[发明专利]一种风机传动系统故障诊断装置及方法

说明书

本发明涉及一种风机传动系统故障诊断装置及方法，所述系统包括设备状态监测系统、通信系统及诊断系统，所述设备状态监测系统包括多个传感器，布置于风机传动系统各个关键部位；所述通信系统通过mesh网络5G频段信号将传感器数据传输给塔基布置的工业路由器，工业路由器接收后接入塔底光纤通道交换机通过风机光纤环网传输到场站中控室，所述诊断系统布置于中控室服务器，包括异常特征提取模块和故障诊断模块，服务器提取接收到的传感器数据，并提取出异常特征，传输给故障诊断模块；故障诊断模块根据异常特征通过因果图模型推理出故障原因，并给出相应的维修措施。

技术领域

本发明涉及一种风机传动系统故障诊断装置及方法，属于风电机组传动系统故障诊断领域。

背景技术

风电机组传动系统是一个精密的多设备系统，相当于风电机组的中枢神经，是风能转换为机械能的关键，传动系统的故障会直接影响风电机组的正常运行。风电机组往往位于一些特殊地带，例如海上、高山，由于这些地带的自然环境的特殊性，给风电机组健康平稳运行带来了巨大的挑战，风电机组长期暴露再户外，自然环境的侵蚀，天气的影响，都会对传动系统设备的性能、寿命产生影响，因此，做好风电机组传动系统的状态监测、故障诊断维护对风电机组安全经济运行具有重要意义。

现有的传动系统状态监测及故障诊断维护工作主要由主机厂家完成，基于SCADA系统监测参数，实现对传动系统设备包括齿轮箱、主轴、风叶等设备的温度、振动信号的实时监测，并根据其是否超过运行阈值来判断是否异常。合理利用状态监测参数及SCADA信息，借助智能诊断与诊断方法，识别潜在故障征兆，定位潜在故障模式，可以实现预测性维护，避免重大事故发生。但是上述监测手段仅针对一种或两三种特征进行故障诊断以及根据是否超过运行阈值来判定是否异常具有片面性。

发明内容

为了解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出了一种风机传动系统故障诊断装置及方法。

本发明的技术方案如下：

一方面，本发明提供了一种风机传动系统故障诊断装置，包括设备状态监测系统、通信系统及诊断系统；

所述设备状态监测系统包括数据采集模块；

所述数据采集模块包括：润滑油油温监测数据采集单元、润滑油油压监测数据采集单元、润滑油品质采集单元、振动监测数据采集单元、音频监测数据采集单元、图像视频数据采集单元；所述润滑油油温监测数据采集单元用于采集润滑油的温度数据，所述润滑油油压监测数据采集单元用于采集润滑油的压力数据，所述润滑油品质采集单元用于采集润滑油的油质数据，所述振动监测数据采集单元用于采集传动系统的振动数据，所述音频监测数据采集单元用于采集传动系统的音频数据，所述图像视频数据采集单元用于采集传动系统的图像数据和视频数据；

所述通信系统包括无线传输模块、mesh路由器和交换机，数据采集模块中的各采集单元均设置有无线传输模块，各无线传输模块与mesh路由器组成mesh网络，所述mesh路由器进行数据汇集并上传至交换机，所述交换机经风机环网与场站侧服务器通信连接；

所述诊断系统包括异常特征提取模块及故障诊断模块；

所述异常特征提取模块布置于场站侧服务器内，通过用户自定义规则，从所述交换机传输过来的汇集数据中将异常特征数据提取出来，并输入到所述故障诊断模块中；

所述故障诊断模块布置于场站侧服务器内，根据异常特征数据通过基于语义网络的知识查询单元及基于因果图模型的诊断推理单元排查故障原因，并给出相应的维修措施。

作为优选实施方式，所述润滑油油温监测数据采集单元包括五个润滑油油温监测传感器；

布置于润滑油池的为第一润滑油油温监测传感器，布置于润滑油池进口的为第二润滑油油温监测传感器，布置于润滑油池出口的为第三润滑油油温监测传感器；布置于高速轴前端的为第四润滑油油温监测传感器，布置于齿轮箱高速轴后端的为第五润滑油油温监测传感器。