專利名稱：一種帶超速監(jiān)測(cè)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型具體涉及一種帶超速監(jiān)測(cè)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
風(fēng)輪轉(zhuǎn)速是風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的重要參數(shù)，對(duì)于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組來講，準(zhǔn)確的采集風(fēng)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)關(guān)系到機(jī)組的安全。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，80%以上的倒塔事故由風(fēng)輪超速造成。通常情況下，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在發(fā)電機(jī)尾部設(shè)置一個(gè)高精度增量式編碼器，機(jī)組控制器通過分析編碼器信號(hào)通過換算得出風(fēng)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)；考慮到風(fēng)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)的重要性，整機(jī)廠商會(huì)在機(jī)組滑環(huán)處設(shè)置一個(gè)編碼器，對(duì)發(fā)電機(jī)尾部的轉(zhuǎn)速信號(hào)進(jìn)行校驗(yàn)，以避免誤檢測(cè)；此外，出于安全考慮，機(jī)組設(shè)計(jì)時(shí)需增加硬件超速檢測(cè)，而不能僅僅依靠控制器來對(duì)轉(zhuǎn)速上限進(jìn)行控制，以避免機(jī)組控制器失效時(shí)機(jī)組失控，這就要求機(jī)組另外增加超速檢測(cè)模塊。不難看出，以上解決方案需另外配置編碼器和超速模塊來配合發(fā)電機(jī)編碼器完成機(jī)組的轉(zhuǎn)速控制，繁瑣、復(fù)雜且成本較高。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型提供了一種帶超速監(jiān)測(cè)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)。本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案如下:一種帶超速監(jiān)測(cè)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)，包括接近開關(guān)、控制器、人機(jī)接口，所述的接近開關(guān)、人機(jī)接口分別與控制器的輸入端相連。所述的人機(jī)接口包括數(shù)碼管和按鍵，所述的按鍵包括3個(gè)，所述的數(shù)碼管為4個(gè)。
`[0008]所述的控制器的輸出端與風(fēng)輪系統(tǒng)的主控機(jī)相連。所述的控制器為89C51單片機(jī)。所述的接近開關(guān)安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪的低速軸測(cè)速圓盤上。 所述的主控機(jī)上設(shè)有一個(gè)常閉觸點(diǎn)。所述的控制器的供電采用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組24V DC電源，經(jīng)調(diào)壓、穩(wěn)壓模塊轉(zhuǎn)換后的5V DC電源。該系統(tǒng)的工作過程如下:(I)首先通過人機(jī)接口對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行配置；(2)通過接近開關(guān)采集當(dāng)前風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速，并發(fā)送給單片機(jī)；(3)單片機(jī)通過分析脈沖計(jì)算出轉(zhuǎn)速；(4)單片機(jī)對(duì)計(jì)算出的轉(zhuǎn)速和風(fēng)輪的設(shè)定轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，如果計(jì)算出的轉(zhuǎn)速大于風(fēng)輪的設(shè)定轉(zhuǎn)速，則單片機(jī)發(fā)送故障信號(hào)給風(fēng)輪系統(tǒng)的主控機(jī)，主控機(jī)上的常閉觸點(diǎn)斷開，系統(tǒng)停止工作；如果計(jì)算出的轉(zhuǎn)速小于風(fēng)輪的設(shè)定轉(zhuǎn)速，則單片機(jī)發(fā)送速度信號(hào)給風(fēng)輪系統(tǒng)的主控機(jī)，且轉(zhuǎn)到步驟(3)，循環(huán)。所述的控制器的供電及其他模塊的供電采用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組24V DC電源，經(jīng)調(diào)壓、穩(wěn)壓模塊轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)控制器及模塊使用的5V DC電源。控制器選型:系統(tǒng)采用89C51單片機(jī)作為控制器。51系列單片機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行穩(wěn)定，計(jì)算速率能滿足系統(tǒng)要求。人機(jī)接口:本系統(tǒng)人機(jī)交互數(shù)據(jù)較少，采用按鍵(三個(gè))加數(shù)碼管(四個(gè))作為人機(jī)接口。單片機(jī)與風(fēng)輪系統(tǒng)的主控機(jī):單片機(jī)將風(fēng)輪轉(zhuǎn)速以模擬電壓的形式送給風(fēng)電機(jī)組控制器。其中模擬電壓最低值與最高值在0V-24V之間連續(xù)可調(diào)，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速上限在0rpm-50rpm連續(xù)可調(diào)；此外系統(tǒng)還設(shè)置一組常閉點(diǎn)，在風(fēng)輪轉(zhuǎn)速超出設(shè)置上限時(shí)，該常閉觸點(diǎn)斷開。系統(tǒng)工作原理:首先，通過人機(jī)接口對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行配置，需要進(jìn)行配置的參數(shù)有:風(fēng)輪轉(zhuǎn)過一圈接近開關(guān)產(chǎn)生的脈沖數(shù)、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)接近開關(guān)脈沖的占空比、輸出模擬電壓下限、輸出模擬電壓上限、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速上限，參數(shù)設(shè)置后系統(tǒng)自動(dòng)保存。正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)通過分析接近開關(guān)脈沖信號(hào)計(jì)算當(dāng)前風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，將風(fēng)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電壓，供機(jī)組主控制器檢測(cè)；同時(shí)系統(tǒng)將測(cè)得的轉(zhuǎn)速信號(hào)與轉(zhuǎn)速上限設(shè)定值對(duì)比，判斷是否向機(jī)組主控制器發(fā)出故障信號(hào)。
·[0023]本系統(tǒng)可用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)檢測(cè)，且系統(tǒng)可在機(jī)組速度過高時(shí)向主控制器發(fā)出故障信號(hào)，確保機(jī)組穩(wěn)定、安全運(yùn)行。本實(shí)用新型的有益效果是:作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組發(fā)電機(jī)編碼器之外的冗余速度檢測(cè)系統(tǒng)，具備轉(zhuǎn)速實(shí)時(shí)測(cè)量、超速報(bào)警功能，功能全面；且電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠、故障率低。成功實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵參數(shù)的冗余監(jiān)測(cè)，確保機(jī)組安全運(yùn)行，同時(shí)本系統(tǒng)成本低，有效控制了機(jī)組設(shè)計(jì)成本。

圖1本實(shí)用新型的硬件結(jié)構(gòu)圖；圖2本實(shí)用新型的工作流程具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說明:本實(shí)用新型包括接近開關(guān)、控制器、人機(jī)接口，所述的接近開關(guān)、人機(jī)接口分別與控制器的輸入端相連。人機(jī)接口包括數(shù)碼管和按鍵，按鍵包括3個(gè)，所述的數(shù)碼管為4個(gè)?？刂破鞯妮敵龆伺c風(fēng)輪系統(tǒng)的主控機(jī)相連?？刂破鳛?9C51單片機(jī)。接近開關(guān)安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪的低速軸測(cè)速圓盤上。該系統(tǒng)的工作過程如下:(I)首先通過人機(jī)接口對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行配置；(2)通過接近開關(guān)采集當(dāng)前風(fēng)輪的轉(zhuǎn)速，并發(fā)送給單片機(jī)；(3)單片機(jī)通過分析脈沖計(jì)算出轉(zhuǎn)速；(4)單片機(jī)對(duì)計(jì)算出的轉(zhuǎn)速和風(fēng)輪的設(shè)定轉(zhuǎn)速進(jìn)行比較，如果計(jì)算出的轉(zhuǎn)速大于風(fēng)輪的設(shè)定轉(zhuǎn)速，則單片機(jī)發(fā)送故障信號(hào)給風(fēng)輪系統(tǒng)的主控機(jī)，主控機(jī)上的常閉觸點(diǎn)斷開，系統(tǒng)停止工作；如果計(jì)算出的轉(zhuǎn)速小于風(fēng)輪的設(shè)定轉(zhuǎn)速，則單片機(jī)發(fā)送速度信號(hào)給風(fēng)輪系統(tǒng)的主控機(jī)，且轉(zhuǎn)到步驟(3)，循環(huán)。系統(tǒng)工作原理:首先，通過人機(jī)接口對(duì)系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行配置，需要進(jìn)行配置的參數(shù)有:風(fēng)輪轉(zhuǎn)過一圈接近開關(guān)產(chǎn)生的脈沖數(shù)、轉(zhuǎn)速穩(wěn)定時(shí)接近開關(guān)脈沖的占空比、輸出模擬電壓下限、輸出模擬電壓上限、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速上限，參數(shù)設(shè)置后系統(tǒng)自動(dòng)保存。正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)通過分析接近開關(guān)脈沖信號(hào)計(jì)算當(dāng)前風(fēng)輪轉(zhuǎn)速，將風(fēng)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)通過A/D轉(zhuǎn)換裝置轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的模擬電壓，供機(jī)組主控制器檢測(cè)；同時(shí)系統(tǒng)將測(cè)得的轉(zhuǎn)速信號(hào)與轉(zhuǎn)速上限設(shè)定值對(duì)比，判斷是否向機(jī)組主控制器發(fā) 出故障信號(hào)。
權(quán)利要求1.一種帶超速監(jiān)測(cè)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:包括接近開關(guān)、控制器、人機(jī)接口，所述的接近開關(guān)、人機(jī)接口分別與控制器的輸入端相連。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶超速監(jiān)測(cè)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:人機(jī)接口包括數(shù)碼管和按鍵，所述的按鍵包括3個(gè)，所述的數(shù)碼管為4個(gè)。
3.如權(quán)利要求1所述的一種帶超速監(jiān)測(cè)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制器的輸出端與風(fēng)輪系統(tǒng)的主控機(jī)相連。
4.如權(quán)利要求1所述的一種帶超速監(jiān)測(cè)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的控制器為89C51單片機(jī)。
5.如權(quán)利要求1所述的一種帶超速監(jiān)測(cè)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的接近開關(guān)安裝于風(fēng)輪的低速軸測(cè)速圓盤上。
6.如權(quán)利要求3所述的一種帶超速監(jiān)測(cè)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于:所述的主控機(jī)上設(shè)有一個(gè)常閉觸點(diǎn)。 ·
專利摘要本實(shí)用新型具體公開了一種帶超速監(jiān)測(cè)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)速檢測(cè)系統(tǒng)，包括接近開關(guān)、控制器、人機(jī)接口，所述的接近開關(guān)、人機(jī)接口分別與控制器的輸入端相連。所述的人機(jī)接口包括數(shù)碼管和按鍵。所述的控制器的輸出端與風(fēng)輪系統(tǒng)的主控機(jī)相連。所述的控制器為89C51單片機(jī)。所述的接近開關(guān)安裝于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組風(fēng)輪的低速軸測(cè)速圓盤上。所述的控制器的供電采用風(fēng)力發(fā)電機(jī)組24VDC電源，經(jīng)調(diào)壓、穩(wěn)壓模塊轉(zhuǎn)換后的5VDC電源。所述的主控機(jī)上設(shè)有一個(gè)常閉觸點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01P3/00GK203101417SQ20122069671
公開日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2012年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月14日
發(fā)明者李廣偉, 杜書旺, 孟令強(qiáng) 申請(qǐng)人:北車風(fēng)電有限公司