CN106762447A - 风力发电机总装智能调试系统 - Google Patents

Abstract

一种风力发电机总装智能调试系统，包括信号采集器、智能测控器和数据存储器。信号采集器用于采集被测设备上的各个测试点的信号数据，将采集到的各信号数据输送给智能测控器。智能测控器根据预先设定的向导测试用例与信号采集器和被测设备分别进行信号交互、引导作业人员进行相应的手工操作及数据给定，根据预先设定的自动测试用例与信号采集器和被测设备分别进行信号交互、获取被测设备的数据反馈，根据预先设定的标准数据及数据存储器的反馈数据对获得的被测数据进行分析、判定，并自动生成测控报告。数据存储器用于将所接收的测控数据进行分析处理后进行存储，并根据智能测控器的调取指令将所存储的数据输出给智能测控器。

Description

风力发电机总装智能调试系统

技术领域

本发明涉及电气设备总装调试系统，具体是一种风力发电机总装智能调试系统。

背景技术

风力发电是以清洁的自然风能资源实现电能转换的能源利用方式，因其所具有的清洁、环保、可持续运行特性，风力发电得到了大家的高度重视和大力推广，发展势头良好。

风力发电所依据的风力发电机组（即风力发电机整机）是在外部条件复杂、运行工况恶劣的风电场服役的。为了确保风电场服役的风力发电机组能够实现稳定、安全、高效的运行，出厂前完成总装接线的风力发电机（主要是机身本身，通常不包括风叶组件和塔筒组件）需要进行调试检验，以确保出厂、准备服役的风力发电机是满足设计要求的。

目前，对出厂前完成总装接线的风力发电机的调试检验主要是以传统的人工调试检验方式实现的，其不仅工人劳动强度大、调试效率低下、调试成本高，而且全面性、准确性和可靠性受到多方面因素的制约和影响，严重依赖于工人的主观经验，最终无法有效、可靠地确保调试质量，也就无法有效、可靠地保障风力发电机的出厂质量，进而给风力发电机组的现场调试和运行带来较高风险，并影响到后续的服役运行性能。

显然的，传统的人工调试检验方式无法满足突飞猛进的风力发电事业的发展要求，如何有效地保证风力发电机在出厂前调试检验的稳定性、高效性、可靠性和统一性已成为行业内严峻的技术挑战，亟待解决。一直以来，行业内尝试研发各种智能型测控风力发电机组的系统，例如中国专利文献公开的“风力发电机综合智能测控系统”（公开号：CN203688776，公开日：2014年7月2日）、“一种风力发电机组的智能化故障监测诊断系统”（公开号：CN 201402209，公开日：2010年2月10日）、“一种风力发电机状态监控与智能分析系统”（公开号：CN 20311739，公开日：2013年8月7日）、“风力发电机组智能状态监控系统”（公开号：CN 103670921，公开日：2014年3月26日）等等，这些智能化的系统虽然自动的实现了对风力发电机状态的监控、分析，但是它们的侧重点在于在役风力发电机的状态监控和分析，无法将它们适用于出厂前完成总装接线的风力发电机（即待服役的风力发电机）的调试检验。因而，随着风力发电行业的突飞猛进，设计一种功能完备的、对出厂前风力发电机进行自动、智能调试检验的系统十分必要。

发明内容

本发明的技术目的在于：针对上述出厂前风力发电机调试检验的特殊性和现有调试检验技术的不足，提供一种能够对出厂前的风力发电机总装实现良好的稳定性、高效性、可靠性、统一性和经济性调试检验的智能调试系统。

本发明的技术目的通过下述技术方案实现，一种风力发电机总装智能调试系统，所述智能调试系统所调试的被测设备为出厂前完成总装接线的风力发电机，所述智能调试系统包括：

-信号采集器，所述信号采集器连接在被测设备上、用于采集被测设备上的各个测试点的信号数据，且将采集到的各信号数据输送给智能测控器；

-智能测控器，所述智能测控器分别与信号采集器和被测设备连接；所述智能测控器根据预先设定的向导测试用例与信号采集器和被测设备分别进行信号交互、引导作业人员进行相应的手工操作及数据给定，且所述智能测控器根据预先设定的自动测试用例与信号采集器和被测设备分别进行信号交互、获取被测设备的数据反馈；所述智能测控器根据预先设定的标准数据及数据存储器的反馈数据对获得的被测数据进行分析、判定，并自动生成测控报告；

-数据存储器，所述数据存储器用于接收智能测控器输出的测控数据，将所接收的测控数据进行分析处理后进行存储，并根据智能测控器的调取指令将所存储的数据输出给智能测控器。

所述被测设备上的测试点包括但不限于开关反馈、环境温度、部件温度、环境湿度、部件压力、转速、线路绝缘、电压、电流和相序测量的测试点。

所述信号采集器至少集成有IO接口、CANOPEN接口、PROFIBUS接口和以太网接口。

所述智能测控器至少具有下述功能模块：

-仿真模型模块，所述仿真模型模块用于根据设计理论要求而建立符合设计理论要求的风力发电机模型，对所建立的风力发电机模型根据设计理论要求预先设定有向导测试用例和自动测试用例；

-辅助调试模块，所述辅助调试模块根据预先设定好的向导测试用例，并根据信号交互所接收到的信号采集器和被测设备的信号数据，逐步引导作业人员进行相应的数据录入给定和手工接线操作；

-自动调试模块，所述自动调试模块根据预先设定好的自动测试用例，并根据信号交互所接收到的信号采集器和被测设备的信号数据，自动进行调试，从而获取被测设备的数据反馈；

-数据评价模块，所述数据评价模块根据预先设定的标准数据、以及从数据存储器调取的反馈数据，对自动调试模块所获得的被测数据进行分析和结果判定；

-报告生成模块，所述报告生成模块根据数据评价模块输出的分析和结果判定数据，自动生成测控报告。进一步的，所述智能测控器还具有标识打印功能模块，所述标识打印功能模块为镭射打印模块；所述镭射打印模块用于进行测试标识的镭射打印，以表明被测设备的调试通过是非完全人工调试完成的。

所述数据存储器对所接收的测控数据是以清理、分类、统计的方式进行分析处理的。

所述被测设备、信号采集器、智能测控器和数据存储器之间的数据输送通信是以有线通讯和/或无线通讯的方式实现的。

所述智能调试系统还包括有无线终端，所述无线终端为便携式手持控制显示设备，所述无线终端以无线通讯的方式与智能测控器进行数据交互，二者保持功能界面同步。

本发明的有益技术效果是：

1. 本发明以预先建立的、符合设计理论要求的风力发电机模型为基准，预先设定了向导测试用例和自动测试用例，将所采集的被测设备的信号数据及给定数据轻松、容易地与对应的测试用例相结合，自动智能化的实现被测设备的状态分析及判定，并自动生成测控报告；由此可见，本发明具有以下主要技术优势：

1）. 在调试过程中，对于必须人工参与方可完成的测试内容，系统自动的进行引导与辅助，如此可以保证调试过程的规范化、严谨化、标准化、统一化和高效化，有效且可靠地降低人工主观经验对调试结果的影响，有利于调试效率和质量标准的提高；

2）. 在调试过程中，对于无须人工参与的测试内容，系统自动的进行智能化测试，如此可以进一步保证调试过程的规范化、严谨化、标准化、统一化和高效化，有效且可靠地降低人工主观经验对调试结果的影响，有利于调试效率和质量标准的提高，使得调试效率大幅提高，调试成本得到有效降低，调试质量高；

3）. 对于调试过程中发生的故障，系统可以自动地实现故障定位、并给人工排查故障提供有效地建议，可以有效地提高调试过程中的故障排查的效率，进一步提高调试效率；

4）. 可以自动记录并整理海量的测试数据，便于问题的追溯和数据的再利用，有利于实现经验的总结及对应风力发电机服役后的后续维护处理；

2. 本发明的无线终端与智能测控器的有效结合，能够有效且可靠地提高调试现场操作的灵活性、可靠性和高效性，进一步增强了本发明的实用性；

综上所述，本发明针对出厂前风力发电机总装调试而设计，其在调试过程中可以有效降低对人工主观经验的依赖，进而能够对出厂前的风力发电机总装实现良好的稳定性、高效性、可靠性、统一性和经济性的调试检验；同时，本发明便于对各待出厂或已出厂的风力发电机生产信息的管理及再利用，有助于后续生产和/或维护作业的高效、高质量开展。

附图说明

图1是本发明的一种结构框图。

图2是本发明的一种工作流程图。

具体实施方式

本发明为出厂前完成总装接线的风力发电机的智能调试系统，即本发明所调试的对象-被测设备为出厂前完成总装接线的风力发电机。下面以多个实施例对本发明的系统结构及工作过程作详细说明，其中，实施例1对照说明书附图的图1和图2进行详细说明，其它实施例未单独绘图，但基本内容可参见实施例1的附图。

实施例1

参见图1和图2所示，本发明包括：

-信号采集器2；信号采集器2集成有多个接口，这些接口包括但不限于IO接口、CANOPEN接口、PROFIBUS接口和以太网接口；信号采集器2通过自身集成的接口，以有线通讯的方式连接在被测设备1上，用于采集被测设备1上的各个测试点的信号数据，被测设备1上的测试点包括但不限于开关反馈、环境温度、部件温度（例如轴承、电机绕组部件等）、环境湿度、部件压力（例如液压部件等）、转速、线路绝缘、电压、电流和相序测量的测试点，也就是说，信号采集器2集成有电阻测量仪、温度传感器、湿度传感器、压力传感器、转速测量仪、绝缘仪、电压仪、电流仪、相序仪等；信号采集器2以有线通讯的方式与智能测控器3相连接，信号采集器2将采集到的各信号数据输送给智能测控器3，信号采集器2所采集的信号数据有连续信号和离散信号；

-智能测控器3；智能测控器3分别以有线通讯的方式与信号采集器2和被测设备1连接；智能测控器3根据预先设定的向导测试用例与信号采集器2和被测设备1分别进行信号交互、引导作业人员进行相应的手工操作及数据给定，且智能测控器根据预先设定的自动测试用例与信号采集器和被测设备分别进行信号交互、获取被测设备的数据反馈；智能测控器根据预先设定的标准数据及数据存储器的反馈数据对获得的被测数据进行分析、判定，并自动生成测控报告；具体的，前述智能测控器至少具有下述功能模块：

--仿真模型模块；每一风力发电机的制造，都应有设计参数和设计图纸，仿真模型模块用于根据设计理论的要求（包括参数等），而建立符合设计理论要求的风力发电机模型，所建立的风力发电机模型应当匹配于对应的设计要求；根据所建立的风力发电机模型、以及调试检验的技术要求，也就是根据设计理论的要求，在仿真模型模块中预先设定向导测试用例和自动测试用例，向导测试用例的主要作用是涉及到人机交互界面的引导、数据给定等程序，以便正确的引导人工能够实现前期的接线处理、故障排除以及设计参数的给定等；

--辅助调试模块；辅助调试模块是根据仿真模型模块中的向导测试用例而来的，它的功能就是将设计要求的、对应理论要求的向导测试用例结合具体的被测设备而实现人机交互，即辅助调试模块根据预先设定好的向导测试用例，并根据信号交互所接收到的信号采集器和被测设备的信号数据，逐步引导作业人员进行相应的数据录入给定和手工接线操作，确保前期人工必须参与的操作（包括接线处理、故障排除以及设计参数的给定等）能够按照引导步骤准确、可靠地实现；

--自动调试模块；自动调试模块是根据仿真模型模块中的自动测试用例而来的，它的功能就是将设计要求的、对应理论要求的自动测试用例结合具体的被测设备而进行自动调试，即自动调试模块根据预先设定好的自动测试用例，并根据信号交互所接收到的信号采集器和被测设备的信号数据，自动进行调试，从而获取被测设备的数据反馈；

--数据评价模块；数据评价模块根据预先设定的标准数据（即评价标准数据）、以及从数据存储器调取的反馈数据（对应设计理论要求的数据），对自动调试模块所获得的被测数据进行分析和结果判定；

--报告生成模块；报告生成模块根据数据评价模块输出的分析和结果判定数据，自动生成设定表格形式的测控报告，以供轻松、方便的查阅；

--标识打印功能模块；标识打印功能模块为镭射打印模块，该镭射打印模块用于进行测试标识的镭射打印，从而既形成脱离系统的信息介质-测试标识镭射标签，又表明该被测设备的调试通过是非完全人工调试完成的，即表明被测设备是使用本发明测试通过的、以表明其身份是区别于完全人工调试的；

-数据存储器4；数据存储器4以有线通讯的方式与智能测控器3连接；数据存储器4用于接收智能测控器输出的测控数据，将所接收的测控数据进行分析处理后进行存储，前述的分析处理是对所接收的测控数据以清理、分类、统计的方式进行分析处理，以对海量的数据进行针对性的科学管理；并且，数据存储器还应作为智能测控器的数据库，根据智能测控器的调取指令而将所存储的对应数据输出给智能测控器；

-无线终端5；无线终端5为便携式手持控制显示设备；该无线终端5以无线通讯的方式与智能测控器进行数据交互，二者保持功能界面同步，即工人在离开智能测控器时，亦能通过无线终端对智能测控器上的信息进行掌握和操作（包括数据录入和图像捕捉等），特别适于现场接线及故障排除的操作使用要求，便利性大大提高。

实施例2

本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：除无线终端与智能测控器之间、信号采集器与被测设备之间、以及智能测控器与被测设备之间保持无线通讯外，其它系统设备之间亦保持无线通讯，即在前述三组无线通讯的基础上，信号采集器与智能测控器之间、智能测控器与数据存储器之间亦保持无线通讯。

实施例3

本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：除无线终端与智能测控器之间保持无线通讯外，其它系统设备之间以及系统设备与被测设备之间亦保持无线通讯，即在前述一组无线通讯的基础上，信号采集器与被测设备之间、智能测控器与被测设备之间、信号采集器与智能测控器之间、智能测控器与数据存储器之间亦保持无线通讯。

实施例4

本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：去除无线终端。

实施例5

本实施例的其它内容与实施例1相同，不同之处在于：智能测控器去除打印功能模块。

以上各实施例仅用以说明本发明，而非对其限制；参照上述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：本发明依然可以对上述各实施例中的具体技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明的精神和范围。

Claims (8)

1.一种风力发电机总装智能调试系统，其特征在于，所述智能调试系统所调试的被测设备为出厂前完成总装接线的风力发电机，所述智能调试系统包括：

-信号采集器，所述信号采集器连接在被测设备上、用于采集被测设备上的各个测试点的信号数据，且将采集到的各信号数据输送给智能测控器；

-智能测控器，所述智能测控器分别与信号采集器和被测设备连接；所述智能测控器根据预先设定的向导测试用例与信号采集器和被测设备分别进行信号交互、引导作业人员进行相应的手工操作及数据给定，且所述智能测控器根据预先设定的自动测试用例与信号采集器和被测设备分别进行信号交互、获取被测设备的数据反馈；所述智能测控器根据预先设定的标准数据及数据存储器的反馈数据对获得的被测数据进行分析、判定，并自动生成测控报告；

-数据存储器，所述数据存储器用于接收智能测控器输出的测控数据，将所接收的测控数据进行分析处理后进行存储，并根据智能测控器的调取指令将所存储的数据输出给智能测控器。

2.根据权利要求1所述风力发电机总装智能调试系统，其特征在于，所述被测设备上的测试点包括但不限于开关反馈、环境温度、部件温度、环境湿度、部件压力、转速、线路绝缘、电压、电流和相序测量的测试点。

3.根据权利要求1所述风力发电机总装智能调试系统，其特征在于，所述信号采集器至少集成有IO接口、CANOPEN接口、PROFIBUS接口和以太网接口。

4.根据权利要求1所述风力发电机总装智能调试系统，其特征在于，所述智能测控器至少具有下述功能模块：

-仿真模型模块，所述仿真模型模块用于根据设计理论要求而建立符合设计理论要求的风力发电机模型，对所建立的风力发电机模型根据设计理论要求预先设定有向导测试用例和自动测试用例；

-辅助调试模块，所述辅助调试模块根据预先设定好的向导测试用例，并根据信号交互所接收到的信号采集器和被测设备的信号数据，逐步引导作业人员进行相应的数据录入给定和手工接线操作；

-自动调试模块，所述自动调试模块根据预先设定好的自动测试用例，并根据信号交互所接收到的信号采集器和被测设备的信号数据，自动进行调试，从而获取被测设备的数据反馈；

-数据评价模块，所述数据评价模块根据预先设定的标准数据、以及从数据存储器调取的反馈数据，对自动调试模块所获得的被测数据进行分析和结果判定；

-报告生成模块，所述报告生成模块根据数据评价模块输出的分析和结果判定数据，自动生成测控报告。

5.根据权利要求1或4所述风力发电机总装智能调试系统，其特征在于，所述智能测控器还具有标识打印功能模块，所述标识打印功能模块为镭射打印模块；所述镭射打印模块用于进行测试标识的镭射打印，以表明被测设备的测试通过是非完全人工调试完成的。

6.根据权利要求1所述风力发电机总装智能调试系统，其特征在于，所述数据存储器对所接收的测控数据是以清理、分类、统计的方式进行分析处理的。

7.根据权利要求1所述风力发电机总装智能调试系统，其特征在于，所述被测设备、信号采集器、智能测控器和数据存储器之间的数据输送通信是以有线通讯和/或无线通讯的方式实现的。

8.根据权利要求1或7所述风力发电机总装智能调试系统，其特征在于，所述智能调试系统还包括有无线终端，所述无线终端为便携式手持控制显示设备，所述无线终端以无线通讯的方式与智能测控器进行数据交互，二者保持功能界面同步。