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。

优选地，所述下接近传感器包括两个上下相邻安装的第二接近传感器和第一接近传感器，所述控制器根据所述免爬器通过所述第二接近传感器和第一接近传感器的时间先后顺序，判断所述免爬器的运行趋势为上升还是下降，

所述上接近传感器包括两个上下相邻安装的第四接近传感器和第三接近传感器，所述控制器根据所述免爬器通过所述第四接近传感器和第三接近传感器的时间先后顺序，判断所述免爬器的运行趋势为上升还是下降，

所述控制器根据判断结果控制所述驱动装置驱动所述平台盖板的开合。

进一步地，所述驱动装置包括驱动电机和与其输出轴连接的驱动轴，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。

进一步地，所述驱动电机为直角减速电机。

优选地，所述执行机构还包括用于与所述驱动轴配合的驱动轴套，所述驱动轴套用于固定在塔架内壁上。

进一步地，所述执行机构还包括用于支撑所述驱动轴和平台盖板的支撑板，所述执行机构还包括用于连接所述支撑板和平台盖板的阻尼合页。

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：

当所述控制器先接收到所述第一接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，再接收到所述第二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，继续接收到所述第三接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，然后再接收到所述第四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，则完成所述免爬器持续上升工况的控制；

当所述控制器先接收到所述第四接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，再接收到所述第三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，继续接收到所述第二接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，然后再接收到所述第一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，则完成所述免爬器持续下降工况的控制。

进一步地，所述控制方法还包括另一种工况下的控制方法：

当所述控制器先接收到所述第一接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，再接收到所述第二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，未接收到所述第三接近传感器和/或第四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，则完成所述免爬器上升至平台后停止的工况控制；之后，若所述控制器再先后接收到所述第三接近传感器和第四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；

进一步地，所述控制方法还包括再一种工况下的控制方法：

当所述控制器先接收到所述第四接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，再接收到所述第三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，未接收到所述第二接近传感器和/或第一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，则完成所述免爬器下降至平台后停止的工况控制；之后，若所述控制器再先后接收到所述第三接近传感器和第四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。

所述控制方法还包括一种控制方法：当所述控制器先接收到所述第一接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，再接收到所述第二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第二接近传感器传送的所述免爬器的运行数据，然后再接收到所述第一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。

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下接近传感器均包括两个上下安装的接近传感器，可以及时迅速的判断免爬器的运行趋势是上升还是下降，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；

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12，在平台盖板上方的塔架上安装上接近传感器34，上接近传感器34离平台盖板的距离大于免爬器8和平台盖板71的高度和，下接近传感器12低于平台盖板71，上接近上传感器34和下接近传感器12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，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。

作为一种替代方案，下接近传感器12包括两个上下相邻安装的第二接近传感器2和第一接近传感器1，控制器9根据免爬器8通过第二接近传感器2和第一接近传感器1的时间先后顺序，判断免爬器8的运行趋势为上升还是下降，

上接近传感器34包括两个上下相邻安装的第四接近传感器4和第三接近传感器3，控制器9根据免爬器8通过第四接近传感器4和第三接近传感器3的时间先后顺序，判断免爬器8的运行趋势为上升还是下降，

控制器9根据判断结果控制驱动装置7驱动平台盖板71的开合。

进一步地，驱动装置7包括驱动电机72和与其输出轴连接的驱动轴74，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。

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。

优选地，驱动装置7还包括用于与驱动轴74配合的驱动轴套76，驱动轴套76的一端用于固定在塔架内壁上。

优选地，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。

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)当控制器9先接收到第一接近传感器1传送的免爬器8的运行数据，再接收到第二接近传感器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，继续接收到第三接近传感器3传送的免爬器8的运行数据，然后再接收到第四接近传感器4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，则完成免爬器8持续上升工况的控制；可以清零准备进行下一次的监控及控制。

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：

当控制器9先接收到第四接近传感器4传送的免爬器8的运行数据，再接收到第三接近传感器3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，继续接收到第二接近传感器2传送的免爬器8的运行数据，然后再接收到第一接近传感器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，则完成免爬器8持续下降工况的控制；可以清零准备进行下一次的监控及控制。

第三种工况为免爬器8上升至平台后停止的工况控制，控制方法包括：

当控制器9先接收到第一接近传感器1传送的免爬器8的运行数据，再接收到第二接近传感器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，未接收到第三接近传感器3和/或第四接近传感器4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，则完成免爬器8上升至平台后停止的工况控制；之后，若控制器9再先后接收到第三接近传感器3和第四接近传感器4传送的免爬器9的运行数据，控制器9不动作；可以清零准备进行下一次的监控及控制。

第四种工况为免爬器8下降至平台后停止的工况控制，控制方法包括：

当控制器9先接收到第四接近传感器4传送的免爬器8的运行数据，再接收到第三接近传感器3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，未接收到第二接近传感器2和/或第一接近传感器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，则完成免爬器8下降至平台后停止的工况控制；之后，若控制器9再先后接收到第三接近传感器3和第四接近传感器4传送的免爬器8的运行数据，控制器9不动作；即连续两次接收到第三接近传感器3和第四接近传感器4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上升经过第三接近传感器3和第四接近传感器4完成完整操作，从而可以清零进入下次监控控制，此时若准备下降时再次经过第三接近传感器3和第四接近传感器4，从而开启上述第二种工况的控制；

第五种工况为免爬器8上升后又临时下降工况控制，控制方法包括：

当控制器9先接收到第一接近传感器1传送的免爬器8的运行数据，再接收到第二接近传感器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再次接收到第二接近传感器2传送的免爬器8的运行数据，然后再接收到第一接近传感器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，则完成免爬器8上升后又临时下降工况的控制；可以清零准备进行下一次的监控及控制。

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下接近传感器均包括两个上下安装的接近传感器，可以及时迅速的判断免爬器的运行趋势是上升还是下降，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。