风电机组塔架的自动开合平台盖板装置及系统和控制方法与流程

本发明涉及风力发电机组的辅助设备领域，特别是涉及一种风电机组塔架的自动开合平台盖板装置及系统和控制方法。

背景技术：

随着风电机组的大量并网发电，风电机组的现场运维工作量显著增加。由于兆瓦级风电机组塔架高度普遍很高，运维人员要进入机舱展开维护作业，必须耗费大量体力攀爬塔架，因此目前风电机组多运用免爬器，帮助运维人员省去攀爬塔架的体力支出。

免爬器是一种电机驱动的提升装置(包括车体、驱动装置与控制装置)，运维人员站在免爬器车体上，免爬器驱动装置可以将车体从塔基提升至塔架各层平台；免爬器的安全策略要求，运维人员站在车体上必须双手同时操作，才能启动驱动装置，使车体上升。为了防止高空坠物伤害事故的发生，塔架的每层平台均设有一个手动开合的防护盖板。虽然免爬器接近防护盖板时会自动减速并提示运维人员注意，但是一方面由于防护盖板长度尺寸较大，操作不便；另一方面由于运维人员需双手控制免爬器开关才可使其运行，在人冲顶前的位置不能完全打开防护盖板，若不及时停止免爬器车体上升，将导致人身与防护盖板碰撞事故发生。因此，研发一种可根据免爬器运行工况，自动开合的风电机组塔架平台防护盖板系统，就显得十分必要。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种风电机组塔架的自动开合平台盖板装置及系统和控制方法。本发明通过设置监控装置监控并判断免爬器的运行趋势，从而控制所述驱动装置驱动执行机构实现平台盖板的自动开合。

本发明的另一个目的是提供一种风电机组塔架的自动开合平台盖板系统。

本发明的再一个目的是提供一种风电机组塔架的自动开合平台盖板控制方法。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一方面，本发明提供一种风电机组塔架的自动开合平台盖板装置，包括平台盖板、驱动装置和监控装置，

所述驱动装置用于驱动所述平台盖板开合；

所述驱动装置包括驱动电机、驱动轴和驱动轴套，所述驱动轴的一端与所述驱动电机的输出轴连接，所述驱动轴的另一端与所述驱动轴套旋转连接，所述驱动轴套用于固定在塔架内壁上，所述驱动轴与所述平台盖板的一侧固定连接，则所述平台盖板通过所述驱动轴在所述驱动电机的带动下实现开合；所述驱动装置还包括用于支撑所述驱动轴和平台盖板的支撑板，所述支撑板与平台盖板的连接处设有阻尼合页；

所述监控装置包括控制器和与所述控制器连接的接近传感器，所述接近传感器固定在塔架内壁上，所述接近传感器用于监测免爬器的运行数据，所述控制器用于根据所监测到的免爬器运行数据判断所述免爬器的运行趋势，并根据判断结果控制所述驱动装置实现对所述平台盖板的自动开合。

所述运行趋势包括上升、下降或停止。

进一步地，所述接近传感器包括用于安装在所述平台盖板下方的塔架上的下接近传感器和用于安装在所述平台盖板上方的塔架上的上接近传感器，所述上接近传感器离平台盖板的距离大于免爬器和平台盖板的高度之和，所述下接近传感器低于所述平台盖板。

进一步地，所述驱动电机为直角减速电机。

另一方面，提供一种包含所述的风电机组塔架的自动开合平台盖板装置的系统，所述接近传感器安装在风电机组塔架内壁上，用于监测免爬器的运行数据，所述控制器用于分析判断免爬器的运行趋势并控制所述平台盖板的自动开合。

再一方面，提供一种所述的风电机组塔架的可自动开合平台盖板的控制方法，所述控制方法包括至少两种工况下的控制方法：

所述免爬器从风电机组塔架低端启动，当所述控制器先接收到所述下接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，则判断所述免爬器在上升，所述控制器控制所述驱动装置开启所述平台盖板；当所述控制器在预定的时间范围内，再接收到所述上接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，则判断所述免爬器仍在继续上升，所述控制器控制所述驱动装置关闭所述平台盖板，则完成一次所述免爬器持续上升工况的控制，并清零准备进入下一次的工况控制；

进一步地，所述控制方法还包括另外一种工况下的控制方法：

所述免爬器从风电机组塔架顶端启动，当所述控制器先接收到所述上接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，则判断所述免爬器在下降，所述控制器控制所述驱动装置开启所述平台盖板；当所述控制器在预定的时间范围内，再接收到所述下接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，则判断所述免爬器仍在继续下降，所述控制器控制所述驱动装置关闭所述平台盖板，则完成一次所述免爬器持续下降工况的控制，并清零准备进入下一次的工况控制。

进一步地，所述控制方法还包括另一种工况下的控制方法：

所述免爬器从风电机组塔架低端启动，当所述控制器先接收到所述下接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，则判断所述免爬器在上升，所述控制器控制所述驱动装置开启所述平台盖板；当所述控制器在预定的时间范围内，未接收到所述上接近传感器的所述免爬器的运行数据，则判断所述免爬器停止，控制所述驱动装置关闭所述平台盖板，之后，若所述控制器再接收到所述上接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，所述控制器不动作，则完成一次所述免爬器上升至平台后停止又上升的工况控制，并清零准备进入下一次的工况控制。

进一步地，所述控制方法还包括再一种工况下的控制方法：

所述免爬器从风电机组塔架顶端启动，当所述控制器先接收到所述上接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，则判断所述免爬器在下降，所述控制器控制所述驱动装置开启所述平台盖板；当所述控制器在预定的时间范围内，未接收到所述下接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，则判断所述免爬器停止，控制所述驱动装置关闭所述平台盖板，之后，若所述控制器再接收到所述上接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，所述控制器不动作，则完成一次所述免爬器下降至平台后停止又上升的工况控制，并清零准备进入下一次的工况控制。

进一步地，所述控制方法还包括再一种工况下的控制方法：

所述免爬器从风电机组塔架顶端启动，当所述控制器先接收到所述上接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，则判断所述免爬器在下降，所述控制器控制所述驱动装置开启所述平台盖板；当所述控制器在预定的时间范围内，未接收到所述下接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，则判断所述免爬器停止，控制所述驱动装置关闭所述平台盖板，之后，若所述控制器再接收到所述下接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，所述控制器不动作，则完成一次所述免爬器下降后停止又继续下降的工况控制，并清零准备进入下一次的工况控制。

所述控制方法还包括一种控制方法：所述免爬器从风电机组塔架低端启动，当所述控制器先接收到所述下接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，则判断所述免爬器在上升，所述控制器控制所述驱动装置开启所述平台盖板；当所述控制器再次接收到所述下接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，则判断所述免爬器在下降，所述控制器控制所述驱动装置关闭所述平台盖板，则完成所述免爬器上升后又临时下降工况的控制。

进一步地，所述控制器还设置有重置单元，所述重置单元用于控制所述平台盖板恢复关闭状态并清零。

由于采用上述技术方案，本发明至少具有以下优点：

(1)本发明可以通过监控装置的接近传感器监控并判断免爬器的车体位置，判断车体运行趋势，使用控制器判断车体所处的具体工况(包括上升、下降、停止维修等)，控制器依据对车体工况的判断，控制驱动装置驱动执行机构实现平台盖板的自动开合,减小人身安全风险，不仅能降低现场运维过程中的作业难度，并实现对运维人员人身安全的有效保护，本发明适合风电机组的多种维护工况；

(2)本发明使用的驱动轴为齿轮传动，系统更可靠,使用阻尼合页可以减小盖板开合的冲击，避免防护盖板反弹发生；

(3)本发明的上接近传感器和/或下接近传感器的连续传送的数据作为一次操作，并依此判断免爬器在上升还是下降，从而正确的给出平台盖板开合的判断。

附图说明

上述仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的风电机组塔架的自动开合平台盖板装置安装在电机组塔架上的结构示意图；

图2是本发明的风电机组塔架的自动开合平台盖板装置不包括接近传感器的结构示意图。

具体实施方式

本发明提供一种自动开合平台盖板装置安装在风电机组塔架上使用的实施例，如图1、图2所示，包括平台盖板71、驱动装置7和监控装置，

驱动装置7用于驱动平台盖板71开合；

驱动装置7包括驱动电机72、驱动轴74和驱动轴套76，驱动轴74的一端与驱动电机72的输出轴连接，驱动轴74的另一端与驱动轴套76旋转连接，驱动轴套76用于固定在塔架内壁上，驱动轴74与平台盖板71的一侧固定连接，则平台盖板71通过驱动轴74在驱动电机72的带动下实现开合；驱动装置7还包括用于支撑驱动轴74和平台盖板71的支撑板77，支撑板77与平台盖板71的连接处设有阻尼合页75；支撑板77能使驱动轴74的安装和旋转更加方便，驱动轴74带动平台盖板71旋转过程中，阻尼合页75能提供一定的阻尼作用，使平台盖板71闭合运动不至太快，减小冲击。

监控装置包括控制器9和与控制器9连接的接近传感器，接近传感器固定在塔架内壁上，接近传感器用于监测免爬器8的运行数据，控制器9用于根据所监测到的免爬器运行数据判断免爬器8的运行趋势(运行趋势包括上升、下降或停止)，并根据判断结果控制驱动装置7实现对平台盖板71的自动开合。

本发明在使用时，将接近传感器安装在风电机组塔架内壁上，优选在平台盖板71下方的塔架上安装下接近传感器1，在平台盖板71上方的塔架上安装上接近传感器2，上接近传感器2离平台盖板71的距离大于免爬器8和平台盖板71的高度和，下接近传感器1低于平台盖板71，上接近上传感器2和下接近传感器1用于监测免爬器8的运行数据，控制器9根据爬器8的运行数据判断免爬器8为上升还是下降，根据判断结果控制驱动装置7实现对驱动平台盖板71的自动开合，驱动电机72开启通过带动驱动轴74旋转，使平台盖板71绕驱动轴74旋转打开或关闭关闭，驱动轴74旋转过程中，阻尼合页75能够提供一定的阻尼作用，使平台盖板71打开或关闭关闭运动不致太快，减小冲击。本发明的维护工况包括以下五种：免爬器持续上升工况、免爬器持续下降工况、免爬器上升至平台后停止的工况、免爬器下降至平台后停止的工况与免爬器短时上升后又临时下降的工况。

优选地，驱动电机72为直角减速电机，用于驱动驱动轴74带动平台盖板71开合。直角减速电机可正反转。

另一方面，提供一种包含风电机组塔架的自动开合平台盖板的系统，将接近传感器安装在风电机组塔架内壁上，用于监测免爬器8的运行数据，控制器9用于分析判断免爬器8的运行趋势控制平台盖板71的自动开合。

本发明在使用时，通过风电机组塔架的可自动开合平台盖板的控制方法能够实现至少两种工况的控制，控制方法具体如下：

第一种工况为免爬器8持续上升工况控制，控制方法为：

1)所述免爬器从风电机组塔架低端启动，当控制器9先接收到下接近传感器1传送的免爬器8的运行数据，则判断免爬器8在上升，控制器9控制驱动装置7开启平台盖板71，具体的驱动方式可以为直角减速电机72开启带动驱动轴74旋转，使平台盖板71绕驱动轴74旋转打开，驱动轴74旋转过程中，阻尼合页75能够提供一定的阻尼作用，使平台盖板71开启运动不致太快，减小冲击；

2)当控制器9在预定的时间范围内，再接收到上接近传感器2传送的免爬器8的运行数据，则判断免爬器8仍在继续上升，控制器9控制驱动装置7关闭平台盖板71，具体的驱动方式可以为直角减速电机72开启带动驱动轴74旋转，使平台盖板71绕驱动轴74旋转关闭，驱动轴74旋转过程中，阻尼合页75能够提供一定的阻尼作用，使平台盖板71关闭运动不致太快，减小冲击，则完成一次免爬器8持续上升工况的控制，并清零准备进入下一次的工况控制。

剩余工况中，驱动装置7的驱动作用及阻尼合页75的作用与上述工况相同，不再赘述。

第二种工况为免爬器8持续下降工况控制，控制方法包括：

所述免爬器从风电机组塔架顶端启动，当控制器9先接收到上接近传感器2传送的免爬器8的运行数据，则判断免爬器8在下降，控制器9控制驱动装置7开启平台盖板71；当控制器9在预定的时间范围内，再接收到下接近传感器1传送的免爬器8的运行数据，则判断免爬器8仍在继续下降，控制器9控制驱动装置7关闭平台盖板71，则完成一次免爬器8持续下降工况的控制，并清零准备进入下一次的工况控制。

第三种工况为免爬器8下降至平台后停止又上升的工况控制，控制方法包括：

所述免爬器从风电机组塔架顶端启动，当控制器9先接收到上接近传感器2传送的免爬器8的运行数据，则判断免爬器8在下降，控制器9控制驱动装置7开启平台盖板71；当控制器9在预定的时间范围内，未接收到下接近传感器1传送的免爬器8的运行数据，则判断免爬器8停止，控制驱动装置7关闭平台盖板71，之后，若控制器9再接收到上接近传感器2传送的免爬器8的运行数据，控制器9不动作，即连续两次接收到上接近传感器2传送的免爬器8的运行数据，是因为下降至平台操作完成后，因平台盖板71已关闭，所以无论准备上升还是下降，维护人员都得操控免爬器8上升经过上接近传感器2，则完成一次免爬器8下降至平台后停止又上升的工况控制，并清零准备进入下一次的工况控制，此时若准备下降时再次经过上接近传感器2，从而可以开启上述第二种工况的控制；

第四种工况为免爬器8上升至平台后停止又上升的工况控制，控制方法包括：

所述免爬器从风电机组塔架低端启动，当控制器9先接收到下接近传感器1传送的免爬器8的运行数据，则判断免爬器8在上升，控制器9控制驱动装置7开启平台盖板71；当控制器9在预定的时间范围内，未接收到上接近传感器2传送的免爬器8的运行数据，则判断免爬器8停止，控制驱动装置7关闭平台盖板71，之后，若控制器9再接收到上接近传感器2传送的免爬器8的运行数据，控制器9不动作；则完成一次免爬器8上升至平台停止后又继续上升工况的控制，并清零准备进入下一次的工况控制。

第五种工况为免爬器8下降后停止又继续下降的工况控制，控制方法包括：

所述免爬器从风电机组塔架顶端启动，当控制器9先接收到上接近传感器2传送的免爬器8的运行数据，则判断免爬器8在下降，控制器9控制驱动装置7开启平台盖板71；当控制器9在预定的时间范围内，未接收到下接近传感器1传送的免爬器8的运行数据，则判断免爬器8停止，控制驱动装置7关闭平台盖板71，之后，若控制器9再接收到下接近传感器1传送的免爬器8的运行数据，控制器9不动作，此时的情况是免爬器8在下降过程中，经过平台盖板后因特殊情况停止后继续下降的情况，所以未在规定时间内连续收到上接近传感器2和下接近传感器1传送的数据，此时也是完成一次免爬器8下降后停止又继续下降的工况的控制，属于免爬器8持续下降的特殊工况，并清零准备进入下一次的工况控制；

第六种工况为免爬器8上升后又临时下降工况控制，控制方法包括：

所述免爬器从风电机组塔架低端启动，当控制器9先接收到下接近传感器1传送的免爬器8的运行数据，则判断免爬器8在上升，控制器9控制驱动装置7开启平台盖板71；当控制器9再次接收到下接近传感器1传送的免爬器8的运行数据，则判断免爬器8在下降，控制器9控制驱动装置7关闭平台盖板71，则完成一次免爬器8上升后又临时下降的控制，并清零准备进入下一次的工况控制。

作为一种改进，控制器9还设置有重置单元，重置单元用于控制平台盖板71恢复关闭状态并清零，重置单元优选设置为两次确认模式，以免误操作。一般来讲，免爬器要么在地面，即下接近传感器下面，要么在行走并发生上述的六种工况，要么已经上升到顶端，即上接近传感器的上面，故正常情况下，上述六种工况已经包含了免爬器的运行状况，而在特殊情况下，例如免爬器正好处在上接近传感器和下接近传感器之间，此时控制器因断电或其他特殊情况导致了系统重启或清零，重新启动控制器后，免爬器再次运行时，若控制器所判断的结果与实际情况相反，维护人员可以操控免爬器到下接近传感器的下面或上接近传感器的上面，并选择启动重置单元，重置单元控制平台盖板恢复关闭状态并清零，启动重置单元的按钮优选设置在地面位置附近，也可以设置在高于上接近传感器的位置，按钮处优选设置有保护措施，以免误按，同时重置单元优选设置为两次确认模式，以免误操作，启动重置单元后，则可进入正常的工况控制。

本发明可以通过监控装置的接近传感器监控并判断免爬器的车体位置，判断车体运行趋势，使用控制器判断车体所处的具体工况(包括上升、下降、停留维修等)，控制器依据对车体工况的判断，控制驱动装置驱动执行机构实现平台盖板的自动开合,减小人身安全风险，不仅能降低现场运维过程中的作业难度，并实现对运维人员人身安全的有效保护，本发明适合风电机组的多种维护工况；本发明的驱动轴为齿轮传动，系统更可靠,使用阻尼合页可以减小盖板开合的冲击，避免防护盖板反弹发生；本发明的上接近传感器和/或下接近传感器的连续传送的数据作为一次操作，并依此判断免爬器在上升还是下降，从而正确的给出平台盖板开合的判断。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，本领域技术人员利用上述揭示的技术内容做出些许简单修改、等同变化或修饰，均落在本发明的保护范围内。