基于分布式存儲(chǔ)的風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種監(jiān)測系統(tǒng)，特別是涉及一種基于分布式存儲(chǔ)的風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)電機(jī)組安裝在高山、荒野、海島等風(fēng)口處，常年經(jīng)受酷暑嚴(yán)寒的影響和無規(guī)律變向變負(fù)荷的風(fēng)力作用，使得風(fēng)機(jī)故障頻發(fā)。另一方面，風(fēng)機(jī)分散、裝機(jī)容量大，使得運(yùn)輸和吊裝難度大，日常維護(hù)維修問題突出、費(fèi)用驚人。
[0003]歐洲早在十多年前就強(qiáng)制安裝風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)(CMS)，以預(yù)知風(fēng)機(jī)故障發(fā)生避免意外停機(jī)，并實(shí)現(xiàn)主動(dòng)維護(hù)和統(tǒng)一維修，增加風(fēng)機(jī)可利用率、減少運(yùn)輸、吊裝和維護(hù)成本。國家能源局在2011年出臺(tái)了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組振動(dòng)狀態(tài)監(jiān)測導(dǎo)則，此后，國內(nèi)開始陸續(xù)研發(fā)CMS產(chǎn)品。目前，大多數(shù)的CMS有如下問題:
[0004](I)數(shù)據(jù)的利用效率低:主流CMS采用多通道實(shí)時(shí)采樣、輪詢發(fā)送模式，每個(gè)輪詢周期內(nèi)進(jìn)行一次(或多次)采樣，但僅當(dāng)被輪詢時(shí)發(fā)送一次數(shù)據(jù)，輪詢周期長(一般為幾個(gè)或十幾個(gè)小時(shí))，且數(shù)據(jù)的選取的隨機(jī)性大，很難充分表征此輪詢周期內(nèi)風(fēng)機(jī)特征。
[0005](2)存儲(chǔ)方式不合理、存儲(chǔ)空間過小:為了減少數(shù)據(jù)量、減輕網(wǎng)絡(luò)壓力，一般只發(fā)送此數(shù)據(jù)的特征值，遇到特征值超限時(shí)才發(fā)送原始數(shù)據(jù)。如果特征值選取過低，導(dǎo)致傳輸數(shù)據(jù)量過大，如果特征值選取過高，會(huì)丟失有效數(shù)據(jù)；如果出現(xiàn)斷網(wǎng)等故障，因存儲(chǔ)空間小可能丟失數(shù)據(jù)。
[0006](3)現(xiàn)場診斷時(shí)，沒有可用歷史數(shù)據(jù)等:遇到疑難情況，振動(dòng)分析師會(huì)利用手持設(shè)備登上風(fēng)機(jī)進(jìn)行現(xiàn)場診斷，但因缺乏此風(fēng)機(jī)的歷史數(shù)據(jù)大大影響診斷的準(zhǔn)確性。
[0007](4)缺乏自檢功能、代碼加載功能:由于CMS需要對風(fēng)機(jī)進(jìn)行完整生命周期(一般20年)的監(jiān)測，其設(shè)計(jì)壽命應(yīng)該在10年以上。為了保證CMS自身可靠性，需要對其軟硬件進(jìn)行自檢。另外，對于日益增加的信號(hào)接入和軟件處理需求，要對安裝在風(fēng)機(jī)上的監(jiān)測終端進(jìn)行代碼更新，以利于CMS的擴(kuò)展應(yīng)用和軟件優(yōu)化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種操作簡單、實(shí)用性高的基于分布式存儲(chǔ)的風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)及其監(jiān)測方法。
[0009]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是:一種基于分布式存儲(chǔ)的風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)，具有數(shù)據(jù)中心、診斷中心和X個(gè)風(fēng)場；所述各風(fēng)場均與數(shù)據(jù)中心雙向通訊連接，且各風(fēng)場分別有Y組風(fēng)電機(jī)組；所述每臺(tái)風(fēng)機(jī)的基座、塔架、偏航和傳動(dòng)鏈上分別設(shè)有對應(yīng)的傳感器；所述傳動(dòng)鏈包括葉片、主軸、齒輪箱和電機(jī)；所述一臺(tái)風(fēng)機(jī)上的各傳感器輸出為同一個(gè)米集器；所述采集器的輸出端接交換機(jī)的輸入端；所述交換機(jī)的輸出端接中控?cái)?shù)據(jù)庫；所述數(shù)據(jù)中心與診斷中心雙向通訊連接；所述診斷中心與遠(yuǎn)程客戶端雙向通訊連接；其特征在于:還具有模數(shù)變換器、數(shù)字信號(hào)處理器、存儲(chǔ)裝置、遠(yuǎn)程代碼更新加載裝置和系統(tǒng)自檢裝置；所述存儲(chǔ)裝置包括大容量存儲(chǔ)器和雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器；所述模數(shù)變換器的輸入端接采集器的輸出端；所述數(shù)字信號(hào)處理器的輸入端接模數(shù)變換器的輸出端；所述大容量存儲(chǔ)器設(shè)置連接在數(shù)字信號(hào)處理器的輸出端與數(shù)據(jù)庫之間；所述雙倍速率同步動(dòng)態(tài)隨機(jī)存儲(chǔ)器的輸入端接數(shù)字信號(hào)處理器的輸出端；
[0010]所述遠(yuǎn)程代碼更新加載裝置包括ARM微處理器和通訊接口 ；所述ARM微處理器和數(shù)字信號(hào)處理器均通過100M或1000M局域網(wǎng)與數(shù)據(jù)中心雙向通訊，ARM微處理器與模數(shù)變換器雙向通訊；所述數(shù)字信號(hào)處理器的輸出端與模數(shù)變換器的輸入端相連；所述模數(shù)變換器的輸出端與采集器的輸入端相連；所述通訊接口的輸入端接ARM微處理器的輸出端；
[0011 ] 所述系統(tǒng)自檢裝置包括硬件工作狀態(tài)檢測裝置、軟件工作狀態(tài)檢測裝置、網(wǎng)絡(luò)通訊檢測裝置、傳感器檢測裝置。
[0012]上述技術(shù)方案所述通訊接口包括USB接口、I/O接口和RS232/485接口。
[0013]上述技術(shù)方案所述模數(shù)變換器為ADS1278。
[0014]上述技術(shù)方案所述數(shù)字信號(hào)處理器為0MAP-L138。
[0015]上述技術(shù)方案所述大容量存儲(chǔ)器為Sata II硬盤。
[0016]一種基于分布式存儲(chǔ)的風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)的監(jiān)測方法，其具體步驟包括:
[0017](I)開機(jī)，檢測系統(tǒng)硬件、軟件、傳感器接入、通訊是否正常，如不正常報(bào)警進(jìn)入步驟7 ;
[0018](2)通過安裝在風(fēng)機(jī)上的采集器采集風(fēng)機(jī)基座、塔架、偏航及傳動(dòng)鏈上的振動(dòng)、位移、油液、溫度、傾角、力的信息，進(jìn)入步驟(3)；
[0019](3)將步驟(2)中采集到的信息進(jìn)行預(yù)處理，處理后的數(shù)據(jù):一，全部信息進(jìn)入大容量存儲(chǔ)器存儲(chǔ)；二，異常信息通過交換機(jī)進(jìn)入光纖環(huán)網(wǎng)發(fā)送到風(fēng)場控制室；
[0020](4)控制室把異常信息與運(yùn)行參數(shù)、風(fēng)機(jī)參數(shù)進(jìn)行一次分析判斷，并將分析結(jié)果在客戶端進(jìn)行顯示，在數(shù)據(jù)庫進(jìn)行存儲(chǔ)；其中，故障數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到數(shù)據(jù)中心和遠(yuǎn)程診斷中心，專家和權(quán)限用戶可以通過遠(yuǎn)程客戶端登錄遠(yuǎn)程診斷中心，結(jié)合風(fēng)機(jī)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行查看、分析和診斷，并將診斷結(jié)果發(fā)送給用戶；
[0021](5)控制室和遠(yuǎn)程診斷中心根據(jù)需求，判斷是否需要回調(diào)詳細(xì)的風(fēng)機(jī)歷史數(shù)據(jù)，若是，則進(jìn)行步驟(6);
[0022](6)上傳風(fēng)機(jī)大容量存儲(chǔ)器上歷史數(shù)據(jù)至控制室或遠(yuǎn)程診斷中心，完成數(shù)據(jù)回調(diào)；
[0023](7)同時(shí)進(jìn)行配置信息下發(fā)，遠(yuǎn)程升級(jí)判斷，數(shù)據(jù)回調(diào)判斷，接口通訊連接，判斷錯(cuò)誤或超時(shí)；若需要進(jìn)行遠(yuǎn)程升級(jí)，則進(jìn)入步驟(8);若需要數(shù)據(jù)回調(diào)，則進(jìn)入步驟(6);若出現(xiàn)錯(cuò)誤或超時(shí)，則進(jìn)行錯(cuò)誤或超時(shí)上報(bào)；
[0024](8)遠(yuǎn)程升級(jí)，并進(jìn)行升級(jí)校驗(yàn)，完成升級(jí)。
[0025]上述技術(shù)方案所述步驟(2)的具體步驟為:
[0026]A、判斷采樣時(shí)刻是否到達(dá)，若是，則進(jìn)行步驟B，若不是，則繼續(xù)等待采樣時(shí)刻到達(dá);
[0027]B、設(shè)定采樣位置N=0，Vtz=O, Vty=O ;其中，N是采集次數(shù)，Vtz是當(dāng)前采集數(shù)據(jù)的正常特征值，Vty是當(dāng)前采集數(shù)據(jù)的異常特征值；
[0028]C、開始采樣第N段數(shù)據(jù)；
[0029]D、對數(shù)據(jù)做特征值預(yù)處理；判斷特征值是否超限；若是則進(jìn)行步驟E，若不是，則進(jìn)行步驟F ；
[0030]E、判斷特征值是否大于Vty，若是，則數(shù)據(jù)異常，將異常數(shù)據(jù)替換存入緩存RAM2中，記錄特征值后進(jìn)入步驟G ;若不是，則直接進(jìn)入步驟G ;
[0031]F、判斷特征值是否大于Vtz，若是，則數(shù)據(jù)正常，將正常數(shù)據(jù)替換存入緩存RAM1，記錄特征值Vtz后進(jìn)入步驟H，若不是，則直接進(jìn)入步驟H ；
[0032]G、異常次數(shù)加I，進(jìn)入步驟H ；
[0033]H、當(dāng)前采樣位置N+1 ；
[0034]1、判斷當(dāng)前采樣位置N是否大于總采樣次數(shù)M ;若是，則進(jìn)入步驟J，若不是，則進(jìn)入步驟C ；
[0035]J、判斷異常次數(shù)是否大于設(shè)定的報(bào)警次數(shù)，若是，則進(jìn)入步驟K，若不是，則進(jìn)入步驟L;
[0036]K、數(shù)據(jù)異常，通過UDP上報(bào)RAM2中異常數(shù)據(jù)和特征值，進(jìn)入步驟M ;
[0037]L、數(shù)據(jù)正常，通過UDP上報(bào)RAMl中正常數(shù)據(jù)和特征值，進(jìn)入步驟M ;
[0038]M、將數(shù)據(jù)帶上時(shí)間標(biāo)志和特征值存入硬盤；
[0039]N、結(jié)束采集。
[0040]上述技術(shù)方案所述步驟(6)的具體步驟包括:
[0041]A、按回調(diào)請求中的時(shí)間段發(fā)送文件列表至控制器；
[0042]B、判斷是否收到查看請求，若是，則進(jìn)行步驟C，若不是，則進(jìn)行步驟D ；
[0043]C、判斷是否超時(shí)，若是，則進(jìn)入步驟E，若不是，則進(jìn)入步驟F ;
[0044]D、按查看請求中的文件名發(fā)送文件數(shù)據(jù)至控制器，并進(jìn)入步驟B ;
[0045]E、結(jié)束回調(diào)；
[0046]F、判斷是否收到終止回調(diào)請求，若是，則進(jìn)入步驟E，若不是，則進(jìn)入步驟B。
[0047]上述技術(shù)方案所述步驟(8)的具體步驟為:
[0048]八、初始化^=0，
[0049]B、發(fā)送請求升級(jí)第N’個(gè)升級(jí)包命令；
[0050]C、判斷是否收到第N’個(gè)升級(jí)包數(shù)據(jù)，若是，則進(jìn)入步驟D，若不是，則進(jìn)入步驟E ;
[0051]D、判斷第一次CRC檢驗(yàn)是否正確，若是，則進(jìn)入步驟F，若不是，則進(jìn)入步驟B ；
[0052]E、判斷是否接收超時(shí)，若超過3秒，則進(jìn)入步驟N ；
[0053]F、將第N’個(gè)升級(jí)包數(shù)據(jù)存入緩存RAM，且N=N+1，進(jìn)入步驟G ;
[0054]G、判斷N’是否大于升級(jí)包總數(shù)M，，若是，進(jìn)入步驟H，若步驟，進(jìn)入步驟B ；
[0055]H、請求進(jìn)行總升級(jí)包CRC檢驗(yàn)；
[0056]1、接收總升級(jí)包CRC檢驗(yàn)碼；
[0057]J、判斷第二次CRC檢驗(yàn)是否正確，若是，則進(jìn)行步驟K，若不是，則進(jìn)行步驟L ；
[0058]K、開始升級(jí)固件，進(jìn)入步驟M ;
[0059]L、升級(jí)