专利名称：风电变桨装置的油泵状态监控系统及监控方法
技术领域：
本发明涉及一种风力发电设备，尤其涉及一种风电变桨装置的液压刹 车系统中的油泵状态的监控系统和监控方法。
背景技术：
随着不可再生能源在世界范围面临枯竭的窘境，为满足工业化生产和 人类生活所需，人们对太阳能、风力、水力这些可再生能源的关注和利用 已日渐提升。其中，风力发电是一种已经发展相对成熟的能源开发技术， 尤其在高原、沿海等地区有着广泛的普及应用。
风机发电具有一个很复杂的机械机构，其系统控制也是一个很复杂的 过程，其中油泵控制技术就是一个很关键的组成部分。由于风电变桨装置 中的直流电机和轮毂叶片间设有齿轮和轴承，油泵的作用就是对这些齿轮 和轴承喷射润滑油，在润滑系统中起到一个重要的作用。
目前，在风电变桨控制装置中，对油泵电机的控制，简单的说就是通
过一个空气断路器-lFl对油泵电机进行通断的控制方式，如图1所示，这 种方式存在很多问题，首先，当风电变桨控制装置停止运行时，此时不需 要给齿轮和轴承喷润滑油的，即油泵可以停止工作，但由于空气断路器无 法实现自动控制，此时油泵正常工作，造成对润滑油的损耗；其次，工作 人员在维护时，需要手动地关断空气断路器，造成操作上的不方便；再次， 润滑油的用量无法实时监控，若油泵喷射的润滑油较少或油泵箱内润滑油 用尽会造成齿轮与轮毂之间的机械结构磨损。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述技术问题，提供一种风电变桨控制装置中的油泵采用PLC控制和液位实时监控的控制系统及其监 控方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现
一种风电变桨装置的油泵状态监控系统，用于对风桨刹车止动，包括 控制电源，用于实时监控油泵箱内油面位置的液位检测单元、与液位检测 单元相连并接收所述液位检测单元传输的信号的液位监控继电器及用于 控制油泵工作或停止的PLC控制系统，
所述的PLC控制系统包括一信号输入端和信号输出端，所述信号输出
端与接触器连接，用于传输信号给所述接触器；
所述接触器的常开触点与油泵电机相连，用于当接触器得到PLC控制 系统传输过来的信号后，所述接触器常开触点闭合，从而导通油泵电机与 控制电源之间的回路；
所述控制电源与接触器常开触点之间设有第一节点，所述第一节点与 液位监控继电器的常闭触点连接，并连接到PLC控制系统的信号输入端；
所述第一节点与液位监控继电器的常闭触点之间设有第二节点，所述 第二节点连接液位监控继电器；
所述液位监控继电器连接PLC控制系统的信号输入端。
进一步地，所述控制电源为24V直流电源。所述液位检测单元包括一 个电极传感器，设置于油泵箱内，用于检测油泵箱内油面的位置。所述液 位监控继电器内预设有一个油面位置范围，所述液位检测单元通过传感器 检测所得到的信号反馈给所述液位监控继电器，用于与油面位置范围比 较。所述液位检测单元反馈的信号为PLC系统所能识别的模拟量信号。所 述液位监控继电器与PLC控制系统的信号输入端相连的端口为故障信号 输出端。
本发明还揭示了一种风电变桨装置的油泵状态监控方法，包括如下步
骤(1) 接通控制电源，液位检测单元检测泵箱内油面的位置，并传输 信号给PLC控制系统和液位监控继电器；
(2) 液位监控继电器比较所述液位检测单元反馈的信号与预设的油 面位置范围；
(3) 若所述液位检测单元反馈的信号在预设的油面位置范围内，所
述液位监控继电器传输正常信号给PLC控制系统；
(4) PLC控制系统的输入端接收到液位监控继电器的正常信号后，
使接触器的线圈通电，接触器常开触点闭合，从而导通油泵电机与控制电 源之间的回路，油泵电机工作。
上述第(3)步骤中，若所述液位检测单元反馈的信号在液位监控继 电器的预设的油面位置范围外，所述液位监控继电器传输故障信号给PLC 控制系统；进而，PLC控制系统接收到所述液位监控继电器传输的故障信 号后，使接触器的线圈失电，接触器常开触点回复，从而切断油泵电机与 控制电源之间的回路，油泵电机停止工作。
进一步地，所述油泵箱内油面的位置控制电极极性的大小，从而控制 电极电阻的大小。
本发明的有益效果主要体现在采用PLC自动控制油泵，并通过液位 监控继电器对油泵中的油面进行实时监控，当油液面低于设定值时，故障 信号会反馈给PLC系统，警示维护人员及时添加润滑油。这种控制方式大 大提高了润滑系统的安全性和节省了维护的成本，提高了工作效率。
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明
图1:现有技术通过空气断路器对油泵电机进行通断的电路示意图。 图2:本发明监控油泵状态的电路示意图。
具体实施例方式
本发明揭示了一种风电变桨装置的油泵状态监控系统，主要用于风桨刹车止动时自动控制油泵的动作，如图2所示，本系统主要由控制电源、 液位检测单元、液位监控继电器S、 PLC控制系统组成。
本发明中，控制电源为24V直流电源。
所述用于实时监控油泵箱内油面位置的液位检测单元包括一个传感 器(电极)，设置于油泵箱内，用于检测油泵箱内油面的位置。所述液位 检测单元反馈的信号为PLC系统所能识别的模拟量信号。液位检测单元的 检测原理为通过改变液面之间的距离来改变电极间极性的大小，从而改
变电极电阻的大小，即油泵箱内油面的位置与油泵箱底部之间有一变化的 距离，油泵箱内的油作为一个导体，具有一个极性，该距离的改变会影响 极性的大小，从而会使液位检测单元通过传感器得知一个模拟量信号。
所述液位监控继电器s内预设有一个油面位置范围，所述液位检测单
元的模拟量信号反馈给所述液位监控继电器，用于与油面位置范围比较。
所述用于控制油泵工作或停止的PLC控制系统包括一信号输入端和 信号输出端，所述信号输出端与接触器-lKl连接，用于传输信号给所述接
触器-lKl;
所述接触器的常开触点-lKl与油泵电机相连，用于当接触器得到PLC 控制系统传输过来的信号后，所述接触器常开触点闭合，从而导通油泵电 机与控制电源之间的回路；
所述控制电源与接触器常开触点之间设有第一节点，所述第一节点与 液位监控继电器的常闭触点连接，并连接到PLC控制系统的信号输入端；
所述第一节点与液位监控继电器的常闭触点之间设有第二节点，所述 第二节点连接液位监控继电器；
所述液位监控继电器连接PLC控制系统的信号输入端。本实施例中， 所述液位监控继电器与PLC控制系统的信号输入端相连的端口为故障信 号输出端OUT端。
本发明还揭示了一种风电变桨装置的油泵状态监控方法，包括如下步
8骤
(1) 接通控制电源，液位检测单元检测泵箱内油面的位置，并传输 信号给PLC控制系统和液位监控继电器；
(2) 液位监控继电器比较所述液位检测单元反馈的信号与预设的油 面位置范围；
(3) 若所述液位检测单元反馈的信号在预设的油面位置范围内，所 述液位监控继电器传输正常信号给PLC控制系统；
(4) PLC控制系统的输入端接收到液位监控继电器的正常信号后， 使接触器的线圈通电，接触器常开触点闭合，从而导通油泵电机与控制电 源之间的回路，油泵电机工作。
上述第(3)步骤中，若所述液位检测单元反馈的信号在液位监控继 电器的预设的油面位置范围外，所述液位监控继电器传输故障信号给PLC 控制系统；进而，PLC控制系统接收到所述液位监控继电器传输的故障信 号后，使接触器的线圈失电，接触器常开触点回复，从而切断油泵电机与 控制电源之间的回路，油泵电机停止工作。
本发明采用PLC自动控制油泵，并通过液位监控继电器和液位检测单 元对油泵中的油面进行实时监控。当油液面低于设定值时，液位监控继电 器会将故障信号反馈给PLC系统，警示维护人员及时添加润滑油；而液位 检测单元则实时监控油泵中油面的具体位置。
这种控制方式大大提高了润滑系统的安全性和节省了维护的成本，提 高了工作效率。
权利要求
1. 一种风电变桨装置的油泵状态监控系统，用于对风桨刹车止动，其特征在于包括控制电源，用于实时监控油泵箱内油面位置的液位检测单元、与液位检测单元相连并接收所述液位检测单元传输的信号的液位监控继电器及用于控制油泵工作或停止的PLC控制系统，所述的PLC控制系统包括一信号输入端和信号输出端，所述信号输出端与接触器连接，用于传输信号给所述接触器；所述接触器的常开触点与油泵电机相连，用于当接触器得到PLC控制系统传输过来的信号后，所述接触器常开触点闭合，从而导通油泵电机与控制电源之间的回路；所述控制电源与接触器常开触点之间设有第一节点，所述第一节点与液位监控继电器的常闭触点连接，并连接到PLC控制系统的信号输入端；所述第一节点与液位监控继电器的常闭触点之间设有第二节点，所述第二节点连接液位监控继电器；所述液位监控继电器连接PLC控制系统的信号输入端。
2. 根据权利要求1所述的风电变桨装置的油泵状态监控系统，其特征在于所述控制电源为24V直流电源。
3. 根据权利要求1所述的风电变桨装置的油泵状态监控系统，其特征在于所述液位检测单元包括一个电极传感器，设置于油泵箱内，用于检测油泵箱内油面的位置。
4. 根据权利要求1所述的风电变桨装置的油泵状态监控系统，其特征在于所述液位监控继电器内预设有一个油面位置范围，所述液位检测单元通过传感器检测所得到的信号反馈给所述液位监控继电器，用于与油面位置范围比较。
5. 根据权利要求4所述的风电变桨装置的油泵状态监控系统，其特征在于所述液位检测单元反馈的信号为PLC系统所能识别的模拟量信号。
6. 根据权利要求1所述的风电变桨装置的油泵状态监控系统，其特征在于所述液位监控继电器与PLC控制系统的信号输入端相连的端口为故障信号输出端。
7. —种风电变桨装置的油泵状态监控方法，其特征在于包括如下步骤，(1) 接通控制电源，液位检测单元检测泵箱内油面的位置，并传输信号给PLC控制系统和液位监控继电器；(2) 液位监控继电器比较所述液位检测单元反馈的信号与预设的油面位置范围；(3) 若所述液位检测单元反馈的信号在预设的油面位置范围内，所述液位监控继电器传输正常信号给PLC控制系统；(4) PLC控制系统的输入端接收到液位监控继电器的正常信号后，使接触器的线圈通电，接触器常开触点闭合，从而导通油泵电机与控制电源之间的回路，油泵电机工作。
8. 根据权利要求7所述的风电变桨装置的油泵状态监控方法，其特征在于所述第(3)步骤中，若所述液位检测单元反馈的信号在液位监控继电器的预设的油面位置范围外，所述液位监控继电器传输故障信号给PLC控制系统；(4) PLC控制系统接收到所述液位监控继电器传输的故障信号后，使接触器的线圈失电，接触器常开触点回复，从而切断油泵电机与控制电源之间的回路，油泵电机停止工作。
9. 根据权利要求8所述的风电变桨装置的油泵状态监控方法，其特征在于所述油泵箱内油面的位置控制电极极性的大小，从而控制电极电阻的大小。
10. 根据权利要求9所述的风电变桨装置的油泵状态监控方法，其特征在于所述液位检测单元包括一个电极传感器，设置于油泵箱内。
全文摘要
本发明揭示了一种风电变桨装置的液压刹车系统中的油泵状态的监控系统和监控方法，采用PLC自动控制油泵，并通过液位监控继电器对油泵中的油面进行实时监控，当油液面低于设定值时，故障信号会反馈给PLC系统，警示维护人员及时添加润滑油。这种控制方式大大提高了润滑系统的安全性和节省了维护的成本，提高了工作效率。
文档编号F03D7/00GK101503989SQ20091002594
公开日2009年8月12日 申请日期2009年3月12日 优先权日2009年3月12日
发明者傅建民, 政 王 申请人:苏州能健电气有限公司