专利名称：一种风电机组振动监测装置的功能测试仪的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种功能测试仪，特别是指一种应用于风电机组振动监测装置的功能测试仪。
背景技术：
风力发电机组故障很大一部分是由齿轮箱和轴承产生。一种能对风机齿轮箱和轴 承的振动部位的状态进行实时监测的风电机组振动监测装置的出现，解决了以往的风力发 电机组故障检修需要技术人员在风力发电机组处于停机状态下，使用手持式现场测试仪采 集监测点的数据进行检修而导致的检修效率低下，运行维护费用高的问题。目前，为了保证风电机组振动监测装置在出厂时具有正常的使用功能，需要对所 述装置进行功能测试。现有的功能测试方法需要将风电机组振动监测装置与风电机组连接 后，才能对风电机组振动监测装置进行功能测试。因此现有对于风电机组振动监测装置的 安装测试操作复杂，测试工作效率低。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型的主要目的在于提供一种风电机振动监测装置的功能测试 仪，以解决现有对于风电机组振动监测装置的安装测试操作复杂，测试工作效率低的问题。本实用新型提供的一种风电机振动监测装置的功能测试仪，包括信号输出单元100，用于向风电机组振动监测装置输出模拟风机振动的电压信 号；通讯单元110，用于实现所述功能测试仪与上位计算机和风电机组振动监测装置 之间的通讯；存储单元120，用于存储风机振动和转速的模拟程序及数据；开出单元140，用于向风机振动监测装置输出模拟风机转速的直流电信号，和实现 开关量信号的隔离和输出；控制单元130，与上述单元电连接，用于控制信号输出单元100和开出单元140分 别输出模拟风机振动、转速的电压信号和直流电信号，并将通过通讯单元110接收的风电 机组振动监测装置的监测反馈数据打包后，控制通讯单元110将所述监测反馈数据发送给 上位计算机；控制单元130还用于生成所述开关量信号。由上可以看出，本实用新型可模拟风电机组的振动和转速信号，从而实现对风电 机组振动监测装置的测试，解决了现有对于风电机组振动监测装置的安装测试操作复杂， 测试工作效率低的问题。上述功能测试仪，其特征在于，所述存储单元120包括程序存储器121，用于存储风机振动和转速的模拟程序以及暂存所述程序运行过 程中的中间结果；高速存储器122，用于在通讯过程中缓存数据。[0015]由上可以看出，本实用新型采用程序存储器121暂存风机振动和转速的模拟程序 程序运行过程中的中间结果，可以节省中央处理单元的运算时间，并提高其运算效率；采用 高速存储器122缓存所述功能测试仪与上位计算机的交互数据，可避免在数据传输过程中 因通讯中断引起的数据丢失问题。上述功能测试仪，其特征在于，还包括状态显示单元150，与所述控制单元130电 连接，用于根据控制单元130控制信号的不同产生不同的状态显示信号。由上可以看出，本实用新型可以较为直观地显示其工作状态，以方便技术人员参 考。上述功能测试仪，其特征在于，所述信号输出单元100包括PWM信号输出电路。由上可以看出，采用PWM信号输出电路输出的电压信号抗噪能力强，能够避免因 为环境变化产生的电磁扰动。上述功能测试仪，其特征在于，所述通讯单元110包括至少以下之一串行通讯接口、以太网通讯接口和GPRS通讯接口。由上可以看出，本实用新型可通过通讯单元110与具有主流通讯接口的风电机组 振动监测装置和上位计算机进行数据通讯，具有强大的外接拓展功能。上述功能测试仪，其特征在于，所述串行通讯接口包括至少以下之一RS232、RS485、RS422 接 口。由上可以看出，本实用新型可支持主流串行通讯接口，方便与采用不同串行通讯 接口的风电机组振动监测装置和上位计算机进行数据通讯
图1为本实用新型测试仪的结构图；图2为本实用新型测试仪中央处理单元的电路图；图3为本实用新型测试仪MAX232电路图；图4为本实用新型测试仪PWM信号输出电路图。
具体实施方式
下面结合图1-图4对本实用新型提供的一种风电机组振动监测装置的功能测试 仪进行详细说明。如图1所示，所述一种风电机组振动监测装置的功能测试仪主要包括信号输出 单元100，通讯单元110，存储单元120，控制单元130，开出单元140和状态显示单元150，其 中信号输出单元100用于向风电机组振动监测装置输出模拟风机振动信号。可以采 用如图4示出的脉宽调制(PWM，Pulse WidthModulation)信号输出电路生成6路振动电压 信号，并输出给风电机组振动监测装置。通讯单元110用于实现所述功能测试仪与上位计算机和风电机组振动监测装置 之间的通讯。可以设置多种通讯接口，例如RS232、RS485、RS422等通讯协议的串行通讯接 口(简称串口)与上位计算机和所述功能测试仪进行通讯，以太网接口和GPRS接口等通讯 接口与上位计算机进行通讯。本实施例通讯单元110采用如图3示出的MAX232低功耗双驱动/接收器与具有RS232总线接口的上位计算机和风电机组振动监测装置进行通讯。存储单元120用于存储风机振动和转速的模拟程序及其相关数据。主要包括程序 存储器121和高速存储器122。其中程序存储器121用于存储风机振动和转速的模拟程序以及暂存所述程序运行过 程中的中间结果。本实施例采用512kX8bit高速RAM。高速存储器122用于数据缓存，本实施例采用512k多用途FLASH。控制单元130与上述单元电连接，用于通过通讯单元110接收来自上位计算机的 测试命令，调用存储在存储单元120中的风机振动和转速的模拟程序生成相关控制指令， 控制信号输出单元100向风电机组振动监测装置输出模拟风机振动的6路振动电压信号， 将通讯单元100接收到的风电机组振动监测装置的监测反馈数据打包后，控制通讯单元 110将所述监测反馈数据发送给上位计算机，控制单元130还会生成相关开关量信号(如 报警信号等)控制相关单元工作，例如所述测试仪与上位计算机或风电机组通讯出现中 断，控制单元130会生成通讯中断报警信号提供给相关报警单元，控制其发出通讯中断的 警报。本实施例控制单元130采用了如图2示出的带有Watchdog(看门狗)功能的中央处 理单元，可以用来监控所述程序的运行，也就是说在所述程序的运行过程中，如果出现死循 环，或者说PC指针不能回来。那么在定时时间到后就会使中央处理单元复位。开出单元140与控制单元130电连接，用于实现所述开关量信号的隔离和输出，以 及根据来自控制单元130的控制指令向风机振动监测装置输出模拟风机转速信号的直流 电信号。状态显示单元150与控制单元130电连接，用于根据控制单元130控制信号的不 同显示风电机组振动监测装置的功能测试仪当前工作状态，本实施例可采用LED灯作为状 态显示单元150。下面对本实用新型提供的风电机组振动监测装置的功能测试仪的工作原理进行 介绍。在本实施例中，可采用针床工装作为所述功能测试仪与风电机组振动监测装置的 连接装置，简化了对于现有风电机组振动监测装置的安装测试操作。由于风电机组振动监测装置需要将其传感单元感应到的振动信号和转速信号转 换成电信号后才能进行相关监测，因此，本实用新型的风电机组振动监测装置功能测试仪 通过信号输出单元100和开出单元140向风电机组振动监测装置输出模拟风电机组振动 和转速的电压信号和直流电信号。其中，模拟风电机组振动的电压信号可调幅度为0. 1 5V，与风电机组各轴承振动的最大幅度成正比对应的电压信号为5V ；同时用于模拟风电机 组振动前后转速信号的两个直流电信号可调幅度为0. 1 24V，即对应风电机组转速信号 的可调幅度为lr/min 2000r/min。采用PWM信号输出电路作为对风电机组振动监测装置模拟振动电压信号输出单 元的一个优点是从风电机组振动监测装置测试仪到风电机组振动监测装置的6路振动电 压信号都是数字形式的，无需进行数模转换。让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最 小。当管理层的工程师或操作员需要对风电机组振动监测装置进行功能测试时，使用 上位计算机将测试命令发送给风电机组振动监测装置功能测试仪。所述功能测试仪通过通讯单元Iio接收到所述命令后，经过控制单元130调用存储于程序存储器121中的风机振 动和转速的模拟程序生成用于控制信号输出单元100和开出单元140将模拟风电机组的振 动和转速信号输出至风电机组振动监测装置。风电机组振动监测装置会根据接收到的模拟 风电机组的振动和转速信号做出相应的处理后，将反馈数据发送给所述功能测试仪，由所 述功能测试仪将反馈数据经过通讯单元110发送给上位计算机，上位计算机通过比较所述 功能测试仪发出的模拟风电机组振动和转速信号与风电机组振动监测装置反馈数据中的 监测信号，判断出风电机组振动监测装置工作是否正常。例如，通过所述测试仪模拟的风电 机组振动振幅对应的电压和转速分别为4V和2000r/min，假设在该转速下的风电机组振动 频率属于报警范围，若风电机组振动监测装置反馈数据中的监测信号为报警信号，便可判 断风电机组振动监测装置工作正常，反之则不正常。 此外，在控制单元130对风电机组振动监测装置反馈数据打包时，可以采用适当 的加密算法(如对称加密算法)，实现数据的加密。在所述功能测试仪与上位计算机通讯的过程中，所述功能测试仪与上位计算机交 互的数据缓存于高速存储器122中。若在数据传输过程中产生通讯中断，可在通讯恢复后 继续传输缓存中保存的数据，解决了因通讯中断引起的数据丢失问题。如果在单位时间内 该中断没有恢复，控制单元130则会生成相应的开关量信号控制开出单元140进行通电或 断电的动作，例如开出单元140采用常开固态继电器，该固态继电器的输出端平时处于断 开状态，当固态继电器的输入端接收到通电的控制信号(高电平或低电平)后，通过光耦隔 离(发光二极管把输入的电信号转换为光信号传给光敏管转换为电信号输出，由于没有直 接的电气连接，这样既耦合传输了信号，又有隔离作用)，控制输出端闭合，这时与固态继电 器的输出端连接的报警设备(如声光报警器等)通电，发出声光警报。状态显示单元150可以为LED灯，根据控制单元130控制信号的不同产生不同的 状态显示信号，例如，绿灯亮起表示所述测试仪当前为空闲状态，红灯亮起表示所述测试仪 当前为数据通讯状态，红灯闪烁表示当前数据通讯中断。当然LED灯也可以根据需要设置 为多个、不同颜色、不同形状等。以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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。
权利要求一种风电机组振动监测装置的功能测试仪，包括信号输出单元(100)，用于向风电机组振动监测装置输出模拟风机振动的电压信号；通讯单元(110)，用于实现所述功能测试仪与上位计算机和风电机组振动监测装置之间的通讯；存储单元(120)，用于存储风机振动和转速的模拟程序及数据；开出单元(140)，用于向风机振动监测装置输出模拟风机转速的直流电信号，和实现开关量信号的隔离和输出；控制单元(130)，与上述单元电连接，用于控制信号输出单元(100)和开出单元(140)分别输出模拟风机振动、转速的电压信号和直流电信号，并将通过通讯单元(110)接收的风电机组振动监测装置的监测反馈数据打包后，控制通讯单元(110)将所述监测反馈数据发送给上位计算机；控制单元(130)还用于生成所述开关量信号。
2.根据权利要求1所述的功能测试仪，其特征在于，所述存储单元(120)包括程序存储器(121)，用于存储风机振动和转速的模拟程序以及暂存所述程序运行过程 中的中间结果；高速存储器(122)，用于在通讯过程中缓存数据。
3.根据权利要求1所述的功能测试仪，其特征在于，还包括状态显示单元(150)，与所 述控制单元(130)电连接，用于根据控制单元(130)控制信号的不同产生不同的状态显示信号。
4.根据权利要求1所述的功能测试仪，其特征在于，所述信号输出单元(100)包括PWM 信号输出电路。
5.根据权利要求1所述的功能测试仪，其特征在于，所述通讯单元(110)包括至少以下 之一串行通讯接口、以太网通讯接口和GPRS通讯接口。
6.根据权利要求5所述的功能测试仪，其特征在于，所述串行通讯接口包括至少以下 之一RS232、RS485、RS422 接口。
专利摘要本实用新型提供的一种风电机组振动监测装置的功能测试仪，包括信号输出单元，用于输出模拟风机振动的电压信号；通讯单元，用于实现所述功能测试仪与计算机和风电机组振动监测装置之间的通讯；存储单元，用于存储程序及数据；开出单元，用于输出模拟风机转速的直流电信号，和实现开关量信号的隔离和输出；控制单元，与上述单元电连接，用于控制信号输出单元和开出单元分别输出模拟风机振动、转速的电压信号和直流电信号，并将风电机组振动监测装置的监测反馈数据打包后，控制通讯单元将所述监测反馈数据发送给计算机；还用于生成所述开关量信号。以解决现有对于风电机组振动监测装置的安装测试操作复杂，测试工作效率低的问题。
文档编号G01H17/00GK201653540SQ20102019576
公开日2010年11月24日 申请日期2010年5月14日 优先权日2010年5月14日
发明者任远, 余忠源, 冯国宇, 周继威, 孟凯锋, 张国珍, 张宝全, 张斌, 徐长安, 李力怀, 汤涛祺, 王栋, 申烛, 盛迎新, 薛蕾 申请人:中能电力科技开发有限公司