風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)波形采集系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)波形采集技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)波形采集系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前關(guān)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組監(jiān)測(cè)技術(shù)的發(fā)明有很多，綜合其思路，有如下幾種:
[0003]①利用粗糙集的數(shù)據(jù)挖掘方法實(shí)現(xiàn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組監(jiān)測(cè)技術(shù)。如已經(jīng)申請(qǐng)的專利《風(fēng)力發(fā)電機(jī)振動(dòng)監(jiān)測(cè)的方法和系統(tǒng)》，該發(fā)明基于大量的歷史數(shù)據(jù)，通過(guò)基于粗糙集的數(shù)據(jù)挖掘方法，建立振動(dòng)特征值范圍規(guī)則庫(kù)，其次，根據(jù)該規(guī)則庫(kù)中提取的規(guī)則，由風(fēng)力發(fā)電機(jī)的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)振動(dòng)特征值范圍，并計(jì)算振動(dòng)特征值的閾值，最后，比較風(fēng)力發(fā)電機(jī)運(yùn)行特征的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)和上述振動(dòng)特征值閾值，做出故障報(bào)警判斷。
[0004]②利用位置測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組監(jiān)測(cè)技術(shù)。如已申請(qǐng)的專利《風(fēng)力發(fā)電機(jī)狀態(tài)監(jiān)測(cè)方法》，該發(fā)明利用位置信息，預(yù)先生成風(fēng)力發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)鏈的正常運(yùn)行的參考曲線；實(shí)測(cè)位置信息，生成狀態(tài)監(jiān)測(cè)曲線；將所述狀態(tài)監(jiān)測(cè)曲線與預(yù)先生成的參考曲線進(jìn)行比較，確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)。通過(guò)本發(fā)明的監(jiān)測(cè)方法，能夠?qū)崿F(xiàn)少量甚至不需要硬件投資，同時(shí)不需要AD模塊，達(dá)到高信噪比的監(jiān)測(cè)；并且大大降低計(jì)算量，使得監(jiān)測(cè)系統(tǒng)更易于整合入主控制系統(tǒng)。
[0005]③利用閾值控制和數(shù)據(jù)融合方法實(shí)現(xiàn)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組監(jiān)測(cè)技術(shù)，即通過(guò)短信控制家庭中的電器，如已申請(qǐng)的專利《風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)裝置及其監(jiān)測(cè)方法》，該發(fā)明監(jiān)測(cè)裝置包括信號(hào)采集模塊、信號(hào)預(yù)處理模塊、數(shù)據(jù)融合模塊和健康狀態(tài)信息輸出模塊。首先采集風(fēng)電機(jī)組各部件信號(hào)，對(duì)采集到的信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理，以及對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，提取數(shù)據(jù)征兆信息；在推理機(jī)作用下，將數(shù)據(jù)信息與專家?guī)熘械臄?shù)據(jù)信息匹配，做出健康狀態(tài)診斷決策，提供給用戶；根據(jù)所述的報(bào)警信息或健康狀態(tài)診斷決策信息做出相應(yīng)的動(dòng)作。
[0006]以上三類解決方案，各自存在一些不足:第①種方法，利用粗糙集的數(shù)據(jù)挖掘方法，通過(guò)歷史數(shù)據(jù)，建立的振動(dòng)特征值范圍規(guī)則庫(kù)，需要極大量的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，否則不能保證對(duì)風(fēng)電機(jī)組準(zhǔn)確的檢測(cè)判斷；容易造成誤報(bào)警；第②種方法利用位置測(cè)量系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的，實(shí)測(cè)位置信息，生成狀態(tài)監(jiān)測(cè)曲線，將實(shí)測(cè)曲線與預(yù)先生成的參考曲線進(jìn)行比較，這種方法雖然工作量小，設(shè)備便宜，但是計(jì)算錯(cuò)誤的可能性較高；第③思路利用閾值控制和數(shù)據(jù)融合方法，采用多種傳感器采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)組健康狀態(tài)信息，提前判斷可能發(fā)生故障的部件，但是這種方法下數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)可能存在不準(zhǔn)確因素。
[0007]綜合以上的三種方法，第一種需要在有極大數(shù)據(jù)的前提下才能夠保證一定的檢測(cè)準(zhǔn)確度，第二種和第三種方法，都存在數(shù)據(jù)對(duì)比可能存在的不準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)波形采集系統(tǒng)及方法，其通過(guò)在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)葉片振動(dòng)波形進(jìn)行采集，為之后分析振動(dòng)波形判斷故障做基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)波形的無(wú)線采集。
[0009]為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提出一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)波形采集系統(tǒng)，包括:
[0010]振動(dòng)傳感器模塊，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)中不同位置安裝獨(dú)立的振動(dòng)傳感器，振動(dòng)傳感器模塊的振動(dòng)傳感器根據(jù)葉片的運(yùn)行情況變送輸出模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，將數(shù)字化后的信號(hào)傳送至PLC模塊；
[0011]PLC模塊，對(duì)獲得的數(shù)字化信號(hào)進(jìn)行邏輯控制處理，并將處理結(jié)果傳送至無(wú)線傳送模塊；
[0012]無(wú)線傳送模塊，將該P(yáng)LC模塊的處理結(jié)果通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至過(guò)程控制站。
[0013]進(jìn)一步地，所述振動(dòng)傳感器模塊安裝在該風(fēng)力發(fā)電機(jī)的葉片根部。
[0014]進(jìn)一步地，所述振動(dòng)傳感器模塊包括多個(gè)振動(dòng)傳感器以及信號(hào)處理模塊，各振動(dòng)傳感器設(shè)置于風(fēng)力發(fā)電機(jī)各葉片的根部，各振動(dòng)傳感器根據(jù)葉片的運(yùn)行情況變送輸出模擬信號(hào)至所述信號(hào)處理模塊，所述信號(hào)處理模塊將采集到的模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化，并將數(shù)字化后的信好傳送至所述PCL模塊。
[0015]進(jìn)一步地，所述振動(dòng)傳感器根據(jù)葉片的運(yùn)行情況變送輸出4-20毫安模擬信號(hào)。
[0016]進(jìn)一步地，所述PLC模塊安裝于機(jī)艙中。
[0017]進(jìn)一步地，所述無(wú)線傳送模塊為GSM收發(fā)模塊。
[0018]為達(dá)到上述目的，本發(fā)明還提供一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)波形采集方法，包括如下步驟:
[0019]步驟一，利用設(shè)置于風(fēng)力發(fā)電機(jī)不同位置的振動(dòng)傳感器根據(jù)葉片的運(yùn)行情況變送輸出模擬信號(hào)，并將該模擬信號(hào)進(jìn)行數(shù)字化后傳送至PLC模塊；
[0020]步驟二，PLC模塊對(duì)獲得的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行邏輯控制處理，并將處理結(jié)果傳送至無(wú)線傳送模塊；
[0021]步驟三，該無(wú)線傳送模塊將PLC模塊的處理結(jié)果通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳輸至過(guò)程控制站。
[0022]進(jìn)一步地，各振動(dòng)傳感器設(shè)置于風(fēng)力發(fā)電機(jī)各葉片的根部。
[0023]進(jìn)一步地，所述PLC模塊安裝于機(jī)艙中。
[0024]進(jìn)一步地，各振動(dòng)傳感器根據(jù)葉片的運(yùn)行情況變送輸出4-20毫安模擬信號(hào)。
[0025]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)波形采集系統(tǒng)及方法其通過(guò)將振動(dòng)傳感器安裝在葉片根部，在運(yùn)行過(guò)程中對(duì)葉片振動(dòng)波形進(jìn)行采集，為之后分析振動(dòng)波形判斷故障做基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)波形的無(wú)線采集。
【附圖說(shuō)明】
[0026]圖1為本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)波形采集系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖；
[0027]圖2為本發(fā)明較佳實(shí)施例中振動(dòng)傳感器模塊10的細(xì)部結(jié)構(gòu)圖；
[0028]圖3為本發(fā)明較佳實(shí)施例中風(fēng)電機(jī)組各模塊的設(shè)置示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)波形采集方法的步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0030]以下通過(guò)特定的具體實(shí)例并結(jié)合【附圖說(shuō)明】本發(fā)明的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說(shuō)明書所揭示的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)與功效。本發(fā)明亦可通過(guò)其它不同的具體實(shí)例加以施行或應(yīng)用，本說(shuō)明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)亦可基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在不背離本發(fā)明的精神下進(jìn)行各種修飾與變更。
[0031]圖1為本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)波形采集系統(tǒng)的系統(tǒng)架構(gòu)圖。如圖1所示，本發(fā)明一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)波形采集系統(tǒng)，包括:振動(dòng)傳感器模塊10、PLC模塊20以及無(wú)線傳送模塊30。
[0032]其中，振動(dòng)傳感器模塊10在風(fēng)電機(jī)中不同位置(在本發(fā)明較佳實(shí)施例中為每個(gè)葉片根部)安裝獨(dú)立的振動(dòng)傳感器，振動(dòng)