風力發(fā)電機組振動波形采集系統(tǒng)及方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及風力發(fā)電機組振動波形采集技術領域，特別是涉及一種風力發(fā)電機組振動波形采集系統(tǒng)及方法。
【背景技術】
[0002]目前關于風力發(fā)電機組監(jiān)測技術的發(fā)明有很多，綜合其思路，有如下幾種:
[0003]①利用粗糙集的數(shù)據(jù)挖掘方法實現(xiàn)的風力發(fā)電機組監(jiān)測技術。如已經申請的專利《風力發(fā)電機振動監(jiān)測的方法和系統(tǒng)》，該發(fā)明基于大量的歷史數(shù)據(jù)，通過基于粗糙集的數(shù)據(jù)挖掘方法，建立振動特征值范圍規(guī)則庫，其次，根據(jù)該規(guī)則庫中提取的規(guī)則，由風力發(fā)電機的實時運行數(shù)據(jù)預測振動特征值范圍，并計算振動特征值的閾值，最后，比較風力發(fā)電機運行特征的實時數(shù)據(jù)和上述振動特征值閾值，做出故障報警判斷。
[0004]②利用位置測量系統(tǒng)實現(xiàn)的風力發(fā)電機組監(jiān)測技術。如已申請的專利《風力發(fā)電機狀態(tài)監(jiān)測方法》，該發(fā)明利用位置信息，預先生成風力發(fā)電機的傳動鏈的正常運行的參考曲線；實測位置信息，生成狀態(tài)監(jiān)測曲線；將所述狀態(tài)監(jiān)測曲線與預先生成的參考曲線進行比較，確定風力發(fā)電機的當前狀態(tài)。通過本發(fā)明的監(jiān)測方法，能夠實現(xiàn)少量甚至不需要硬件投資，同時不需要AD模塊，達到高信噪比的監(jiān)測；并且大大降低計算量，使得監(jiān)測系統(tǒng)更易于整合入主控制系統(tǒng)。
[0005]③利用閾值控制和數(shù)據(jù)融合方法實現(xiàn)的風力發(fā)電機組監(jiān)測技術，即通過短信控制家庭中的電器，如已申請的專利《風力發(fā)電機組健康狀態(tài)在線監(jiān)測裝置及其監(jiān)測方法》，該發(fā)明監(jiān)測裝置包括信號采集模塊、信號預處理模塊、數(shù)據(jù)融合模塊和健康狀態(tài)信息輸出模塊。首先采集風電機組各部件信號，對采集到的信號進行預處理，以及對相關數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)融合處理，提取數(shù)據(jù)征兆信息；在推理機作用下，將數(shù)據(jù)信息與專家?guī)熘械臄?shù)據(jù)信息匹配，做出健康狀態(tài)診斷決策，提供給用戶；根據(jù)所述的報警信息或健康狀態(tài)診斷決策信息做出相應的動作。
[0006]以上三類解決方案，各自存在一些不足:第①種方法，利用粗糙集的數(shù)據(jù)挖掘方法，通過歷史數(shù)據(jù)，建立的振動特征值范圍規(guī)則庫，需要極大量的數(shù)據(jù)作為基礎，否則不能保證對風電機組準確的檢測判斷；容易造成誤報警；第②種方法利用位置測量系統(tǒng)實現(xiàn)的，實測位置信息，生成狀態(tài)監(jiān)測曲線，將實測曲線與預先生成的參考曲線進行比較，這種方法雖然工作量小，設備便宜，但是計算錯誤的可能性較高；第③思路利用閾值控制和數(shù)據(jù)融合方法，采用多種傳感器采集風力發(fā)電機組健康狀態(tài)信息，提前判斷可能發(fā)生故障的部件，但是這種方法下數(shù)據(jù)監(jiān)測可能存在不準確因素。
[0007]綜合以上的三種方法，第一種需要在有極大數(shù)據(jù)的前提下才能夠保證一定的檢測準確度，第二種和第三種方法，都存在數(shù)據(jù)對比可能存在的不準確性。

【發(fā)明內容】

[0008]為克服上述現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明之目的在于提供一種風力發(fā)電機組振動波形采集系統(tǒng)及方法，其通過在運行過程中對葉片振動波形進行采集，為之后分析振動波形判斷故障做基礎，實現(xiàn)風力發(fā)電機組振動波形的無線采集。
[0009]為達上述及其它目的，本發(fā)明提出一種風力發(fā)電機組振動波形采集系統(tǒng)，包括:
[0010]振動傳感器模塊，在風力發(fā)電機中不同位置安裝獨立的振動傳感器，振動傳感器模塊的振動傳感器根據(jù)葉片的運行情況變送輸出模擬信號，并將該模擬信號進行數(shù)字化，將數(shù)字化后的信號傳送至PLC模塊；
[0011]PLC模塊，對獲得的數(shù)字化信號進行邏輯控制處理，并將處理結果傳送至無線傳送模塊；
[0012]無線傳送模塊，將該PLC模塊的處理結果通過無線網絡傳輸至過程控制站。
[0013]進一步地，所述振動傳感器模塊安裝在該風力發(fā)電機的葉片根部。
[0014]進一步地，所述振動傳感器模塊包括多個振動傳感器以及信號處理模塊，各振動傳感器設置于風力發(fā)電機各葉片的根部，各振動傳感器根據(jù)葉片的運行情況變送輸出模擬信號至所述信號處理模塊，所述信號處理模塊將采集到的模擬信號進行數(shù)字化，并將數(shù)字化后的信好傳送至所述PCL模塊。
[0015]進一步地，所述振動傳感器根據(jù)葉片的運行情況變送輸出4-20毫安模擬信號。
[0016]進一步地，所述PLC模塊安裝于機艙中。
[0017]進一步地，所述無線傳送模塊為GSM收發(fā)模塊。
[0018]為達到上述目的，本發(fā)明還提供一種風力發(fā)電機組振動波形采集方法，包括如下步驟:
[0019]步驟一，利用設置于風力發(fā)電機不同位置的振動傳感器根據(jù)葉片的運行情況變送輸出模擬信號，并將該模擬信號進行數(shù)字化后傳送至PLC模塊；
[0020]步驟二，PLC模塊對獲得的數(shù)字信號進行邏輯控制處理，并將處理結果傳送至無線傳送模塊；
[0021]步驟三，該無線傳送模塊將PLC模塊的處理結果通過無線網絡傳輸至過程控制站。
[0022]進一步地，各振動傳感器設置于風力發(fā)電機各葉片的根部。
[0023]進一步地，所述PLC模塊安裝于機艙中。
[0024]進一步地，各振動傳感器根據(jù)葉片的運行情況變送輸出4-20毫安模擬信號。
[0025]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明一種風力發(fā)電機組振動波形采集系統(tǒng)及方法其通過將振動傳感器安裝在葉片根部，在運行過程中對葉片振動波形進行采集，為之后分析振動波形判斷故障做基礎，實現(xiàn)了風力發(fā)電機組振動波形的無線采集。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明一種風力發(fā)電機組振動波形采集系統(tǒng)的系統(tǒng)架構圖；
[0027]圖2為本發(fā)明較佳實施例中振動傳感器模塊10的細部結構圖；
[0028]圖3為本發(fā)明較佳實施例中風電機組各模塊的設置示意圖；
[0029]圖4為本發(fā)明一種風力發(fā)電機組振動波形采集方法的步驟流程圖。
【具體實施方式】
[0030]以下通過特定的具體實例并結合【附圖說明】本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭示的內容輕易地了解本發(fā)明的其它優(yōu)點與功效。本發(fā)明亦可通過其它不同的具體實例加以施行或應用，本說明書中的各項細節(jié)亦可基于不同觀點與應用，在不背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾與變更。
[0031]圖1為本發(fā)明一種風力發(fā)電機組振動波形采集系統(tǒng)的系統(tǒng)架構圖。如圖1所示，本發(fā)明一種風力發(fā)電機組振動波形采集系統(tǒng)，包括:振動傳感器模塊10、PLC模塊20以及無線傳送模塊30。
[0032]其中，振動傳感器模塊10在風電機中不同位置(在本發(fā)明較佳實施例中為每個葉片根部)安裝獨立的振動傳感器，振動