[实用新型]风力发电机组数据采集系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及风力发电机组数据采集技术，具体是一种风力发电机组数据采集系统。

背景技术

近年来，随着全球性能源短缺，风力发电得以迅速发展。在风力发电机组运行过程中，通常需要对风力发电机组的运行数据进行实时采集，以此提高风力发电机组的效率和运行的可靠性，同时对机组实现故障的及时发现、分析及排除。在现有技术条件下，风力发电机组数据采集技术由于自身结构原理所限，普遍存在如下问题：其一，现有风力发电机组数据采集技术普遍采用PLC处理器进行数据的采集处理和传输，因而其采集速度慢。其二，现有风力发电机组数据采集技术普遍采用单一类型的传感器进行数据的采集，因而其采集数据类型单一。其三，现有风力发电机组数据采集技术的模数转换器位数小，因而其采集精度与转换速率低。其四，现有风力发电机组数据采集技术普遍缺少上位机监测技术，因而其无法对风力发电机组进行远程控制。基于此，有必要发明一种全新的风力发电机组数据采集装置，以解决现有风力发电机组数据采集技术采集速度慢、采集数据类型单一、采集精度低、以及无法对风力发电机组进行远程控制的问题。

发明内容

本实用新型为了解决现有风力发电机组数据采集技术采集速度慢、采集数据类型单一、采集精度低、以及无法对风力发电机组进行远程控制的问题，提供了一种风力发电机组数据采集系统。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：风力发电机组数据采集系统，包括振动传感器、转速传感器、电流传感器、传感器调理电路、抗混叠滤波器、模数转换器、FPGA数据采集器、第一ARM处理器、USB数据传输接口、第二ARM处理器、以及上位机监测系统；其中，振动传感器的数据输出端、转速传感器的数据输出端、电流传感器的数据输出端均与传感器调理电路的数据输入端连接；传感器调理电路的数据输出端与抗混叠滤波器的数据输入端连接；抗混叠滤波器的数据输出端与模数转换器的数据输入端连接；模数转换器的数据输出端与FPGA数据采集器的数据输入端连接；FPGA数据采集器的数据传输端与第一ARM处理器的数据传输端双向连接；第一ARM处理器的数据传输端通过USB数据传输接口与第二ARM处理器的数据传输端双向连接；第二ARM处理器的数据传输端与上位机监测系统的数据传输端双向连接。

工作时，将振动传感器分别安装在风力发电机组的以下九个部位：主轴轴承、增速齿轮箱的低速端轴承、增速齿轮箱的高速端轴承、增速齿轮箱的箱体平行轴齿轮、增速齿轮箱的太阳轮、增速齿轮箱的行星轮、增速齿轮箱的外齿圈、发电机的左端轴承、发电机的右端轴承。将转速传感器分别安装在风力发电机组的以下两个部位：主轴（或齿轮箱低速端侧）、风力发电机组的齿轮箱高速端侧（或发电机侧）。将电流传感器安装在风力发电机组的发电机的三相电流（或三相六线制六个电流母线）输出端。具体工作过程如下：振动传感器实时采集上述九个部位的振动数据。转速传感器实时采集上述两个部位的转速数据。电流传感器实时采集发电机的输出电流数据。振动传感器、转速传感器、电流传感器所采集到的数据均实时发送至传感器调理电路。传感器调理电路对接收到的数据进行缓冲、放大、定标，并将简单处理的数据实时发送至抗混叠滤波器。抗混叠滤波器对接收到的数据进行滤波，并将滤波后的数据实时发送至模数转换器。模数转换器由高精度串行输出模数转换芯片多路级联而成，其对接收到的数据进行模数转换。FPGA数据采集器实现对数据采样时序的控制和数据传输。第一ARM处理器对模数转换后的数据进行处理，并通过USB数据传输接口将采集处理后的数据实时发送至第二ARM处理器。第二ARM处理器通过TCP/IP协议将接收到的数据实时发送至上位机监测系统进行判断监测。上位机监测系统对接收到的数据进行分析处理，并基于分析结果对风力发电机组进行远程控制，以便对风机运行时的实时数据采集、监控以及工作人员对数据进行分析。基于上述过程，与现有风力发电机组数据采集技术相比，本实用新型所述的风力发电机组数据采集系统具有如下优点：其一，本实用新型所述的风力发电机组数据采集系统采用FPGA对数据进行高速采集和两个ARM处理器分别进行数据的采集处理和传输，因而其保证了系统数据采集的准确度高、传输速度快、处理能力强。其二，本实用新型所述的风力发电机组数据采集系统采用多种类型的传感器进行数据的采集，因而其采集数据类型更加多样化。其三，本实用新型所述的风力发电机组数据采集系统采用24位高精度串行输出模数转换芯片，该芯片具有低功耗、高精度、稳定性强的特点，因而其采样速率快、精度高、转换速率快。其四，本实用新型所述的风力发电机组数据采集系统增设了上位机监测系统，因而其实现了对风力发电机组实时监测和远程控制的功能。综上所述，本实用新型所述的风力发电机组数据采集系统基于全新结构，有效解决了现有风力发电机组数据采集技术采集速度慢、采集数据类型单一、采集精度低、以及无法对风力发电机组进行远程控制的问题。