北電力大學, 華能集團技術創(chuàng)新中心
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2015年4月14日