一种风机振动监测系统的制作方法

文档序号:9123046阅读:488来源:国知局
一种风机振动监测系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种风机监测系统,尤其是一种风机振动监测系统。
【背景技术】
[0002]风力发电机在运行过程中,需要对其运行状态进行实时监测,由于风力发电厂位置偏远,信号需要远距离传输,在信号传输过程中存在因通信线路故障而丢失信号的问题,现有的检测系统主要依靠外部供电,在风机停电时,存储的历史数据容易损坏,且难以修复,这大大增加了检修人员对风机故障的判断难度,使得维修变得困难。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足,提供一种风机振动监测系统,可以提高信号检测的准确度,并具有断电保护功能,有效防止数据损坏或丢失。
[0004]为了实现该目的,本实用新型采用如下技术方案:一种风机振动监测系统,包括位于主控室内的上位机,设置在风机机舱内的下位机,连接上位机与下位机的通讯网络,以及供电装置,所述下位机包括数据采集模块、数据处理模块和通讯模块;
[0005]所述数据采集模块包括监测风机状态的传感器以及与传感器连接的A/D转换模块;
[0006]所述数据处理模块为基于DSP的数据处理器和与之连接的存储器,所述数据处理器与A/D转换模块和通讯模块连接;
[0007]所述供电装置包括直流电源和蓄电池,所述直流电源具有两个输出接口,其内设有PL2303芯片,所述PL2303芯片具有两个1接口,1接口与直流电源的两个输出接口连接。
[0008]进一步,所述数据处理器为DSP芯片,包括ADC采样模块、通信接口、串行通讯以及多功能引脚GP1模块。
[0009]进一步,所述数据采集模块还包括信号调理模块,所述信号调理模块直接与数据处理模块连接,所述的A/D转换模块与传感器之间还设有信号预处理模块。
[0010]进一步,所述传感器包括振动传感器和转动传感器。
[0011]进一步,所述信号预处理模块由解调处理模块、幅值调整模块、滤波模块和隔直电路组成。
[0012]进一步,所述网络通讯包括与下位机连接的光端机,光端机通过光纤与上位机连接。
[0013]采用本实用新型所述的技术方案后,带来以下有益效果:本实用新型的下位机采用基于DSP的数据处理器并设有存储器,可以通过通讯模块与上位机连接,也可通过串行通讯与便携式电脑连接,方便本地查看,同时电源装置具有UPS功能,可以在断电情况下自动切换为蓄电池供电,有效保护了历史数据,便于检修人员查看,提高了检修效率。
【附图说明】
[0014]图1:本实用新型的拓扑结构图;
[0015]图2:为图1中的下位机连接原理图;
[0016]图3:本实用新型的数据处理器的连接原理图;
[0017]其中,1、上位机2、通讯网络3、下位机4、风机。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细的描述。
[0019]图如I所示,一种风机振动监测系统,包括上位机1、通讯网络2和下位机3,以及为上述装置供电的供电装置。上位机I设置在主控室内,上位机I的软件部分利用NI公司虚拟仪器软件LabVIEW进行编程设计,上位机I系统由登陆界面、状态监测界面和分析界面组成,其中运行界面主要负责机组的参数配置、数据采集和存储以及故障报警等功能。分析界面用于查询和分析历史数据,对故障信号进行智能诊断分析,并将分析的结果生成报表。通讯网络2是联通上位机I和下位机3的渠道,主要是将下位机3发送出来的数据传输的主控室内的上位机1,以供进一步的分析,目前通常使用光纤网络进行数据的远距离传输;上位机I安装在风电场的主控室内,主要功能是完成对采样数据的存储、显示和进一步分析,然后由工作人员根据数据的分析结果确定机组整体的运行情况。下位机3安装在风机4机舱内部,数据采集模块、数据处理模块和通讯模块。其中,数据采集模块又包括,多组监测风机4状态的振动传感器和转动传感器,与上述传感器连接的信号预处理模块,信号预处理模块与A/D转换模块连接,A/D转换模块与数据处理模块连接。所述信号预处理模块,包括,解调处理模块、幅值调整模块、滤波模块和隔直电路。解调处理模块主要对信号进行调制处理,以便于区分噪声和信号传输,因此要在处理之前进行解调处理,以获取原始的信息。幅值调整模块,用于调整输入信号的幅值,以达到A/D转换对输入信号幅值的要求,确保转换的准确性。滤波模块,用于滤波处理,可以还原实际输入信号,由于信号在传递的时候容易被外界所影响,因此信号中往往掺入了某些噪声或其他的信号。隔直电路,用于过滤信号中的直流成分,保持信号的交流性。所述数据处理模块包括,基于DSP的数据处理器和与之连接的RAM存储器,数据处理器优选用DSP芯片TMS320F28335,采用高性能CMOS技术,支持JATG仿真接口,并拥有丰富的片内外设,主要包括16路12位采样精度的ADC采样模块、局域网通信接口,串行通讯、以及多功能引脚GP1模块,其中,ADC采样模块接口与A/D转换模块连接,GP1模块接口与信号调理模块连接,TMS320F28335的外部接口(XINTF)与通讯模块连接。
[0020]优选的,数据采集模块还包括信号调理模块,所述信号调理模块直接与数据处理模块连接,采集到的数字信号经信号调理模块简单调理后直接传入数据处理器。
[0021]所述供电装置,包括24V直流电源和蓄电池,直流电源主要功能是在交流电源正常供电时为整个系统提供24V直流电源,同时直流电源具有UPS功能,可以为蓄电池充电;当交流电源突然断电的时刻,UPS将供电立刻切换到电池供电,使系统在断电的时刻同样正常工作保证数据的完整性,同时保护记录的数据不丢失。
[0022]在蓄电池电量低时,UPS会通知上位机I电量低,请求关机。
[0023]当蓄电池电量进一步降低时,ups会将电池切断,以保护电池。
[0024]直流电源的UPS功能为,该电源带2个输出接口,一个接口为交流电源是否正常指示,另一个接口为电池电量低指示。本设备采用了 PL2303芯片作为控制芯片,用来完成电源与工控机之间的通信。PL2303是常用的USB转串口芯片,芯片同时带2个1接口,可以作为输入信号。这里将直流电源的两个输出接口连接到PL2303芯片的两个1接口,在USB端可通过驱动程序进行读写。
[0025]在上位机端设有一段程序,不断读写这两个1 口的状态,当发现交流电源指示接口信号发生变化,程序弹出对话框,指示系统断电,使用蓄电池供电;当蓄电池电量低指示接口发生跳变,则程序控制系统关机。
[0026]为了保护通信接口,1之间采用光耦隔离。
[0027]本实用新型的工作过程为:首先,振动传感器和转动传感器采集风机的振动、转速等参数,并将采集到的模拟信号传至信号预处理模块进行处理,信号的预处理即为模拟信号在进行数字化转换前,对原始信号用相关模拟电路进行处理,主要是为了把模拟信号转换成便于进行数字转换的状态,然后将模拟信号传输至A/D转换模块,在A/D转换模块模拟信号被转换为数字信号后送入数据处理器,数据处理器对信号进行去噪、提取特征值后,再由光端机将电信号转换为光信号,然后再经过光纤将数据传送到上位机,完成对风机传动链振动相关数据的采集、处理和数据发送。
[0028]以上所述为本实用新型的实施方式,应当指出,对于本领域的普通技术人员而言,在不脱离本实用新型原理前提下,还可以做出多种变形和改进,这也应该视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种风机振动监测系统,包括位于主控室内的上位机,设置在风机机舱内的下位机,连接上位机与下位机的通讯网络,以及供电装置,其特征在于:所述下位机包括数据采集模块、数据处理模块和通讯模块; 所述数据采集模块包括监测风机状态的传感器以及与传感器连接的A/D转换模块; 所述数据处理模块为基于DSP的数据处理器和与之连接的存储器,所述数据处理器与A/D转换模块和通讯模块连接; 所述供电装置包括外接直流电源和蓄电池,所述外接直流电源具有两个输出接口,其内设有PL2303芯片,所述PL2303芯片具有两个1接口,1接口与外接直流电源的两个输出接口连接。2.根据权利要求1所述的一种风机振动监测系统,其特征在于:所述数据处理器为DSP芯片,包括ADC采样模块、通信接口、串行通讯以及多功能引脚GP1模块。3.根据权利要求1所述的一种风机振动监测系统,其特征在于:所述数据采集模块还包括信号调理模块,所述信号调理模块直接与数据处理模块连接,所述的A/D转换模块与传感器之间还设有信号预处理模块。4.根据权利要求3所述的一种风机振动监测系统,其特征在于:所述传感器包括振动传感器和转动传感器。5.根据权利要求3所述的一种风机振动监测系统,其特征在于:所述信号预处理模块主要由依次连接的解调处理模块、幅值调整模块、滤波模块和隔直电路组成。6.根据权利要求1所述的一种风机振动监测系统,其特征在于:所述通讯网路包括与下位机连接的光端机,光端机通过光纤与上位机连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种风机振动监测系统,包括上位机,下位机,连接上位机与下位机的通讯网络,以及供电装置,下位机包括数据采集模块、基于DSP的数据处理器和与之连接的存储器和通讯模块;数据采集模块包括多组传感器以及与传感器连接的A/D转换模块,供电装置包括一直流电源和蓄电池,直流电源具有两个输出接口,其内设有PL2303芯片,所述PL2303芯片具有2个IO接口,IO接口与外接直流电源的两个输出接口连接。本实用新型结构简单,抗干扰能力强,并具有断电保护功能,有效提高了故障判断的准确性,方便实用。
【IPC分类】G01D21/02
【公开号】CN204788459
【申请号】CN201520276959
【发明人】尹子栋, 鲁志平, 张磊
【申请人】中国大唐集团新能源股份有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年4月30日
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