CN203337381U - 基于i2c总线的风电机组齿轮箱运行数据采录装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种基于I2C总线的风电机组齿轮箱运行数据采录装置，包括振动传感器，用于检测齿轮箱的振动位移，对应输出电压信号；模拟信号平移单元，与振动传感器连接，用于将上述电压信号进行线性平移处理；模数转换单元，与所述模拟信号平移单元连接；转速传感器，用于检测齿轮箱转速，转换为脉冲信号输出；转速变送单元，与转速传感器连接，用于将脉冲信号进行隔离，转换为方波输出；中央处理单元，分别与所述模数转换单元和转速变送单元连接，用于对所接收的信号进行打包处理；I2C录波单元，与中央处理单元连接，用于将中央处理单元所打包输出的信号记录。通过对包括齿轮箱的振动及转速信号的采录，为提高设备利用率提供良好基础。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种基于I2C总线的风电机组齿轮箱运行数据采录装置。
背景技术
近年来，随着我国能源的持续紧缺及生态环境的日益恶化，风能作为最有开发利用前景和技术最成熟的一种可再生的清洁能源,越来越受到重视。我国的风能资源非常丰富，风电技术也日趋成熟，风力发电的发展非常迅速。风电机组的故障很大一部分是由齿轮箱和主轴产生的。在大多数情况下，齿轮箱与主轴随运行时间缓慢功能退化。在这个过程中，其齿轮箱与主轴会产生振动及运转信号，若准确采集到上述振动及运转信号，为早期发现并跟踪风电机组故障，降低重大事故风险率，节省运行维护费用，提高设备利用率提供良好基础。
实用新型内容
本实用新型提供一种基于I2C总线的风电机组齿轮箱运行数据采录装置，通过对包括齿轮箱的振动及转速信号的采录，为提高设备利用率提供良好基础。
所述基于I2C总线的风电机组齿轮箱运行数据采录装置包括：
振动传感器，用于检测齿轮箱的振动位移，对应输出电压信号；
模拟信号平移单元，与振动传感器连接，用于将上述电压信号进行线性平移处理；
模数转换单元，与所述模拟信号平移单元连接；
转速传感器，用于检测齿轮箱转速，转换为脉冲信号输出；
转速变送单元，与转速传感器连接，用于将脉冲信号进行隔离，转换为方波输出；
中央处理单元，分别与所述模数转换单元和转速变送单元连接，用于对所接收的信号进行打包处理；
I2C录波单元，与中央处理单元连接，用于将中央处理单元所打包输出的信号进行记录。
由上，通过对包括齿轮箱的振动及转速信号的采录，为提高设备利用率提供良好基础。
可选的，所述模拟信号平移单元包括依次连接的型号为AD620的仪表放大器和型号为OP07的运算放大器。
可选的，所述模数转换单元为包括型号为MAX125芯片的电路。
可选的，所述中央处理单元为包括型号为S3C44B0X芯片的电路。
可选的，还包括:通信单元，与所述中央处理单元连接，用于将所接收的中央处理单元所输出的信号进行编码处理后上传输出。
所述通信单元包括以下之一：RS485串口通信电路、HOMBUS通信模块、CANBUS通信模块、WIFI通信模块和WIFI DIRECT通信模块。
由上，实现通过不同的通信协议与上位机通信，提高与上位机通信的兼容性。
附图说明
图1为基于I2C总线的风电机组齿轮箱运行数据采录装置的原理示意图；
图2为模拟信号平移单元的电路原理图；
图3为中央处理单元的电路原理图；
图4为I2C录波单元的电路原理图；
图5为通信单元的电路原理图。
具体实施方式
下面将结合附图，对本实用新型基于I2C总线的风电机组齿轮箱运行数据采录装置的实施例进行详细描述。
如图1所示的基于I2C总线的风电机组齿轮箱运行数据采录装置的原理示意图，包括依次连接的振动传感器11和模拟信号平移单元12；依次连接的转速传感器13和转速变送单元14；分别与模拟信号平移单元12和转速变送单元14相连接的中央处理单元20，以及分别与中央处理单元20连接的I2C录波单元30和通信单元40。
其中，所述振动传感器11用于检测齿轮箱的振动位移，并对应输出0～5V电压信号。所述振动传感器11至少包括4个，分别设置于齿轮箱的行星架、行星轮、太阳轮和外齿圈处。
模拟信号平移单元12与上述振动传感器11连接，用于进行模拟电压的线性平移，将5V电压转换为3.3V电压。相应的，所述模拟信号平移单元12的数量与振动传感器11匹配，电路原理相同，顾以如图2所示的一路电路为例进行说明，模拟信号平移单元12的功能通过依次连接的型号为AD620的仪表放大器和型号为OP07的运算放大器实现。
还包括模数转换单元（未图示），与模拟信号平移单元12连接，用于将所述模拟电压转换为数字信号。所述模数转换单元的功能可通过包括型号为MAX125芯片的电路实现。
转速传感器13用于检测齿轮箱的行星架、行星轮、太阳轮和外齿圈的转速，转换为脉冲信号输出。
转速变送单元14与转速传感器13连接，用于将脉冲信号进行隔离，转换为方波输出。
中央处理单元20，分别与模数转换单元和转速变送单元14连接，用于将所接收信号进行打包处理并输出。如图3所示，所述中央处理单元20的功能可通过包括型号为S3C44B0X芯片的电路实现。
I2C录波单元30与中央处理单元20连接，用于将中央处理单元30所打包输出的信号波形进行记录。如图4所示，I2C录波单元30的功能可通过包括型号为AT24C08芯片的电路实现。
较佳的，还包括一通信单元40，与中央处理单元20连接，用于接收中央处理单元20所输出的代表齿轮箱的振动位移和转速数据的信号，将上述信号进行编码处理后上传输出。如图5所示，所述通信单元40采用RS485串口通信电路实现，通过RS485串口通信电路连接成一个网络并由一台上位机对其进行监控，采用RS485串口通信电路时，一个网络中最多可以包括128部基于I2C总线的风电机组齿轮箱运行数据采录装置。
另外，所述通信单元40的功能还可通过HOMBUS通信模块、CANBUS通信模块、WIFI通信模块和WIFI DIRECT通信模块实现。
进一步的，还包括图像处理单元和显示驱动单元（未图示），图像处理单元与中央处理单元30连接，用于将齿轮箱的振动位移和转速参数进行编码处理，生成曲线图像数据。所述显示驱动单元包括型号为LM3S2793芯片的电路。
显示驱动单元用于将图像处理单元所输出的曲线图像数据进行编码处理，并转换为RGB格式。所述显示驱动单元通过包括型号为SSD1963QL8芯片的电路实现。
进一步的，还包括上位机（未图示），上位机与通信单元40通信连接，依据采集数据进行分析，以得知齿轮箱的工作状态，将实时运行数据与事先设定的值进行比较，能够及时地发现运行异常并报警。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于I2C总线的风电机组齿轮箱运行数据采录装置，其特征在于，包括：
振动传感器，用于检测齿轮箱的振动位移，对应输出电压信号；
模拟信号平移单元，与振动传感器连接，用于将上述电压信号进行线性平移处理；
模数转换单元，与所述模拟信号平移单元连接；
转速传感器，用于检测齿轮箱转速，转换为脉冲信号输出；
转速变送单元，与转速传感器连接，用于将脉冲信号进行隔离，转换为方波输出；
中央处理单元，分别与所述模数转换单元和转速变送单元连接，用于对所接收的信号进行打包处理；
I2C录波单元，与中央处理单元连接，用于将中央处理单元所打包输出的信号进行记录。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模拟信号平移单元包括依次连接的型号为AD620的仪表放大器和型号为OP07的运算放大器。
3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述模数转换单元为包括型号为MAX125芯片的电路。
4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述中央处理单元为包括型号为S3C44B0X芯片的电路。
5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括:通信单元，与所述中央处理单元连接，用于将所接收的中央处理单元所输出的信号进行编码处理后上传输出。
6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述通信单元包括以下之一：RS485串口通信电路、HOMBUS通信模块、CANBUS通信模块、WIFI通信模块和WIFI DIRECT通信模块。
Priority Applications (1)
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| CN201320396979XU CN203337381U (zh) | 2013-07-04 | 2013-07-04 | 基于i2c总线的风电机组齿轮箱运行数据采录装置 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111947927A (zh) * | 2020-07-16 | 2020-11-17 | 南京航空航天大学 | 一种基于色度理论的滚动轴承故障检测方法 |
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2013
- 2013-07-04 CN CN201320396979XU patent/CN203337381U/zh not_active Expired - Fee Related
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