CN208518825U - 一种风力发电机组的运行设备故障监测系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种风力发电机组的运行设备故障监测系统；本专利改进后，前端数据采集系统与设备前端监测采集模块连接，设备前端监测采集模块的输出端与设备前端监测终端输入连接，多个设备前端监测终端分别与故障监测主机之间实现数据通信，故障监测主机同时还与故障监测服务器实现数据通信，故障监测主机与故障处理执行终端之间采用无线连接。本系统改进，当系统监测到设备出现故障后，系统能及时的联系到故障处理人员，使得故障处理人员能够快速知晓故障发生；另外，该系统具有较好的对处理人员身份的识别能力，利于故障处理人员对处理过程记录、上传至故障监测主机和服务器，也便于管理人员的综合掌控。

Description

一种风力发电机组的运行设备故障监测系统

技术领域

本实用新型涉及风力发电领域，具体来讲是一种风力发电机组的运行设备故障监测系统。

背景技术

目前，风能作为一种清洁的可再生能源，越来越受到世界各国的重视，把风的动能转变 成机械动能，再把机械能转化为电力动能，这就是风力发电，风力发电的原理是利用风力带 动风车叶片旋转，再透过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电。我国的风力资源极为丰富，绝大多数地区的平均风速都在每秒3米以上，特别是东 北、西北、西南高原和沿海岛屿，平均风速更大，因此风力发电的运行设备一般都设置在人烟比较少或者环境比较恶劣的条件下，因此不能实时都有工作人员巡查，但是如果不及时巡查则出现故障无法及时检修，则会耽误供电工作，影响居民的生活；因而会采用风力发电机组的运行设备相关的故障监测系统来解决以上提出的问题。

经过检索发现，专利号CN201720201146.1的实用新型提出了一种用于沿海地区的风力发电机组的故障监测装置，装置包括：信号监测单元、DSP控制单元、无线传输单元；DSP控制单元采用最新第六代DSP控制芯片TMS320C62X，通过将信号监测电路的输出端接入DSP控制单元的动态AD采样端口，对发电机组的振动、电流、电压、温度等数据进行实时采集分析，通过无线传输单元快速回传相关人员的笔记本电脑、手机等监测终端，及时进行维修处理。

专利号CN201320264905.0的实用新型公开了一种风力发电机组实时振动故障监测装置，包括一信号采集电路、一信号预处理电路、一模数转换模块、一FPGA模块，FPGA模块内设有采集参数设置寄存器并开辟有多路FIFO通道；一DSP模块、ARM模块，FIFO通道内数据已满时通过DMA方式将数据传输至DSP模块内进行计算，DSP模块的数据计算缓存与ARM模块的内存区之间具有一个共享内存区，DSP模块将计算结果存于共享内存区内。

专利号CN200920073726.2的实用新型公开了一种风力发电机组智能化故障监测诊断系统，其特征在于：它包括机载数据采集与分析系统、风场级故障诊断和状态监测系统、企业级故障诊断和状态监测系统及检测设备研制厂家远程技术支持系统，机载数据采集与分析系统通过有线或无线传输与风场级故障诊断和状态监测系统建立信息互联反馈联系，同时又通过与风场级故障诊断和状态监测系统配套的有线或无线传输网络分别与企业级故障诊断和状态监测系统及检测设备研制厂家远程技术支持系统建立信息互联反馈联系，并且检测设备研制厂家远程技术支持系统本身与企业级故障诊断和状态监测系统之间也建有直接的信息互联反馈联系。

然而，对于现有的风力发电机组的运行设备故障监测系统来讲，存在以下几方面问题；其一，当系统监测到设备出现故障后，系统不能及时的联系到故障处理人员，或者故障处理人员无法直接了解到故障情况；使得故障处理人员必须回到控制室进行了解，这不利于故障处理人员工作；其二，故障处理人员在对故障进行处理过程中，系统缺乏对处理人员身份的识别，而且也不利于故障处理人员对处理过程记录、上传服务器，因而不便于管理人员的综合掌控；其三，现有的一些故障监测系统中，数据采集后由前端的终端设备进行数据对比，使得前端的终端设备处理能力降低，功耗大。

实用新型内容

因此，为了解决上述不足，本实用新型在此提供一种风力发电机组的运行设备故障监测系统；本系统改进后，当系统监测到设备出现故障后，系统能及时的联系到故障处理人员，使得故障处理人员能够快速知晓故障发生；另外，该系统具有较好的对处理人员身份的识别能力，利于故障处理人员对处理过程记录、上传至故障监测主机和服务器，也便于管理人员的综合掌控。

本实用新型是这样实现的，构造一种风力发电机组的运行设备故障监测系统，该系统包括故障监测主机、故障监测服务器、设备前端监测终端、设备前端监测采集模块、前端数据采集系统以及故障处理执行终端；前端数据采集系统与设备前端监测采集模块连接，设备前端监测采集模块的输出端与设备前端监测终端输入连接，多个设备前端监测终端分别与故障监测主机之间实现数据通信，故障监测主机同时还与故障监测服务器实现数据通信，故障监测主机与故障处理执行终端之间采用无线连接，故障处理执行终端还与设备前端监测终端采用蓝牙连接。

本实用新型通过改进，具有如下改进及优点：

优点1：本专利改进后运行时，先由前端数据采集系统对风力发电机组的运行设备进行实时监测，前端数据采集系统包括图像采集模块、风速传感模块、叶轮温度采集模块、叶轮转速传感模块；通过图像采集模块实施摄像并传输图像，风速传感模块对外界风速进行监测，由叶轮温度采集模块和叶轮转速传感模块采集叶轮的温度和转速，同时将采集的数据传输至设备前端监测采集模块，由设备前端监测采集模块对其进行放大、滤波处理后传输至设备前端监测终端，设备前端监测终端再将对应的数据通过有线或无线方式发送至故障监测主机中，由故障监测主机进行对比，并上传至故障监测服务器中存储；如果发现故障，故障监测主机通过无线方式向故障处理执行终端传输故障情况，工作人员手持故障处理执行终端前往故障地点进行维护，故障处理执行终端能够与设备前端监测终端进行蓝牙通信。故，本专利改进后，当系统监测到设备出现故障后，系统能及时的联系到故障处理人员，使得故障处理人员能够快速了解到故障情况，故障处理人员不必回到控制室进行了解，这有利于故障处理人员工作。

优点2：设备前端监测终端的结构如图2所示，具有监测终端控制模块、蓄电池模块、监测终端通信模块、终端存储模块、终端位置定位模块、蓝牙通信模块、终端状态指示灯；监测终端控制模块分别与蓄电池模块、监测终端通信模块、终端存储模块、终端位置定位模块、蓝牙通信模块和终端状态指示灯连接。蓄电池模块对该设备前端监测终端供电，通过监测终端通信模块实现与故障监测主机的数据通信，终端存储模块能够暂存本地的监测数据；当设备出现故障时，终端状态指示灯予以警示，终端位置定位模块能够对清楚显示出当前位置，便于维护人员对其定位，蓝牙通信模块能够与故障处理执行终端连接通信，使得故障处理执行终端可以通过设备前端监测终端向故障监测主机传输故障处理的过程。

优点3：蓄电池模块外接太阳能充电控制模块；可以通过太阳能充电控制模块对设备前端监测终端补充必要的电能。

优点4：设备前端监测终端还具有故障处理人员身份识别模块，故障处理人员身份识别模块输出与监测终端控制模块连接；身份识别模块可以是指纹识别或密码识别机构，当工作人员对设备进行维护时，先通过身份识别模块对人员的身份进行识别，并进行记录，便于以后对维护情况进行查询。

优点5：故障处理执行终端具有执行终端控制模块、无线通信模块、蓝牙模块、输入及显示模块、摄像模块、语音识别模块、执行终端位置定位模块；执行终端控制模块分别与无线通信模块、蓝牙模块、输入及显示模块、摄像模块、语音识别模块、执行终端位置定位模块连接。故障处理执行终端如图3所示，具有如下功能；其一，可通过无线通信模块接收到故障监测主机的故障报警，并在对故障设备进行维护时，可通过蓝牙模块与设备前端监测终端进行蓝牙通信，通过蓝牙方式上传记录的维护过程和照片，输入及显示模块用于文字记录维护的过程，摄像模块用于对故障设备拍照；在维护过程中可以进行语音输入记录的维护过程，此时由语音识别模块进行识别；同时由执行终端位置定位模块向系统显示出该故障处理执行终端的位置，用于在故障监测显示屏中显示出来，使得对维护人员出勤的管理。那么该系统具有较好的对处理人员身份的识别能力，利于故障处理人员对处理过程记录、上传至故障监测主机和服务器，也便于管理人员的综合掌控。

优点6：故障监测主机外接报警模块和故障监测显示屏，增强整个系统的运转灵活性。

附图说明

图1是本实用新型故障监测系统的整体框图；

图2是本实用新型设备前端监测终端结构框图；

图3是本实用新型故障处理执行终端结构框图。

其中：故障监测主机1，故障监测服务器2，设备前端监测终端3，设备前端监测采集模块4，前端数据采集系统5，故障处理执行终端6，报警模块7，故障监测显示屏8，监测终端控制模块31，蓄电池模块32，监测终端通信模块33，终端存储模块34，终端位置定位模块35，蓝牙通信模块36，终端状态指示灯37，太阳能充电控制模块38，故障处理人员身份识别模块39，图像采集模块51，风速传感模块52，叶轮温度采集模块53，叶轮转速传感模块54，执行终端控制模块61，无线通信模块62，蓝牙模块63，输入及显示模块64，摄像模块65，语音识别模块66，执行终端位置定位模块67。

具体实施方式

下面将结合附图1-图3对本实用新型进行详细说明，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型通过改进在此提供一种风力发电机组的运行设备故障监测系统，如图1-图3所示，可以按照如下方式予以实施；该系统包括故障监测主机1、故障监测服务器2、设备前端监测终端3、设备前端监测采集模块4、前端数据采集系统5以及故障处理执行终端6；前端数据采集系统5与设备前端监测采集模块4连接，设备前端监测采集模块4的输出端与设备前端监测终端3输入连接，多个设备前端监测终端3分别与故障监测主机1之间实现数据通信，故障监测主机1同时还与故障监测服务器2实现数据通信，故障监测主机1与故障处理执行终端6之间采用无线连接，故障处理执行终端6还与设备前端监测终端3采用蓝牙连接。本专利改进后运行时，先由前端数据采集系统5对风力发电机组的运行设备进行实时监测，前端数据采集系统5包括图像采集模块51、风速传感模块52、叶轮温度采集模块53、叶轮转速传感模块54；通过图像采集模块51实施摄像并传输图像，风速传感模块52对外界风速进行监测，由叶轮温度采集模块53和叶轮转速传感模块54采集叶轮的温度和转速，同时将采集的数据传输至设备前端监测采集模块4，由设备前端监测采集模块4对其进行放大、滤波处理后传输至设备前端监测终端3，设备前端监测终端3再将对应的数据通过有线或无线方式发送至故障监测主机1中，由故障监测主机1进行对比，并上传至故障监测服务器2中存储；如果发现故障，故障监测主机1通过无线方式向故障处理执行终端6传输故障情况，工作人员手持故障处理执行终端6前往故障地点进行维护，故障处理执行终端6能够与设备前端监测终端3进行蓝牙通信。故，本专利改进后，当系统监测到设备出现故障后，系统能及时的联系到故障处理人员，使得故障处理人员能够快速了解到故障情况，故障处理人员不必回到控制室进行了解，这有利于故障处理人员工作。

设备前端监测终端3的结构如图2所示，具有监测终端控制模块31（可采用STM32F407芯片）、蓄电池模块32、监测终端通信模块33、终端存储模块34、终端位置定位模块35、蓝牙通信模块36、终端状态指示灯37；监测终端控制模块31分别与蓄电池模块32、监测终端通信模块33、终端存储模块34、终端位置定位模块35、蓝牙通信模块36和终端状态指示灯37连接。蓄电池模块32对该设备前端监测终端3供电，通过监测终端通信模块33实现与故障监测主机1的数据通信，终端存储模块34能够暂存本地的监测数据；当设备出现故障时，终端状态指示灯37予以警示，终端位置定位模块35能够对清楚显示出当前位置，便于维护人员对其定位，蓝牙通信模块36能够与故障处理执行终端6连接通信，使得故障处理执行终端6可以通过设备前端监测终端3向故障监测主机1传输故障处理的过程。

蓄电池模块32外接太阳能充电控制模块38；可以通过太阳能充电控制模块38对设备前端监测终端3补充必要的电能。

设备前端监测终端3还具有故障处理人员身份识别模块39，故障处理人员身份识别模块39输出与监测终端控制模块31连接；身份识别模块可以是指纹识别或密码识别机构，当工作人员对设备进行维护时，先通过身份识别模块对人员的身份进行识别，并进行记录，便于以后对维护情况进行查询。

故障处理执行终端6具有执行终端控制模块61（比如TMS320C62X芯片）、无线通信模块62、蓝牙模块63、输入及显示模块64、摄像模块65、语音识别模块66、执行终端位置定位模块67；执行终端控制模块61分别与无线通信模块62、蓝牙模块63、输入及显示模块64、摄像模块65、语音识别模块66、执行终端位置定位模块67连接。故障处理执行终端6如图3所示，具有如下功能；其一，可通过无线通信模块62接收到故障监测主机1的故障报警，并在对故障设备进行维护时，可通过蓝牙模块63与设备前端监测终端3进行蓝牙通信，通过蓝牙方式上传记录的维护过程和照片，输入及显示模块64用于文字记录维护的过程，摄像模块65用于对故障设备拍照；在维护过程中可以进行语音输入记录的维护过程，此时由语音识别模块66进行识别；同时由执行终端位置定位模块67向系统显示出该故障处理执行终端6的位置，用于在故障监测显示屏8中显示出来，使得对维护人员出勤的管理。那么该系统具有较好的对处理人员身份的识别能力，利于故障处理人员对处理过程记录、上传至故障监测主机1和服务器，也便于管理人员的综合掌控。

设备前端监测终端3与故障监测主机1之间可通过有线或无线的方式实现数据通信。

故障监测主机1外接报警模块7和故障监测显示屏8，增强整个系统的运转灵活性。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种风力发电机组的运行设备故障监测系统，其特征在于：包括故障监测主机（1）、故障监测服务器（2）、设备前端监测终端（3）、设备前端监测采集模块（4）、前端数据采集系统（5）以及故障处理执行终端（6）；前端数据采集系统（5）与设备前端监测采集模块（4）连接，设备前端监测采集模块（4）的输出端与设备前端监测终端（3）输入连接，多个设备前端监测终端（3）分别与故障监测主机（1）之间实现数据通信，故障监测主机（1）同时还与故障监测服务器（2）实现数据通信，故障监测主机（1）与故障处理执行终端（6）之间采用无线连接，故障处理执行终端（6）还与设备前端监测终端（3）采用蓝牙连接。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组的运行设备故障监测系统，其特征在于：所述前端数据采集系统（5）包括图像采集模块（51）、风速传感模块（52）、叶轮温度采集模块（53）、叶轮转速传感模块（54）；通过图像采集模块（51）实施摄像并传输图像，风速传感模块（52）对外界风速进行监测，由叶轮温度采集模块（53）和叶轮转速传感模块（54）采集叶轮的温度和转速，同时将采集的数据传输至设备前端监测采集模块（4）。

3.根据权利要求1所述的风力发电机组的运行设备故障监测系统，其特征在于：所述设备前端监测终端（3）具有监测终端控制模块（31）、蓄电池模块（32）、监测终端通信模块（33）、终端存储模块（34）、终端位置定位模块（35）、蓝牙通信模块（36）、终端状态指示灯（37）；监测终端控制模块（31）分别与蓄电池模块（32）、监测终端通信模块（33）、终端存储模块（34）、终端位置定位模块（35）、蓝牙通信模块（36）和终端状态指示灯（37）连接；所述蓄电池模块（32）外接太阳能充电控制模块（38）；

所述设备前端监测终端（3）还具有故障处理人员身份识别模块（39），故障处理人员身份识别模块（39）输出与监测终端控制模块（31）连接。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组的运行设备故障监测系统，其特征在于：所述故障处理执行终端（6）具有执行终端控制模块（61）、无线通信模块（62）、蓝牙模块（63）、输入及显示模块（64）、摄像模块（65）、语音识别模块（66）、执行终端位置定位模块（67）；执行终端控制模块（61）分别与无线通信模块（62）、蓝牙模块（63）、输入及显示模块（64）、摄像模块（65）、语音识别模块（66）、执行终端位置定位模块（67）连接。

5.根据权利要求1所述的风力发电机组的运行设备故障监测系统，其特征在于：所述设备前端监测终端（3）与故障监测主机（1）之间通过有线或无线实现数据通信。

6.根据权利要求1所述的风力发电机组的运行设备故障监测系统，其特征在于：所述故障监测主机（1）外接报警模块（7）和故障监测显示屏（8）。