CN105736251B - 桨叶角度的校验系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种桨叶角度的校验系统和方法，能发出校验指令，控制桨叶调整至第一角度预设值，并在桨叶恰好调整至第一角度预设值时，发出触发信号，以实时感测角度检测值，进而根据第一角度预设值和角度检测值，判定桨叶角度的校验结果。由于，此时桨叶实际到达的第一角度预设值事先已知，且通过是否触发来确定桨叶是否到达该角度预设值，为桨叶的物理位置，准确无误，所以可用已知的、准确无误的第一角度预设值，校验判定角度检测值是否准确无误，无需使用冗余编码器来反馈校验，提高了反馈校验是否正常的准确性，对风机的故障率判断、载荷、发电量、使用寿命等均有有益效果。

Description

桨叶角度的校验系统和方法

技术领域

本发明涉及控制领域，特别涉及一种桨叶角度的校验系统和方法。

背景技术

目前，桨叶的实际角度通常通过冗余编码器来实时监测反馈，以此校验并判断电机编码器是否正常。但是，由于冗余编码器存在通讯数据丢失、桨叶的实际角度监测不精确等原因，降低了校验电机编码器是否正常工作的判断准确性，对风机的故障率判断、载荷及发电量均有较大影响，甚至会导致叶片转到非正常角度范围，造成其他零部件的附加损害和叶片折断，造成重大损失。

因此，如何替代冗余编码器，提供另一种方式以实时反馈桨叶的实际角度，校验并判断电机编码器是否正常是风机目前亟待解决的一个技术问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种桨叶角度的校验系统和方法，以解决冗余编码器校验精确度不高的技术问题。

一方面，本发明提供了一种桨叶角度的校验系统，包括：控制装置、执行装置、触发装置和感测装置；

所述控制装置，与所述执行装置连接，用于发出校验指令，并输入至所述执行装置；

所述执行装置，与所述控制装置连接，用于接收所述校验指令，并根据所述校验指令，控制所述桨叶调整至第一角度预设值，以触发所述触发装置发出触发信号；

所述触发装置，还与所述感测装置连接，用于将所述触发信号发送至所述感测装置；

所述感测装置，与所述触发装置和所述控制装置连接，用于在接收到所述触发信号时，检测所述桨叶的角度检测值，并将所述角度检测值发送至所述控制装置；

所述控制装置，还与所述感测装置连接，用于根据所述第一角度预设值和所述角度检测值，判定所述桨叶角度的校验结果。

进一步地，所述触发装置，包括动作件和静止件；

所述动作件设置在所述执行装置上，对应于所述执行装置上，所述桨叶运行至所述第一角度预设值的位置处；

所述静止件设置在所述执行装置的固定座上；

所述动作件与所述静止件接触，发出所述触发信号。

进一步地，所述动作件，为限位开关或接触式触发开关的任意一种；所述静止件，为挡块；

或所述动作件为挡块；所述静止件，为限位开关或接触式触发开关的任意一种。

进一步地，所述控制装置，包括：

计算模块，用于计算所述第一角度预设值和所述角度检测值的角度差值；

判定模块，用于比较所述角度差值是否大于预设角度阈值，在所述角度差值大于所述预设角度阈值时，判定所述桨叶角度调整有误，所述校验结果为故障；在所述角度差值不大于所述预设角度阈值时，判定所述桨叶角度调整无误，所述校验结果为正常。

进一步地，所述控制装置，还包括：

制动模块，用于在所述校验结果为故障时，发出制动指令；

或/和报警模块，用于在所述校验结果为故障时，发出报警指令；

或/和复位模块，用于在所述校验结果为正常时，发出复位指令。

另一方面，本发明还提供一种桨叶角度的校验方法，包括步骤；

发出校验指令；

根据所述校验指令，控制所述桨叶调整至第一角度预设值，以发出触发信号；

在接收到所述触发信号时，检测所述桨叶的角度检测值；

根据所述第一角度预设值和所述角度检测值，判定所述桨叶角度的校验结果。

进一步地，所述控制所述桨叶调整至第一角度预设值的步骤，包括：

控制所述桨叶调整至第二角度预设值；

控制所述桨叶由所述第二角度预设值调整至所述第一角度预设值；

所述控制所述桨叶调整至第二角度预设值的速度，快于所述桨叶由所述第二角度预设值调整至所述第一角度预设值的速度。

进一步地，所述桨叶角度的校验方法，还包括步骤：

检测所述桨叶由所述第二角度预设值调整至所述第一角度预设值的调整时间；

比较所述调整时间是否大于预设时间阈值，在所述调整时间大于所述预设时间阈值时，判定所述桨叶角度调整有误，所述校验结果为故障；在所述调整时间不大于所述预设时间阈值时，判定所述桨叶角度调整无误，所述校验结果为正常。

进一步地，所述根据所述第一角度预设值和所述角度检测值，判定所述桨叶角度的校验结果的步骤，包括：

计算所述第一角度预设值和所述角度检测值的角度差值；

比较所述角度差值是否大于预设角度阈值，在所述角度差值大于所述预设角度阈值时，判定所述桨叶角度调整有误，所述校验结果为故障；在所述角度差值不大于所述预设角度阈值时，判定所述桨叶角度调整无误，所述校验结果为正常。

进一步地，所述桨叶角度的校验方法，还包括步骤：

在所述校验结果为故障时，发出制动指令或/和报警指令；

或/和在所述校验结果为正常时，发出复位指令。

本发明提供的桨叶角度的校验系统和方法，能发出校验指令，控制桨叶调整至第一角度预设值，并在桨叶恰好调整至第一角度预设值时，发出触发信号，以实时感测角度检测值，进而根据第一角度预设值和角度检测值，判定桨叶角度的校验结果。由于，此时桨叶实际到达的第一角度预设值事先已知，且通过是否触发来确定桨叶是否到达该角度预设值，为桨叶的物理位置，准确无误，所以可用已知的、准确无误的第一角度预设值，校验判定角度检测值是否准确无误，无需使用冗余编码器来反馈校验，提高了反馈校验是否正常的准确性，对风机的故障率判断、载荷、发电量、使用寿命等均有有益效果。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明桨叶角度的校验系统的一个实施例的结构图；

图2为本发明桨叶角度的校验系统的另一个实施例的结构图；

图3为本发明桨叶角度的校验系统的触发装置的一个实施例的子结构图；

图4为本发明桨叶角度的校验系统的控制装置的一个实施例的子结构图；

图5为本发明桨叶角度的校验方法的一个实施例的流程图；

图6为本发明桨叶角度的校验方法的一个实施例的子流程图；

图7为本发明桨叶角度的校验方法的另一个实施例的流程图；

图8为本发明桨叶角度的校验方法的一个实施例的子流程图；

图9为本发明桨叶角度的校验方法的一个实施例的子流程图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，显示了本发明一种桨叶角度的校验系统，包括：控制装置(100)、执行装置(200)、触发装置(300)和感测装置(400)，下面分别详述各装置的结构和功能。

控制装置(100)，与执行装置(200)连接，在需要进行桨叶角度的校验时，获取操作人员操作发出的校验指令，或定期定时的自动生成校验指令，并根据该校验指令生成对应的控制信号，输入至执行装置(200)，以启动执行装置(200)。更为具体的，控制装置(100)，可选但不仅限于CPU、单片机、可编程逻辑器件等控制芯片。更为具体的，该校验指令，可选但不仅限于包括校验起始时间、桨叶旋转的第一角度预设值、旋转速度等。更为具体的，如图2所示，该控制装置(100)，可选但不仅限于包括RAM、ROM等存储模块(110)，以预先存储上述校验指令内容，以备后用；或包括键盘、鼠标、触摸屏等输入模块(120)，以由操作人员根据当前工况实时输入上述校验指令内容。

如图1所示，执行装置(200)，与控制装置(100)连接，用于接收该校验指令，并根据该校验指令，控制桨叶调整至第一角度预设值，以触发触发装置(300)发出触发信号。更为具体的，执行装置(200)，可选但不仅限于风机中驱动桨叶旋转的旋转齿轮，该旋转齿轮根据校验指令，在某校验起始时间，驱动桨叶以特定的旋转速度旋转至第一角度预设值。更为具体的，该第一角度预设值，为可触发触发装置(300)发出触发信号，所对应的角度值。由于，在实际应用中，桨叶的变桨角度一般在0-95度范围内，因此该第一角度预设值优选为在0-95度范围内。更为优选的，第一角度预设值优选为3-5度或91-95度，以控制桨叶角度在风机正常发电的角度范围或顺桨停机的角度范围，避免桨叶旋转到非正常角度范围，造成其它零部件的附加损害或叶片折断等故障现象。

如图1所示，触发装置(300)，与感测装置(400)连接，在桨叶调整至第一角度预设值时，发出触发信号，并将触发信号发送至感测装置(400)，触发感测装置(400)启动。更为具体的，如图3所示，触发装置(300)，可选但不仅限于分设在执行装置(200)和固定执行装置(200)的安装座上的两个动、静止件，随着桨叶旋转，使二者直接接触即可发出触发信号。优选的，触发装置(300)，包括动作件(310)和静止件(320)。其中，动作件(310)设置在执行装置(200)上、对应于桨叶运行至第一角度预设值的位置处；静止件(320)设置在执行装置(200)的固定座上，动作件(310)与静止件(320)旋转至二者接触，即发出触发信号。更为优选的，动作件(310)为限位开关或接触式触发开关的任意一种；静止件(320)，为挡块。或二者可替换的，动作件(310)为挡块，静止件(320)，为限位开关或接触式触发开关的任意一种。如图3所示，给出了动作件310和静止件320均有两个的具体实施例，其中两个动作件310均设置在两个静止件320之间，以使桨叶在顺时针和逆时针旋转时，动作件310均能与静止件320接触，以触发触发装置(300)。优选的，该两个动作件310和静止件320接触时，对应于桨叶的第一预设角度分别为3度和91度，以使桨叶在正常角度范围内运动。

如图1所示，感测装置(400)，与触发装置(300)和控制装置(100)连接，用于在接收到触发信号时启动，以检测桨叶的角度检测值，并将该角度检测值发送至控制装置(100)。更为具体的，感测装置(400)，可选但不仅限于检测桨叶当前角度的电机编码器，设置在桨叶或执行装置(200)上，以检测桨叶的实时角度值。

如图1所示，控制装置(100)，还与感测装置(400)连接，根据第一角度预设值和角度检测值，判定桨叶角度的校验结果。

优选的，如图2所示，控制装置(100)，还包括：

计算模块(130)，用于计算第一角度预设值和角度检测值的角度差值；

判定模块(140)，用于比较该角度差值是否大于预设角度阈值Δ，在角度差值大于预设角度阈值Δ时，判定桨叶角度调整有误，校验结果为故障；在角度差值不大于预设角度阈值Δ时，判定桨叶角度调整无误，校验结果为正常。具体的，该预设角度阈值Δ可根据角度检测的误差要求而预先存储在存储模块(110)或通过输入模块(120)实时输入。优选的，该预设角度阈值Δ，可选为0.5度。

更为优选的，如图2所示，控制装置(100)，还包括：

制动模块(150)，用于在校验结果为故障时，发出制动指令，以控制执行装置(200)紧急制动，避免在发生故障时，执行机构仍继续驱动桨叶运动，造成零件损伤或安全事故。

或/和报警模块(160)，用于在校验结果为故障时，发出报警指令，以提醒操作人员，风机桨叶角度调整发生故障，需要排查。此时，操作人员即可逐一排查，尽快解决故障。具体的，该报警模块(160)，可选但不仅限于，LED、显示屏等，以闪烁、亮红光等表示报警，或蜂鸣器等，以警报声表示报警。

或/和复位模块(170)，用于在校验结果为正常时，发出复位指令，以收紧桨叶至初始状态，以备启动或再次进行校验过程。

在该实施例中，桨叶角度的校验系统，包括控制装置100、执行装置200、触发装置300和检测装置400，能通过控制装置，发出校验指令，控制执行装置驱动桨叶调整至第一角度预设值，并在桨叶恰好调整至第一角度预设值时，触发触发装置发出触发信号，以启动感测装置实时感测角度检测值，并由控制装置根据第一角度预设值和角度检测值，判定桨叶角度的校验结果。由于，此时桨叶实际到达的第一角度预设值事先已知，且通过触发装置(300)是否触发来确定桨叶是否到达该角度预设值，为桨叶的物理位置，准确无误，所以可用已知的、准确无误的第一角度预设值，校验判定检测装置，如电机编码器的角度检测值是否准确无误，无需使用冗余编码器来反馈校验，提高了反馈校验检测装置是否正常的准确性，对风机的故障率判断、载荷、发电量、使用寿命等均有有益效果。

更为优选的，输入模块120，还可获取第二角度预设值。执行装置200，用于根据校验指令，控制桨叶以第一速度调整至第二角度预设值，再以第二速度由第二角度预设值调整至第一角度预设值。其中，第一速度，快于第二速度。具体的，该第二角度预设值，可选但不仅限于在第一角度预设值的左右5度范围内，以快速将桨叶调整至第二角度预设值，再减慢速度，由第二角度预设值调整至第一角度预设值，以减少一次桨叶角度校验所需的时间，并避免桨叶速度过快，而使动作件310和静止件320接触时，冲击力过大而损毁，延长其使用寿命。

更为优选的，如图4所示，该桨叶角度的校验系统的控制装置(100)，还包括计时模块(180)，用于计算桨叶由第二角度预设值调整至第一角度预设值的调整时间，和比较模块(190)，用于比较调整时间是否大于预设时间阈值，在调整时间大于预设时间阈值时，判定桨叶角度调整有误，校验结果为故障；在调整时间不大于预设时间阈值时，判定桨叶角度调整无误，校验结果为正常。

该实施例的桨叶角度的校验系统中，控制装置100，还增设了计时模块180和比较模块190，能比较桨叶由第二角度预设值调整至第一角度预设值的调整时间是否大于预设时间阈值，当比较结果为肯定时，即代表执行装置200或驱动执行装置200的驱动系统、甚至是风机整体出现故障，导致桨叶角度调整有误，校验结果为故障，进一步提高故障判别度和精准性。

另一方面，如图5所示，本发明还提供一种桨叶角度的校验方法，包括步骤：

S100：发出校验指令；

S200：根据校验指令，控制桨叶调整至第一角度预设值，以发出触发信号；

S300：在接收到触发信号时，检测桨叶的角度检测值；

S400：根据第一角度预设值和角度检测值，判定桨叶角度的校验结果。

更为优选的，如图6所示，步骤S200，包括：

S210：控制桨叶调整至第二角度预设值；

S220：控制桨叶由第二角度预设值调整至第一角度预设值；

其中，控制桨叶调整至第二角度预设值的速度，快于桨叶由第二角度预设值调整至第一角度预设值的速度。

更为优选的，如图7所示，该桨叶角度的校验方法，还包括步骤：

S500：检测桨叶由第二角度预设值调整至第一角度预设值的调整时间；

S600：比较调整时间是否大于预设时间阈值，在调整时间大于预设时间阈值时，判定桨叶角度调整有误，校验结果为故障；在调整时间不大于预设时间阈值时，判定桨叶角度调整无误，校验结果为正常。具体的，该步骤S500、S600的位置可位于步骤S220后的任意位置，图7所示流程顺序仅为一个具体实施例，并不对其顺序作唯一限定。

更为优选的，如图8所示，步骤S400，包括：

S410：计算第一角度预设值和角度检测值的角度差值；

S420：比较角度差值是否大于预设角度阈值，在角度差值大于预设角度阈值时，判定桨叶角度调整有误，校验结果为故障；在角度差值不大于预设角度阈值时，判定桨叶角度调整无误，校验结果为正常。

更为优选的，如图9所示，桨叶角度的校验方法，还包括：

步骤S700：在校验结果为故障时，发出制动指令；

或/和S800：在校验结果为故障时，发出报警指令；

或/和S900：在校验结果为正常时，发出复位指令。具体的，上述步骤S700-S900的顺序可位于得到校验结果后的任意步骤，图9所示流程顺序，并不对其顺序作唯一限定。

上述桨叶角度的校验方法，与上述桨叶角度的校验系统对应，除技术特征组合相斥意外，其技术特征可相互组合，其技术特征的组合和技术效果在此不再赘述，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种桨叶角度的校验系统，其特征在于，包括：控制装置(100)、执行装置(200)、触发装置(300)和感测装置(400)；

所述控制装置(100)，与所述执行装置(200)连接，用于发出校验指令，并输入至所述执行装置(200)；

所述执行装置(200)，与所述控制装置(100)连接，用于接收所述校验指令，并根据所述校验指令，控制所述桨叶调整至第一角度预设值，以触发所述触发装置(300)发出触发信号；

所述触发装置(300)，还与所述感测装置(400)连接，用于将所述触发信号发送至所述感测装置(400)；

所述感测装置(400)，与所述触发装置(300)和所述控制装置(100)连接，用于在接收到所述触发信号时，检测所述桨叶的角度检测值，并将所述角度检测值发送至所述控制装置(100)；

所述控制装置(100)，还与所述感测装置(400)连接，用于根据所述第一角度预设值和所述角度检测值，判定所述桨叶角度的校验结果。

2.根据权利要求1所述的桨叶角度的校验系统，其特征在于，所述触发装置(300)，包括动作件(310)和静止件(320)；

所述动作件(310)设置在所述执行装置(200)上，对应于所述执行装置(200)上，所述桨叶运行至所述第一角度预设值的位置处；

所述静止件(320)设置在所述执行装置(200)的固定座上；

所述动作件(310)与所述静止件(320)接触，发出所述触发信号。

3.根据权利要求2所述的桨叶角度的校验系统，其特征在于，

所述动作件(310)，为限位开关或接触式触发开关的任意一种；所述静止件(320)，为挡块；

或所述动作件(310)为挡块；所述静止件(320)，为限位开关或接触式触发开关的任意一种。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的桨叶角度的校验系统，其特征在于，所述控制装置(100)，包括：

计算模块(130)，用于计算所述第一角度预设值和所述角度检测值的角度差值；

判定模块(140)，用于比较所述角度差值是否大于预设角度阈值，在所述角度差值大于所述预设角度阈值时，判定所述桨叶角度调整有误，所述校验结果为故障；在所述角度差值不大于所述预设角度阈值时，判定所述桨叶角度调整无误，所述校验结果为正常。

5.根据权利要求4所述的桨叶角度的校验系统，其特征在于，所述控制装置(100)，还包括：

制动模块(150)，用于在所述校验结果为故障时，发出制动指令；

或/和报警模块(160)，用于在所述校验结果为故障时，发出报警指令；

或/和复位模块(170)，用于在所述校验结果为正常时，发出复位指令。

6.一种桨叶角度的校验方法，其特征在于，包括步骤；

发出校验指令；

根据所述校验指令，控制所述桨叶调整至第一角度预设值，以发出触发信号；

在接收到所述触发信号时，检测所述桨叶的角度检测值；

根据所述第一角度预设值和所述角度检测值，判定所述桨叶角度的校验结果。

7.根据权利要求6所述的桨叶角度的校验方法，其特征在于，

所述控制所述桨叶调整至第一角度预设值的步骤，包括：

控制所述桨叶调整至第二角度预设值；

控制所述桨叶由所述第二角度预设值调整至所述第一角度预设值；

所述控制所述桨叶调整至第二角度预设值的速度，快于所述桨叶由所述第二角度预设值调整至所述第一角度预设值的速度。

8.根据权利要求7所述的桨叶角度的校验方法，其特征在于，还包括步骤：

检测所述桨叶由所述第二角度预设值调整至所述第一角度预设值的调整时间；

比较所述调整时间是否大于预设时间阈值，在所述调整时间大于所述预设时间阈值时，判定所述桨叶角度调整有误，所述校验结果为故障；在所述调整时间不大于所述预设时间阈值时，判定所述桨叶角度调整无误，所述校验结果为正常。

9.根据权利要求6-8任意一项所述的桨叶角度的校验方法，其特征在于，

所述根据所述第一角度预设值和所述角度检测值，判定所述桨叶角度的校验结果的步骤，包括：

计算所述第一角度预设值和所述角度检测值的角度差值；

比较所述角度差值是否大于预设角度阈值，在所述角度差值大于所述预设角度阈值时，判定所述桨叶角度调整有误，所述校验结果为故障；在所述角度差值不大于所述预设角度阈值时，判定所述桨叶角度调整无误，所述校验结果为正常。

10.根据权利要求9所述的桨叶角度的校验方法，其特征在于，还包括步骤：

在所述校验结果为故障时，发出制动指令或/和报警指令；或/和在所述校验结果为正常时，发出复位指令。