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      一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法

      文檔序號:9123046閱讀:573來源:國知局
      一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
      【技術(shù)領(lǐng)域】
      [0001]本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)機(jī)監(jiān)測系統(tǒng),尤其是一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng)。
      【背景技術(shù)】
      [0002]風(fēng)力發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過程中,需要對其運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測,由于風(fēng)力發(fā)電廠位置偏遠(yuǎn),信號需要遠(yuǎn)距離傳輸,在信號傳輸過程中存在因通信線路故障而丟失信號的問題,現(xiàn)有的檢測系統(tǒng)主要依靠外部供電,在風(fēng)機(jī)停電時(shí),存儲的歷史數(shù)據(jù)容易損壞,且難以修復(fù),這大大增加了檢修人員對風(fēng)機(jī)故障的判斷難度,使得維修變得困難。
      【實(shí)用新型內(nèi)容】
      [0003]本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足,提供一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng),可以提高信號檢測的準(zhǔn)確度,并具有斷電保護(hù)功能,有效防止數(shù)據(jù)損壞或丟失。
      [0004]為了實(shí)現(xiàn)該目的,本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng),包括位于主控室內(nèi)的上位機(jī),設(shè)置在風(fēng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)的下位機(jī),連接上位機(jī)與下位機(jī)的通訊網(wǎng)絡(luò),以及供電裝置,所述下位機(jī)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通訊模塊;
      [0005]所述數(shù)據(jù)采集模塊包括監(jiān)測風(fēng)機(jī)狀態(tài)的傳感器以及與傳感器連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊;
      [0006]所述數(shù)據(jù)處理模塊為基于DSP的數(shù)據(jù)處理器和與之連接的存儲器,所述數(shù)據(jù)處理器與A/D轉(zhuǎn)換模塊和通訊模塊連接;
      [0007]所述供電裝置包括直流電源和蓄電池,所述直流電源具有兩個(gè)輸出接口,其內(nèi)設(shè)有PL2303芯片,所述PL2303芯片具有兩個(gè)1接口,1接口與直流電源的兩個(gè)輸出接口連接。
      [0008]進(jìn)一步,所述數(shù)據(jù)處理器為DSP芯片,包括ADC采樣模塊、通信接口、串行通訊以及多功能引腳GP1模塊。
      [0009]進(jìn)一步,所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括信號調(diào)理模塊,所述信號調(diào)理模塊直接與數(shù)據(jù)處理模塊連接,所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊與傳感器之間還設(shè)有信號預(yù)處理模塊。
      [0010]進(jìn)一步,所述傳感器包括振動傳感器和轉(zhuǎn)動傳感器。
      [0011]進(jìn)一步,所述信號預(yù)處理模塊由解調(diào)處理模塊、幅值調(diào)整模塊、濾波模塊和隔直電路組成。
      [0012]進(jìn)一步,所述網(wǎng)絡(luò)通訊包括與下位機(jī)連接的光端機(jī),光端機(jī)通過光纖與上位機(jī)連接。
      [0013]采用本實(shí)用新型所述的技術(shù)方案后,帶來以下有益效果:本實(shí)用新型的下位機(jī)采用基于DSP的數(shù)據(jù)處理器并設(shè)有存儲器,可以通過通訊模塊與上位機(jī)連接,也可通過串行通訊與便攜式電腦連接,方便本地查看,同時(shí)電源裝置具有UPS功能,可以在斷電情況下自動切換為蓄電池供電,有效保護(hù)了歷史數(shù)據(jù),便于檢修人員查看,提高了檢修效率。
      【附圖說明】
      [0014]圖1:本實(shí)用新型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖;
      [0015]圖2:為圖1中的下位機(jī)連接原理圖;
      [0016]圖3:本實(shí)用新型的數(shù)據(jù)處理器的連接原理圖;
      [0017]其中,1、上位機(jī)2、通訊網(wǎng)絡(luò)3、下位機(jī)4、風(fēng)機(jī)。
      【具體實(shí)施方式】
      [0018]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
      [0019]圖如I所示,一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng),包括上位機(jī)1、通訊網(wǎng)絡(luò)2和下位機(jī)3,以及為上述裝置供電的供電裝置。上位機(jī)I設(shè)置在主控室內(nèi),上位機(jī)I的軟件部分利用NI公司虛擬儀器軟件LabVIEW進(jìn)行編程設(shè)計(jì),上位機(jī)I系統(tǒng)由登陸界面、狀態(tài)監(jiān)測界面和分析界面組成,其中運(yùn)行界面主要負(fù)責(zé)機(jī)組的參數(shù)配置、數(shù)據(jù)采集和存儲以及故障報(bào)警等功能。分析界面用于查詢和分析歷史數(shù)據(jù),對故障信號進(jìn)行智能診斷分析,并將分析的結(jié)果生成報(bào)表。通訊網(wǎng)絡(luò)2是聯(lián)通上位機(jī)I和下位機(jī)3的渠道,主要是將下位機(jī)3發(fā)送出來的數(shù)據(jù)傳輸?shù)闹骺厥覂?nèi)的上位機(jī)1,以供進(jìn)一步的分析,目前通常使用光纖網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)距離傳輸;上位機(jī)I安裝在風(fēng)電場的主控室內(nèi),主要功能是完成對采樣數(shù)據(jù)的存儲、顯示和進(jìn)一步分析,然后由工作人員根據(jù)數(shù)據(jù)的分析結(jié)果確定機(jī)組整體的運(yùn)行情況。下位機(jī)3安裝在風(fēng)機(jī)4機(jī)艙內(nèi)部,數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通訊模塊。其中,數(shù)據(jù)采集模塊又包括,多組監(jiān)測風(fēng)機(jī)4狀態(tài)的振動傳感器和轉(zhuǎn)動傳感器,與上述傳感器連接的信號預(yù)處理模塊,信號預(yù)處理模塊與A/D轉(zhuǎn)換模塊連接,A/D轉(zhuǎn)換模塊與數(shù)據(jù)處理模塊連接。所述信號預(yù)處理模塊,包括,解調(diào)處理模塊、幅值調(diào)整模塊、濾波模塊和隔直電路。解調(diào)處理模塊主要對信號進(jìn)行調(diào)制處理,以便于區(qū)分噪聲和信號傳輸,因此要在處理之前進(jìn)行解調(diào)處理,以獲取原始的信息。幅值調(diào)整模塊,用于調(diào)整輸入信號的幅值,以達(dá)到A/D轉(zhuǎn)換對輸入信號幅值的要求,確保轉(zhuǎn)換的準(zhǔn)確性。濾波模塊,用于濾波處理,可以還原實(shí)際輸入信號,由于信號在傳遞的時(shí)候容易被外界所影響,因此信號中往往摻入了某些噪聲或其他的信號。隔直電路,用于過濾信號中的直流成分,保持信號的交流性。所述數(shù)據(jù)處理模塊包括,基于DSP的數(shù)據(jù)處理器和與之連接的RAM存儲器,數(shù)據(jù)處理器優(yōu)選用DSP芯片TMS320F28335,采用高性能CMOS技術(shù),支持JATG仿真接口,并擁有豐富的片內(nèi)外設(shè),主要包括16路12位采樣精度的ADC采樣模塊、局域網(wǎng)通信接口,串行通訊、以及多功能引腳GP1模塊,其中,ADC采樣模塊接口與A/D轉(zhuǎn)換模塊連接,GP1模塊接口與信號調(diào)理模塊連接,TMS320F28335的外部接口(XINTF)與通訊模塊連接。
      [0020]優(yōu)選的,數(shù)據(jù)采集模塊還包括信號調(diào)理模塊,所述信號調(diào)理模塊直接與數(shù)據(jù)處理模塊連接,采集到的數(shù)字信號經(jīng)信號調(diào)理模塊簡單調(diào)理后直接傳入數(shù)據(jù)處理器。
      [0021]所述供電裝置,包括24V直流電源和蓄電池,直流電源主要功能是在交流電源正常供電時(shí)為整個(gè)系統(tǒng)提供24V直流電源,同時(shí)直流電源具有UPS功能,可以為蓄電池充電;當(dāng)交流電源突然斷電的時(shí)刻,UPS將供電立刻切換到電池供電,使系統(tǒng)在斷電的時(shí)刻同樣正常工作保證數(shù)據(jù)的完整性,同時(shí)保護(hù)記錄的數(shù)據(jù)不丟失。
      [0022]在蓄電池電量低時(shí),UPS會通知上位機(jī)I電量低,請求關(guān)機(jī)。
      [0023]當(dāng)蓄電池電量進(jìn)一步降低時(shí),ups會將電池切斷,以保護(hù)電池。
      [0024]直流電源的UPS功能為,該電源帶2個(gè)輸出接口,一個(gè)接口為交流電源是否正常指示,另一個(gè)接口為電池電量低指示。本設(shè)備采用了 PL2303芯片作為控制芯片,用來完成電源與工控機(jī)之間的通信。PL2303是常用的USB轉(zhuǎn)串口芯片,芯片同時(shí)帶2個(gè)1接口,可以作為輸入信號。這里將直流電源的兩個(gè)輸出接口連接到PL2303芯片的兩個(gè)1接口,在USB端可通過驅(qū)動程序進(jìn)行讀寫。
      [0025]在上位機(jī)端設(shè)有一段程序,不斷讀寫這兩個(gè)1 口的狀態(tài),當(dāng)發(fā)現(xiàn)交流電源指示接口信號發(fā)生變化,程序彈出對話框,指示系統(tǒng)斷電,使用蓄電池供電;當(dāng)蓄電池電量低指示接口發(fā)生跳變,則程序控制系統(tǒng)關(guān)機(jī)。
      [0026]為了保護(hù)通信接口,1之間采用光耦隔離。
      [0027]本實(shí)用新型的工作過程為:首先,振動傳感器和轉(zhuǎn)動傳感器采集風(fēng)機(jī)的振動、轉(zhuǎn)速等參數(shù),并將采集到的模擬信號傳至信號預(yù)處理模塊進(jìn)行處理,信號的預(yù)處理即為模擬信號在進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換前,對原始信號用相關(guān)模擬電路進(jìn)行處理,主要是為了把模擬信號轉(zhuǎn)換成便于進(jìn)行數(shù)字轉(zhuǎn)換的狀態(tài),然后將模擬信號傳輸至A/D轉(zhuǎn)換模塊,在A/D轉(zhuǎn)換模塊模擬信號被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號后送入數(shù)據(jù)處理器,數(shù)據(jù)處理器對信號進(jìn)行去噪、提取特征值后,再由光端機(jī)將電信號轉(zhuǎn)換為光信號,然后再經(jīng)過光纖將數(shù)據(jù)傳送到上位機(jī),完成對風(fēng)機(jī)傳動鏈振動相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、處理和數(shù)據(jù)發(fā)送。
      [0028]以上所述為本實(shí)用新型的實(shí)施方式,應(yīng)當(dāng)指出,對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言,在不脫離本實(shí)用新型原理前提下,還可以做出多種變形和改進(jìn),這也應(yīng)該視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
      【主權(quán)項(xiàng)】
      1.一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng),包括位于主控室內(nèi)的上位機(jī),設(shè)置在風(fēng)機(jī)機(jī)艙內(nèi)的下位機(jī),連接上位機(jī)與下位機(jī)的通訊網(wǎng)絡(luò),以及供電裝置,其特征在于:所述下位機(jī)包括數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和通訊模塊; 所述數(shù)據(jù)采集模塊包括監(jiān)測風(fēng)機(jī)狀態(tài)的傳感器以及與傳感器連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊; 所述數(shù)據(jù)處理模塊為基于DSP的數(shù)據(jù)處理器和與之連接的存儲器,所述數(shù)據(jù)處理器與A/D轉(zhuǎn)換模塊和通訊模塊連接; 所述供電裝置包括外接直流電源和蓄電池,所述外接直流電源具有兩個(gè)輸出接口,其內(nèi)設(shè)有PL2303芯片,所述PL2303芯片具有兩個(gè)1接口,1接口與外接直流電源的兩個(gè)輸出接口連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:所述數(shù)據(jù)處理器為DSP芯片,包括ADC采樣模塊、通信接口、串行通訊以及多功能引腳GP1模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集模塊還包括信號調(diào)理模塊,所述信號調(diào)理模塊直接與數(shù)據(jù)處理模塊連接,所述的A/D轉(zhuǎn)換模塊與傳感器之間還設(shè)有信號預(yù)處理模塊。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:所述傳感器包括振動傳感器和轉(zhuǎn)動傳感器。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:所述信號預(yù)處理模塊主要由依次連接的解調(diào)處理模塊、幅值調(diào)整模塊、濾波模塊和隔直電路組成。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng),其特征在于:所述通訊網(wǎng)路包括與下位機(jī)連接的光端機(jī),光端機(jī)通過光纖與上位機(jī)連接。
      【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種風(fēng)機(jī)振動監(jiān)測系統(tǒng),包括上位機(jī),下位機(jī),連接上位機(jī)與下位機(jī)的通訊網(wǎng)絡(luò),以及供電裝置,下位機(jī)包括數(shù)據(jù)采集模塊、基于DSP的數(shù)據(jù)處理器和與之連接的存儲器和通訊模塊;數(shù)據(jù)采集模塊包括多組傳感器以及與傳感器連接的A/D轉(zhuǎn)換模塊,供電裝置包括一直流電源和蓄電池,直流電源具有兩個(gè)輸出接口,其內(nèi)設(shè)有PL2303芯片,所述PL2303芯片具有2個(gè)IO接口,IO接口與外接直流電源的兩個(gè)輸出接口連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單,抗干擾能力強(qiáng),并具有斷電保護(hù)功能,有效提高了故障判斷的準(zhǔn)確性,方便實(shí)用。
      【IPC分類】G01D21/02
      【公開號】CN204788459
      【申請?zhí)枴緾N201520276959
      【發(fā)明人】尹子棟, 魯志平, 張磊
      【申請人】中國大唐集團(tuán)新能源股份有限公司
      【公開日】2015年11月18日
      【申請日】2015年4月30日
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