一种风电机组测风仪的可伸缩安装支架及其控制方法与流程

本发明涉及风电机组领域，特别是涉及一种风电机组测风仪的可伸缩安装支架及其控制方法。

背景技术：

随着技术的不断进步，风力发电机组塔筒高度越来越高，目前风力发电机组的机舱距地面的高度约100m。机组所用的测风仪均被安装在机舱罩外部，在机组运行过程中由于环境恶劣或自身质量等原因，必然会出现故障损坏而需要更换的情况。此时维护人员不得不出舱外作业，高空露天进行测风仪的更换工作。即使完全按照操作规范穿戴安全防护用品，也存在很大的高空坠落风险。因此如何能够在机舱内实现测风仪的更换值得重点进行研究。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是提供一种风电机组测风仪的可伸缩安装支架及其控制方法，通过控制可伸缩安装支架实现测风仪在机舱内外升降的方案，解决了测风仪出现故障需要维修或更换时，维护人员必须出舱作业的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案如下：

一方面，本发明提供一种风电机组测风仪的可伸缩安装支架，所述风电机组的机舱罩上设有用于测风仪进出的开口，所述可伸缩安装支架包括安装板、电磁锁、伸缩支架和执行支架伸缩的执行元件，其中：

所述安装板的截面形状为倒u型，所述安装板的顶面用于安装测风仪；所述伸缩支架安装在安装板内底面上；所述执行元件与伸缩支架连接，用于推动伸缩支架将安装板上的测风仪伸出机舱或回缩到机舱内；所述电磁锁用于安装在机舱罩的开口处，所述安装板的u型侧壁上设有与所述电磁锁配合的锁件。

进一步地，还包括控制系统，所述控制系统与测风仪、电磁锁和执行元件连接，用于接收各元件反馈的信号并监控各元件运行状态和控制各元件。

进一步地，所述控制系统还用于根据测风仪采集的风速、风向数据进行解析判断，根据异常数据发出故障信号，并根据系统逻辑发出控制指令。

进一步地，所述控制系统还包括通讯模块，用于与控制柜内的交换机与风电机组的主控系统通讯。

进一步地，所述通讯模块兼容多种通讯接口，包括光纤、rs232、rs485、rs422、以太网和/或蓝牙。

进一步地，还包括人机交互单元，用于通过控制系统控制执行元件和电磁锁的动作，并接收控制系统的使能指令。

进一步地，还包括位置传感器，用于指示测风仪是否到达指定位置并将信号反馈到控制系统。

进一步地，还包括用于安装在安装板和机舱罩之间的密封机构。

进一步地，还包括测风仪防雷接地结构。

另一方面，提供一种风电机组测风仪的可伸缩安装支架的控制方法，包括如下方法：

1)控制系统接收测风仪采集的风速、风向信号，并判断数据是否正常：若接收的数据正常，则根据风速风向信号对机组输出功率进行控制；若接收的数据异常，则判断测风仪故障，并发出报警信号，并将使能指令下达到人机交互单元；

2)通过操控人机交互单元，控制电磁锁的动作和执行元件升降伸缩杆。

进一步地，步骤1)中，人机交互单元在接收到故障信号时才能操作；

和/或，步骤2)中，还通过位置传感器指示测风仪的升降位置。

采用这样的设计后，本发明至少具有以下优点：

本发明通过控制可伸缩安装支架实现测风仪在机舱内外升降，解决了机组测风仪故障时，维护人员必须出舱外维护或更换，安全风险大大提高的问题。应用本发明的方案不仅减少了测风仪的更换时间，提高维护人员的工作效率，而且降低了维护人员维修或更换时的安全风险，保障了维护人员的人身安全。

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测风仪的可伸缩安装支架的连接结构示意图；

图2是本发明的风电机组测风仪的可伸缩安装支架的功能实现示意图；

图3是本发明的风电机组测风仪的可伸缩安装支架的功能实现控制流程图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域技术人员。

本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本发明的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

本发明提供一种风电机组测风仪的可伸缩安装支架的实施例，如图1至图3所示，风电机组的机舱罩21上设有用于测风仪进出的开口，可伸缩安装支架包括安装板3、电磁锁4、伸缩支架5和执行支架伸缩5的执行元件6，其中：安装板3的截面形状为倒u型，安装板3的顶面用于安装测风仪1；伸缩支架5安装在安装板3内底面上；执行元件6与伸缩支架5连接，用于推动伸缩支架5将安装板3上的测风仪1伸出机舱2或回缩到机舱2内；电磁锁4用于安装在机舱罩21的开口处，安装板3的u型侧壁上设有与电磁锁4配合的锁件。

本发明在使用时，在发现测风仪出现故障时，将电磁锁打开，控制执行元件推动伸缩支架下降至机舱内，维修人员在机舱内完成测风仪的维修或更换，完成后，控制执行元件推动伸缩支架上升至机舱外，然后锁闭电磁锁。本发明通过控制可伸缩安装支架实现测风仪在机舱内外升降，解决了机组测风仪故障时，维护人员必须出舱外维护或更换，安全风险大大提高的问题。应用本发明的方案不仅减少了测风仪的更换时间，提高维护人员的工作效率，而且降低了维护人员维修或更换时的安全风险，保障了维护人员的人身安全。

本发明通过设置可伸缩的测风仪支架，并根据测风仪状态通过人机交互单元控制执行元件使测风仪支架伸缩，实现在机舱内更换测风仪的目的。

为了实现智能化，还包括控制系统，控制系统与测风仪、电磁锁和执行元件连接，用于接收各元件反馈的信号并监控各元件运行状态和控制各元件。控制系统接收各元件的信号，并监控各元件运行状态，然后智能控制各元件。

为了对测风仪的监控更加智能，控制系统还用于根据测风仪采集的风速、风向数据进行解析判断，根据异常数据发出故障信号，并根据系统逻辑发出控制指令。

为了与主控系统通信，控制系统还包括通讯模块，用于与控制柜内的交换机与风电机组的主控系统通讯。

进一步地，通讯模块兼容多种通讯接口，包括光纤、rs232、rs485、rs422、以太网和/或蓝牙。

为了方便维修人员操作，还包括人机交互单元，用于通过控制系统控制执行元件和电磁锁的动作，并接收控制系统的使能指令。使能指令是指在在控制系统未发出故障信号时，人机交互单元处于关闭状态，防止维护人员误操作损坏设备。

为了使控制更加智能，还包括位置传感器，用于指示测风仪是否到达指定位置并将信号反馈到控制系统。

进一步地，还包括用于安装在安装板和机舱罩之间的密封机构。

进一步地，还包括测风仪防雷接地结构。

本发明在使用时，测风仪安装在机舱外，实时检测环境中的风速、风向等数据并传送到控制系统。当数据异常时，控制系统发出报警信号，并下达使能指令到人机交互单元。维护人员到达机舱后，通过人机交互单元打开电磁锁，控制执行元件动作，推动测风仪下降至机舱内，直到位置传感器发出下降到位信号停止。完成更换后，维护人员再次通过人机交互单元控制执行元件推动测风仪上升至机舱外，直到位置传感器发出上升到位信号停止，然后锁闭电磁锁。运行一段时间无故障后，主控系统发出控制命令关闭人机交互单元的使能。防止维护人员误操作损坏设备。

本发明的硬件部分至少包括控制系统、执行元件、电磁锁、位置传感器、测风仪、人机交互单元六个部分。各部分功能如下：

1、控制系统安装在机舱控制柜内或作为独立设备安装在机舱内。首先对测风仪采集的风速、风向等数据进行解析和诊断，如果测风仪反馈的数据异常，则发出故障报警信号，并根据系统逻辑发出控制命令，使能人机交互单元。维护人员可通过人机交互单元控制执行元件和电磁锁的动作。控制系统同时实时接收位置传感器、电磁锁、执行元件发出的相关反馈信号，监控系统运行状态。

2、执行元件安装在测风仪支架内部。当接收到控制系统发出的控制命令后，执行元件开始动作，推动测风仪支架进行伸缩。同时各种状态信号均实时传送到控制系统，供控制系统监控运行状态。

3、电磁锁安装在机舱罩与测风仪安装板连接处，用于将机舱罩与安装板固定，如果电磁锁无法正常锁闭，将故障信号反馈至控制系统。

4、位置传感器用来检测测风仪的位置，判断并通知控制系统测风仪是否已就位。

5、测风仪安装在测风仪安装板上，测风仪采集环境中的风速风向等信号并传送到控制系统，如果控制系统接收到的数据正常，则根据风速风向信号对机组输出功率进行控制。如果控制系统接收到的数据异常，判断测风仪故障，则发出报警信号，通知维护人员进行测风仪更换，并使能人机交互单元。

6、人机交互单元安装在机舱控制柜内或作为独立设备安装在机舱内。维护人员可以通过人机交互单元执行测风仪升降。但为避免误触发，只有当测风仪故障时，控制系统才使能人机交互单元。

上述实施例中，电磁锁、位置传感器、执行元件状态信号均传送到控制系统，供控制系统判断系统运行状态。

上述实施例中，控制系统故障时，可以手动实现电磁锁的开闭及操作执行元件动作，通过手动控制完成测风仪更换。

上述实施例中，执行元件可使用电动执行元件，也可以利用机组自身的液压系统使用液压执行元件完成。

上述实施中的控制系统为独立控制系统，也可以利用机组自身的主控系统通过程序实现其功能。

上述实施例中，本发明的控制系统可以作为独立的控制方案，也可以使用机组自身主控系统和液压系统集成进行控制。实现起来较为方便。

另一方面，提供一种风电机组测风仪的可伸缩安装支架的控制方法，包括如下方法：

1)控制系统接收测风仪采集的风速、风向信号，并判断数据是否正常：若接收的数据正常，则根据风速风向信号对机组输出功率进行控制；若接收的数据异常，则判断测风仪故障，并发出报警信号，并将使能指令下达到人机交互单元；

2)通过操控人机交互单元，控制电磁锁的动作和执行元件升降伸缩杆。

进一步地，步骤1)中，人机交互单元在接收到故障信号时才能操作；

和/或，步骤2)中，还通过位置传感器指示测风仪的升降位置。

本发明提供一种通过控制可伸缩安装支架实现测风仪在机舱内外升降的方案，解决了测风仪出现故障需要维修或更换时，维护人员必须出舱作业的问题。通过本发明描述的控制系统和方法可以使测风仪下降到机舱内，维护人员在机舱内即可完成调试和更换。

综上所述，本发明的可伸缩安装支架解决了机组测风仪故障时，维护人员必须出舱外维护或更换，安全风险大大提高的问题。应用本发明的方案不仅减少了测风仪的更换时间，提高维护人员的工作效率，而且降低了维护人员维修或更换时的安全风险，保障了维护人员的人身安全。本发明通过设置一整套控制装置和系统，对伸缩杆进行智能判断和智能控制，当测风仪出现故障时可以缩回机舱内进行更换。

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。