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風電葉片運行監(jiān)控系統(tǒng)方案
檢測樣品:風電風機葉片檢測項目:風電葉片無線運行監(jiān)控系統(tǒng)方案
方案概述:通過采集風電機組的風機葉片的轉動加速度、溫度等數據,對風電機組整體運行狀態(tài)進行分析、預警。確保機組運行健康、穩(wěn)定、可控。
本方案采用321T復合型傳感器,每個傳感器具有2路加速度信號,1路溫度信號,采用4芯電纜進行連接。
因為傳感器固定在風機葉片上,時刻在旋轉中,因此傳感器型號采用無線通信方式進行傳輸,底層鏈路采用802.11b/g/n標準。無線發(fā)射部分包括兩個模塊:
- AD模塊。傳感器信號接入到AD模塊,進行高速數字采樣,將傳感器的模擬信號轉變成數字信號。三個葉片3只傳感器共9路信號通過AD模塊轉為9路數字信號。高速采樣的數據緩存在AD模塊內存中,AD模塊上有高速串口,可以通過一個標準或者自定義的通信協(xié)議獲取到內存中的數據。AD模塊的具體能力為:12通道,24位采樣,采樣頻率不小于6Ksps,高速串口,有通信協(xié)議,內存不小于512K。
2、Wi-Fi模塊。采用具有內部編程能力的串口轉Wi-Fi模塊。在該模塊上,實現(xiàn)AD模塊的串口數據采集協(xié)議,將AD模塊內的數據緩存到Wi-Fi模塊內部。Wi-Fi模塊再通過跟塔內的無線路由器設備建立通信鏈接,在應用層,通過Socket進行數據的傳輸。
2.3 無線接收部分
無線接收部分也包含兩個設備:
- 無線通信部分。該設備對外廣播Wi-Fi信號,接受外部Wi-Fi模塊的連接請求,分配IP地址等工作。可以采用工業(yè)級無線路由器來搭建無線局域網,或者也可以使用集中器電腦上自帶的Wi-Fi功能組建網絡(需要較好的天線)。
2、數據集中器。數據集中器為一臺嵌入式高性能無風扇工業(yè)電腦。操作系統(tǒng)為Linux/Win7。能夠進行高級編程,支持多進程、多線程、數據庫、TCP/IP的服務端/客戶端等高級事務能力。具體本方案中,在數據集中器內部,實現(xiàn)基于TCP/IP的服務端(Socket Server),接收來自風電葉片傳感器部分的TCP/IP客戶端(Socket Client)的連接。通過自定義數據傳輸協(xié)議,將傳感器數據接收到集中器本地,給數據解析的同時,給數據增加時間標簽,然后將數據存入本地數據庫。集中器中另一個進程(或同一進程中的某一個線程)負責對外的通信,數據傳輸等等。
3.1遠程監(jiān)控
整個系統(tǒng)建立完成之后,在數據集中器內部,通過“互聯(lián)網+”功能,將風電葉片的運行傳感器數據、該方案系統(tǒng)本身運行狀態(tài)數據實時發(fā)送到遠程云計算數據中心。數據中心通過分析、展示,可以看到遠程風電機組運行的情況。
3.2運行預警
在云計算中心,通過某個特定算法,對風電葉片傳感器歷史數據(曲線)進行分析,篩選,得到風電機組運行的警告信號曲線,可以獲知該風電葉片的健康狀況,及時預警。
3.3遠程配置及系統(tǒng)升級
通過仔細的修訂各個模塊的通信協(xié)議,可以實現(xiàn)遠程固件的升級、參數的配置等功能。
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