一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種風(fēng)機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)，尤其是一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中，需要對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實時監(jiān)測，由于風(fēng)力發(fā)電廠位置偏遠(yuǎn)，信號需要遠(yuǎn)距離傳輸，在信號傳輸過程中存在因通信線路故障而丟失信號的問題，現(xiàn)有的檢測系統(tǒng)主要依靠外部供電，在風(fēng)機(jī)停電時，存儲的歷史數(shù)據(jù)容易損壞，且難以修復(fù)，這大大增加了檢修人員對風(fēng)機(jī)故障的判斷難度，使得維修變得困難。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)，可以提高信號檢測的準(zhǔn)確度，并具有斷電保護(hù)功能，有效防止數(shù)據(jù)損壞或丟失。
[0004]為了實現(xiàn)該目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案:一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)，包括位于主控室內(nèi)的上位機(jī)，設(shè)置在風(fēng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)的下位機(jī)，連接上位機(jī)與下位機(jī)的通訊網(wǎng)絡(luò)，以及供電裝置，所述下位機(jī)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通訊模塊；
[0005]所述數(shù)據(jù)采集模塊包括監(jiān)測風(fēng)機(jī)狀態(tài)的傳感器以及與傳感器連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊；
[0006]所述數(shù)據(jù)處理模塊為基于DSP的數(shù)據(jù)處理器和與之連接的存儲器，所述數(shù)據(jù)處理器與A/D轉(zhuǎn)換模塊和通訊模塊連接；
[0007]所述供電裝置包括直流電源和蓄電池，所述直流電源具有兩個輸出接口，其內(nèi)設(shè)有PL2303芯片，所述PL2303芯片具有兩個1接口，1接口與直流電源的兩個輸出接口連接。
[0008]進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)處理器為DSP芯片，包括ADC采樣模塊、通信接口、串行通訊以及多功能引腳GP1模塊。
[0009]進(jìn)一步，所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括信號調(diào)理模塊，所述信號調(diào)理模塊直接與數(shù)據(jù)處理模塊連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊與傳感器之間還設(shè)有信號預(yù)處理模塊。
[0010]進(jìn)一步，所述傳感器包括振動傳感器和轉(zhuǎn)動傳感器。
[0011]進(jìn)一步，所述信號預(yù)處理模塊由解調(diào)處理模塊、幅值調(diào)整模塊、濾波模塊和隔直電路組成。
[0012]進(jìn)一步，所述網(wǎng)絡(luò)通訊包括與下位機(jī)連接的光端機(jī)，光端機(jī)通過光纖與上位機(jī)連接。
[0013]采用本實用新型所述的技術(shù)方案后，帶來以下有益效果:本實用新型的下位機(jī)采用基于DSP的數(shù)據(jù)處理器并設(shè)有存儲器，可以通過通訊模塊與上位機(jī)連接，也可通過串行通訊與便攜式電腦連接，方便本地查看，同時電源裝置具有UPS功能，可以在斷電情況下自動切換為蓄電池供電，有效保護(hù)了歷史數(shù)據(jù)，便于檢修人員查看，提高了檢修效率。
【附圖說明】
[0014]圖1:本實用新型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；
[0015]圖2:為圖1中的下位機(jī)連接原理圖；
[0016]圖3:本實用新型的數(shù)據(jù)處理器的連接原理圖；
[0017]其中，1、上位機(jī)2、通訊網(wǎng)絡(luò)3、下位機(jī)4、風(fēng)機(jī)。
【具體實施方式】
[0018]下面結(jié)合附圖對本實用新型的【具體實施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0019]圖如I所示，一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)，包括上位機(jī)1、通訊網(wǎng)絡(luò)2和下位機(jī)3，以及為上述裝置供電的供電裝置。上位機(jī)I設(shè)置在主控室內(nèi)，上位機(jī)I的軟件部分利用NI公司虛擬儀器軟件LabVIEW進(jìn)行編程設(shè)計，上位機(jī)I系統(tǒng)由登陸界面、狀態(tài)監(jiān)測界面和分析界面組成，其中運(yùn)行界面主要負(fù)責(zé)機(jī)組的參數(shù)配置、數(shù)據(jù)采集和存儲以及故障報警等功能。分析界面用于查詢和分析歷史數(shù)據(jù)，對故障信號進(jìn)行智能診斷分析，并將分析的結(jié)果生成報表。通訊網(wǎng)絡(luò)2是聯(lián)通上位機(jī)I和下位機(jī)3的渠道，主要是將下位機(jī)3發(fā)送出來的數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹骺厥覂?nèi)的上位機(jī)1，以供進(jìn)一步的分析，目前通常使用光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸；上位機(jī)I安裝在風(fēng)電場的主控室內(nèi)，主要功能是完成對采樣數(shù)據(jù)的存儲、顯示和進(jìn)一步分析，然后由工作人員根據(jù)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果確定機(jī)組整體的運(yùn)行情況。下位機(jī)3安裝在風(fēng)機(jī)4機(jī)艙內(nèi)部，數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通訊模塊。其中，數(shù)據(jù)采集模塊又包括，多組監(jiān)測風(fēng)機(jī)4狀態(tài)的振動傳感器和轉(zhuǎn)動傳感器，與上述傳感器連接的信號預(yù)處理模塊，信號預(yù)處理模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，A/D轉(zhuǎn)換模塊與數(shù)據(jù)處理模塊連接。所述信號預(yù)處理模塊，包括，解調(diào)處理模塊、幅值調(diào)整模塊、濾波模塊和隔直電路。解調(diào)處理模塊主要對信號進(jìn)行調(diào)制處理，以便于區(qū)分噪聲和信號傳輸，因此要在處理之前進(jìn)行解調(diào)處理，以獲取原始的信息。幅值調(diào)整模塊，用于調(diào)整輸入信號的幅值，以達(dá)到A/D轉(zhuǎn)換對輸入信號幅值的要求，確保轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性。濾波模塊，用于濾波處理，可以還原實際輸入信號，由于信號在傳遞的時候容易被外界所影響，因此信號中往往摻入了某些噪聲或其他的信號。隔直電路，用于過濾信號中的直流成分，保持信號的交流性。所述數(shù)據(jù)處理模塊包括，基于DSP的數(shù)據(jù)處理器和與之連接的RAM存儲器，數(shù)據(jù)處理器優(yōu)選用DSP芯片TMS320F28335，采用高性能CMOS技術(shù)，支持JATG仿真接口，并擁有豐富的片內(nèi)外設(shè)，主要包括16路12位采樣精度的ADC采樣模塊、局域網(wǎng)通信接口，串行通訊、以及多功能引腳GP1模塊，其中，ADC采樣模塊接口與A/D轉(zhuǎn)換模塊連接，GP1模塊接口與信號調(diào)理模塊連接，TMS320F28335的外部接口(XINTF)與通訊模塊連接。
[0020]優(yōu)選的，數(shù)據(jù)采集模塊還包括信號調(diào)理模塊，所述信號調(diào)理模塊直接與數(shù)據(jù)處理模塊連接，采集到的數(shù)字信號經(jīng)信號調(diào)理模塊簡單調(diào)理后直接傳入數(shù)據(jù)處理器。
[0021]所述供電裝置，包括24V直流電源和蓄電池，直流電源主要功能是在交流電源正常供電時為整個系統(tǒng)提供24V直流電源，同時直流電源具有UPS功能，可以為蓄電池充電；當(dāng)交流電源突然斷電的時刻，UPS將供電立刻切換到電池供電，使系統(tǒng)在斷電的時刻同樣正常工作保證數(shù)據(jù)的完整性，同時保護(hù)記錄的數(shù)據(jù)不丟失。
[0022]在蓄電池電量低時，UPS會通知上位機(jī)I電量低，請求關(guān)機(jī)。
[0023]當(dāng)蓄電池電量進(jìn)一步降低時，ups會將電池切斷，以保護(hù)電池。
[0024]直流電源的UPS功能為，該電源帶2個輸出接口，一個接口為交流電源是否正常指示，另一個接口為電池電量低指示。本設(shè)備采用了 PL2303芯片作為控制芯片，用來完成電源與工控機(jī)之間的通信。PL2303是常用的USB轉(zhuǎn)串口芯片，芯片同時帶2個1接口，可以作為輸入信號。這里將直流電源的兩個輸出接口連接到PL2303芯片的兩個1接口，在USB端可通過驅(qū)動程序進(jìn)行讀寫。
[0025]在上位機(jī)端設(shè)有一段程序，不斷讀寫這兩個1 口的狀態(tài)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)交流電源指示接口信號發(fā)生變化，程序彈出對話框，指示系統(tǒng)斷電，使用蓄電池供電；當(dāng)蓄電池電量低指示接口發(fā)生跳變，則程序控制系統(tǒng)關(guān)機(jī)。
[0026]為了保護(hù)通信接口，1之間采用光耦隔離。
[0027]本實用新型的工作過程為:首先，振動傳感器和轉(zhuǎn)動傳感器采集風(fēng)機(jī)的振動、轉(zhuǎn)速等參數(shù)，并將采集到的模擬信號傳至信號預(yù)處理模塊進(jìn)行處理，信號的預(yù)處理即為模擬信號在進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換前，對原始信號用相關(guān)模擬電路進(jìn)行處理，主要是為了把模擬信號轉(zhuǎn)換成便于進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換的狀態(tài)，然后將模擬信號傳輸至A/D轉(zhuǎn)換模塊，在A/D轉(zhuǎn)換模塊模擬信號被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后送入數(shù)據(jù)處理器，數(shù)據(jù)處理器對信號進(jìn)行去噪、提取特征值后，再由光端機(jī)將電信號轉(zhuǎn)換為光信號，然后再經(jīng)過光纖將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī)，完成對風(fēng)機(jī)傳動鏈振動相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、處理和數(shù)據(jù)發(fā)送。
[0028]以上所述為本實用新型的實施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本實用新型原理前提下，還可以做出多種變形和改進(jìn)，這也應(yīng)該視為本實用新型的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)，包括位于主控室內(nèi)的上位機(jī)，設(shè)置在風(fēng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)的下位機(jī)，連接上位機(jī)與下位機(jī)的通訊網(wǎng)絡(luò)，以及供電裝置，其特征在于:所述下位機(jī)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通訊模塊； 所述數(shù)據(jù)采集模塊包括監(jiān)測風(fēng)機(jī)狀態(tài)的傳感器以及與傳感器連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊； 所述數(shù)據(jù)處理模塊為基于DSP的數(shù)據(jù)處理器和與之連接的存儲器，所述數(shù)據(jù)處理器與A/D轉(zhuǎn)換模塊和通訊模塊連接； 所述供電裝置包括外接直流電源和蓄電池，所述外接直流電源具有兩個輸出接口，其內(nèi)設(shè)有PL2303芯片，所述PL2303芯片具有兩個1接口，1接口與外接直流電源的兩個輸出接口連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理器為DSP芯片，包括ADC采樣模塊、通信接口、串行通訊以及多功能引腳GP1模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括信號調(diào)理模塊，所述信號調(diào)理模塊直接與數(shù)據(jù)處理模塊連接，所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊與傳感器之間還設(shè)有信號預(yù)處理模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述傳感器包括振動傳感器和轉(zhuǎn)動傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述信號預(yù)處理模塊主要由依次連接的解調(diào)處理模塊、幅值調(diào)整模塊、濾波模塊和隔直電路組成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述通訊網(wǎng)路包括與下位機(jī)連接的光端機(jī)，光端機(jī)通過光纖與上位機(jī)連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)，包括上位機(jī)，下位機(jī)，連接上位機(jī)與下位機(jī)的通訊網(wǎng)絡(luò)，以及供電裝置，下位機(jī)包括數(shù)據(jù)采集模塊、基于DSP的數(shù)據(jù)處理器和與之連接的存儲器和通訊模塊；數(shù)據(jù)采集模塊包括多組傳感器以及與傳感器連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊，供電裝置包括一直流電源和蓄電池，直流電源具有兩個輸出接口，其內(nèi)設(shè)有PL2303芯片，所述PL2303芯片具有2個IO接口，IO接口與外接直流電源的兩個輸出接口連接。本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，抗干擾能力強(qiáng)，并具有斷電保護(hù)功能，有效提高了故障判斷的準(zhǔn)確性，方便實用。
【IPC分類】G01D21/02
【公開號】CN204788459
【申請?zhí)枴緾N201520276959
【發(fā)明人】尹子棟, 魯志平, 張磊
【申請人】中國大唐集團(tuán)新能源股份有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年4月30日