一种基于ZigBee的风力发电机振动监控系统的制作方法

文档序号:11601450阅读:345来源:国知局

本实用新型属于风力发电技术领域,具体涉及一种基于ZigBee的风力发电机振动监控系统。



背景技术:

随着人类对能源需求的不断增加,以及化石能源造成的环境污染、温室效应等问题的出现,风能作为目前最有开发利用前景的可再生清洁能源,已越来越受到欢迎。风力发电是风能利用的主要方式,兆瓦级风力发电机组越来越受到重视。在风力发电机组运行状态监测中,主要关键部件的振动状态是一个重要监测部分,关系到风机的正常运行。发电机、齿轮箱、主轴、桨叶、塔筒等风机主要关键部件都需要很多振动采集点,便于主控采集状态信息,保证风机安全正常运行。

目前风力发电机机组一般安装两个振动分析仪,来检测风机振动状态信息,分别安装在机舱中部(水平安装)和机舱尾部(竖直安装),使用线缆进行连接导致安装位置具有局限性,一般振动分析仪使用双通道检测,风机主要关键部件振动状态不能完全的检测到,同时不能及时的发现关键部件异常工况,给风力的正常安全运行带来很大的隐患。

通过将振动传感器节点布置在风机的关键部件适当位置,实时监测各个部位的振动状况,并及时提交给监控中心,通过振动数据采集和分析,能够掌握设备的运行情况,及时调整控制方法,并预测、预报设备的未来情况,防止振动异常损坏风机,达到保护风机的目的,使得设备维修方式从传统的“事故维修”和“定期维修”过渡到现代的“预知性维修”。



技术实现要素:

本实用新型提供了一种基于ZigBee的风力发电机振动监控系统,克服现有等问题。

本实用新型提供的一种基于ZigBee的风力发电机振动监控系统包括风机主控PLC,用于对振动信息进行分析并在发现异常工况时控制风机停机检查,在现有技术的基础上本实用新型还作出如下改进:进一步包括ZigBee无线网络节点、ZigBee路由节点、ZigBee协调器,所述ZigBee无线网络节点包括振动检测传感器和ZigBee模块,所述振动检测传感器的输出端与ZigBee模块相连接,所述ZigBee模块与ZigBee路由节点相连接,所述ZigBee协调器通过通讯接口线缆连接风机主控PLC。

优选的,所述ZigBee模块为CC2530模块。

优选的,所述振动检测传感器为A308无线振动烈度传感器。

进一步的,所述ZigBee协调器与风机主控PLC基于RS485接口的串口通讯协议进行通讯。

本实用新型的有益效果:

1.本实用新型采用ZigBee无线通讯网络检测风机关键部件的振动状态,将状态信息实时反馈给风机主控PLC,及时发现异常工况,避免不必要事故的发生。

2.本实用新型使用的振动检测传感器为A308无线振动烈度传感器,使用简单方便,采用无线数字信号传输方式消除了长电缆传输带来的噪声干扰,测量系统具有极高的测量精度和抗干扰能力。

3.本实用新型采用基于RS85接口的串口通讯协议使ZigBee协调器与风机主控PLC通讯,传输线少,成本低,具备循坏冗余检验,纠错能力强。通讯线缆采用屏蔽双绞线,有效的提高抗干扰能力。

4.本实用新型运用无线传感器技术,采用无线传输,使得对部件的振动检测更加方便,安全性提高,使用干电池供电,减少布线带来的繁琐,一定程度上节约了成本,同时采用降低功耗的处理器,降低了节点功耗。

附图说明

图1是本实用新型的原理框图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,不能理解为对本实用新型具体保护范围的限定。

实施例一

参照图1,所述一种基于ZigBee的风力发电机振动监控系统包括风机主控PLC、ZigBee无线网络节点、ZigBee路由节点、ZigBee协调器,所述ZigBee无线网络节点包括振动检测传感器和ZigBee模块,所述振动检测传感器为A308无线振动烈度传感器,所述ZigBee模块为CC2530模块,所述振动检测传感器设置在风力发电机组内各个部件,例如齿轮箱、发电机、主轴、桨叶、塔筒等的关键检测点处。所述振动检测传感器的输出端与ZigBee模块相连接,所述ZigBee模块与ZigBee路由节点相连接,所述ZigBee协调器通过通讯接口线缆连接风机主控PLC。所述ZigBee协调器与风机主控PLC基于RS485接口的串口通讯协议进行通讯。

所述ZigBee模块将振动检测传感器检测到的振动信息,通过ZigBee路由节点汇集到ZigBee协调器上,ZigBee协调器将振动数据发送至风机主控PLC,风机主控PLC根据数据分析发现异常工况后,停机检查,等排除故障和隐患后,启动风机正常安全运行。同时通过振动数据采集和分析,能够掌握设备的运行情况,及时调整控制方法,并预测、预报设备的未来情况,防止振动异常损坏风机,达到保护风机的目的。

本系统利用ZigBee无线方式作为通讯手段,及时采集风机各个重要关键部件的振动状态信息,并实时传输给风机主控PLC,便于实现风机的运行状态监测和风机运行的维护,对于风机优化设计和机组的安全运行有着重要的意义。

ZigBee是一种高可靠的无线数传网络,类似于CDMA和GSM网络。ZigBee模块类似于移动网络基站。通讯距离从标准的75m到几百米、几公里,并且支持无限扩展。ZigBee网络主要特点是低功耗、低成本、低速率、支持大量节点、支持多种网络拓扑、低复杂度、快速、可靠、安全。

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