专利名称：一种用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及风机数据传输领域，具体地，涉及一种用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置。
背景技术：
能源和环境问题已经成为全世界的热点和核心问题，常规能源如煤、石油、天然气不仅资源有限，而且会造成严重的环境污染，发展新能源已是大势所趋。风能取之不尽，用之不竭，是一种清洁的可再生资源。与太阳能和生物能源等其他可再生能源发电技术相比，风力发电具有发 电成本低、自然环境和社会环境影响好等优点。目前，风力发电已成为世界上公认的最接近商业化、市场竞争力最强的可再生能源技术。积极开发利用风力发电对于改善能源系统结构，保护生态环境具有深远意义。陆上风力发电有占用土地资源多，噪声污染大，干扰公众视觉等问题。风电发达国家的经验表明，将风电场建在海上比建在陆上有更多的社会效益、环境效益和经济效益。海上风电场的开发必将成为我国风电产业的重要发展方向。相对于陆上风力发电，海上风机多坐落于海上，交通十分不便，风机的日常检查只能靠工作人员常规巡检来完成，不利于数据的分析和信息的及时反馈，当海上风机出现故障时，风机的具体位置很难立即定位，无法及时抢修，造成一定的经济损失。
实用新型内容本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置，使各个风机的数据能够及时发出和获取，降低因风机故障造成的经济损失。为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案一种用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置，包括数据采集模块、ZIGBEE组网模块及监测中心PC机；所述数据采集模块与海上风机主控系统的PLC控制器连接，且所述数据采集模块通过ZIGBEE组网模块与监测中心PC机连接。进一步地，所述数据采集模块通过数据采集接口与海上风机主控系统的PLC控制器中的数据记录装置及GPS定位模块连接。进一步地，所述数据采集接口采用OPC接口。进一步地，所述数据采集模块包括依次连接的数据采集单元、数据处理单元、主控制器、协议控制器、ZIGBEE数据收发单元。进一步地，所述ZIGBEE组网模块包括多个ZIGBEE节点及与ZIGBEE节点连接的ZIGBEE中继网关，所述ZIGBEE节点与数据采集模块连接，所述ZIGBEE中继网关通过网络与监测中心PC机连接。进一步地，所述ZIGBEE组网模块的多个ZIGBEE节点采用自组网形式，且ZIGBEE组网模块的拓扑结构为星型网、网状网、混合网中的一种或多种。[0012]进一步地，所述ZIGBEE节点包括ARM处理器及与ARM处理器连接的ZIGBEE无线通讯模块、存储器、JTAG调试接口单元、采集接口单元、复位电路、电源电路及电池管理电路；所述ZIGBEE中继网关包括ARM处理器及与ARM处理器连接的ZIGBEE无线通讯模块、状态指示模块、存储器、JTAG调试接口单元、数据接收接口单元、复位电路、电源电路、电池管理电路及ZIGBEE/GPRS/GSM转换模块。进一步地，所述Z I GBEE节点通过多跳的方式连接至ZIGBEE中继网关。进一步地，所述ZIGBEE中继网关通过Internet网络或GPRS/GSM公众网络与监测中心PC机连接。与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果ZIGBEE组网模块具有如下特点低功耗、低成本、时延短、网络容量大、可靠、安全。本实用新型采用ZIGBEE组网模块进行数据传输，运行维护人员可通过监测中心PC机数据终端获得实时数据，可及时获取海上风机的数据并及时分析，发现故障及时解决，降低经济损失。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图I为本实用新型一种用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置的原理结构图；图2为ZIGBEE节点的原理结构图；图3为ZIGBEE网关的原理结构图；图4为海上风机PLC控制器及数据采集接口连接示意图；图5a、5b、5c为ZIGBEE组网模块的网络拓扑结构图(分别为星状网、网状网、混合网)。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。如图I所示，本实用新型的一种用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置，包括数据采集模块(包括依次连接的数据采集单元、数据处理单元、主控制器、协议控制器、ZIGBEE数据收发单元)、ZIGBEE组网模块及监测中心PC机；数据采集模块通过数据采集接口(如OPC接口或其它专用接口)与海上风机主控系统的PLC控制器中的数据记录装置及GPS定位模块连接(如图4所示)，且数据采集模块通过ZIGBEE组网模块与监测中心PC机连接。其中，ZIGBEE组网模块包括多个ZIGBEE节点及ZIGBEE中继网关，ZIGBEE节点通过多跳的方式连接至ZIGBEE中继网关，ZIGBEE节点与数据采集模块连接，ZIGBEE中继网关通过Internet网络或GPRS/GSM公众网络与监测中心PC机连接。如图2所示，ZIGBEE节点包括ARM处理器及与ARM处理器连接的ZIGBEE无线通讯模块、Flash存储器、JTAG调试接口单元、采集接口单元、复位电路、电源电路及电池管理电路；如图3所示，ZIGBEE中继网关包括ARM处理器及与ARM处理器连接的ZIGBEE无线通讯模块、状态指示模块、存储器、JTAG调试接口单元、数据接收接口单元、复位电路、电源电路、电池管理电路及ZIGBEE/GPRS/GSM转换模块，其中，状态指示模块用于指示当前采用的是ZIGBEE的网络节点，以及中继处理如图5a、5b、5c所示，为ZIGBEE网络拓扑，分别为星型网、网状网、混合网，在海上风机中，会采用这三种网络拓扑中的一种或几种。海上风机运行时，通过数据采集模块采集风机主控系统的PLC控制器中的风机运行关键数据，如平均风速、变桨角度、变桨速率、发电机转矩等关键参数以及GPS定位数据， 并将采集到的数据进行处理；部署在现场的ZIGBEE节点通过自组网构建的无线网络传输到ZIGBEE中继网关进行数据融合、处理，然后ZIGBEE中继网关通过接入Internet网络或GPRS/GSM公众网络，将监测数据传回监测中心PC机。其中，ZIGBEE节点作为检测信息的传感器载体，但又与一般概念的传感器不同，它不仅能感知监测量的变化，还能对采集信息进行处理，从中提取出有用的数据，同时将数据处理后进行传输到ZIGBEE中继网关。ZIGBEE中继网关主要完成传感器节点和监测中心的数据转发、中继、汇聚处理，ZIGBEE节点通过多跳的方式连接至ZIGBEE中继网关(基站节点)，ZIGBEE中继网关收到数据后，通过Internet网络或GPRS/GSM公众网络连接后台监测中心，并通过监测中心的处理提供给用户，用户从中获取最关心的信息，例如报警信息，然后根据GPS定位数据进行定位并及时处理。最后应说明的是以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置，其特征在于，包括数据采集模块、Z I GBEE组网模块及监测中心PC机； 所述数据采集模块与海上风机主控系统的PLC控制器连接，且所述数据采集模块通过ZIGBEE组网模块与监测中心PC机连接。
2.根据权利要求I所述的一种用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置，其特征在于，所述数据采集模块通过数据采集接口与海上风机主控系统的PLC控制器中的数据记录装置及GPS定位模块连接。
3.根据权利要求2所述的用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置，其特征在于，所述数据采集接口采用OPC接口。
4.根据权利要求1、2或3所述的用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置，其特征在于，所述数据采集模块包括依次连接的数据采集单元、数据处理单元、主控制器、协议控制器、ZIGBEE数据收发单元。
5.根据权利要求1、2或3所述的用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置，其特征在于，所述ZIGBEE组网模块包括多个ZIGBEE节点及与ZIGBEE节点连接的ZIGBEE中继网关，所述ZIGBEE节点与数据采集模块连接，所述ZIGBEE中继网关通过网络与监测中心PC机连接。
6.根据权利要求5所述的用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置，其特征在于，所述ZIGBEE组网模块的多个ZIGBEE节点采用自组网形式，且ZIGBEE组网模块的拓扑结构为星型网、网状网、混合网中的一种或多种。
7.根据权利要求5所述的用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置，其特征在于 所述ZIGBEE节点包括ARM处理器及与ARM处理器连接的ZIGBEE无线通讯模块、存储器、JTAG调试接口单元、采集接口单元、复位电路、电源电路及电池管理电路； 所述ZIGBEE中继网关包括ARM处理器及与ARM处理器连接的ZIGBEE无线通讯模块、状态指示模块、存储器、JTAG调试接口单元、数据接收接口单元、复位电路、电源电路、电池管理电路及ZIGBEE/GPRS/GSM转换模块。
8.根据权利要求5所述的用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置，其特征在于所述ZIGBEE节点通过多跳的方式连接至ZIGBEE中继网关。
9.根据权利要求5所述的用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置，其特征在于，所述ZIGBEE中继网关通过Internet网络或GPRS/GSM公众网络与监测中心PC机连接。
专利摘要本实用新型公开了一种用于获取和传输海上风机控制系统数据的装置，包括数据采集模块、ZIGBEE组网模块及监测中心PC机；所述数据采集模块与海上风机主控系统的PLC控制器连接，且所述数据采集模块通过ZIGBEE组网模块与监测中心PC机连接。采用本实用新型的装置可使各个风机的数据能够及时发出和获取，降低因风机故障造成的经济损失。
文档编号H04L29/08GK202798802SQ20122041756
公开日2013年3月13日 申请日期2012年8月21日 优先权日2012年8月21日
发明者朱莲, 刘国君, 王宁, 朱宁 申请人:国电联合动力技术有限公司