CN219733564U - 基于Thread模块的智能风机机舱监管系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供基于Thread模块的智能风机机舱监管系统，包括若干个待监测工作组，各所述工作组均连接有基于Thread技术的多元传感器，所述多元传感器接入基于Thread协议的ap工业路由器创建的Thread网络，所述ap工业路由器连接交换机，所述交换机通过风机光纤环网连接到场站中控室的场站服务器，所述场站服务器上部署数据存储模块进舱工作人员只要随意安装Thread协议下的任意一家传感器品牌平台，就可以监测所有传感器的实时数据，各设备均可点对点通信，对设备异常及时报警和处理。

Description

基于Thread模块的智能风机机舱监管系统

技术领域

本实用新型涉及风电机组设备维护领域，尤其涉及基于Thread模块的智能风机机舱监管系统。

背景技术

随着风电机组运行时间的不断增长，设备故障、老化问题频出，风电机组机舱内设备多，涉及众多设备维修工作，需要运维人员频繁前往机舱进行内部维修。对于电力企业人员安全是一切工作的基础，而机舱内空间相对封闭，同时，风电机组往往位于一些特殊地带，例如海上、高山，由于这些地带的自然环境的特殊性，网络通信信号覆盖不全面，因此，对运维检修人员工作的实时监管及及时保护是非常有必要的，确保工作人员工作环境的安全健康，在风险事故预发之前及时采取措施(切断设备电源，启动通风设备等措施)。

目前风机的主要生产参数由风机scada系统监控,于场站控制中心统一监盘管理，运维检修人员无法实时掌握各种运行数据，很难在事故发生前有效遏制。

原有通讯协议各品牌传感器集成能力差，机舱内工作人员无法实时掌握环境整体情况，数据需要在云端处理，控制请求响应时间较长，缺少方便快捷的移动控制终端，即便是wifi协议下，网络覆盖面积有限，设备功耗大。

实用新型内容

为解决上述技术问题，本实用新型提供基于Thread模块的智能风机机舱监管系统，以运维检修人员为核心的机舱监管系统，布置多种类型多个传感器，并在关键设备开关处部署智能控制器，实时监测机舱内环境、设备状态，远程控制机舱内主要设备，不仅可以确保人员安全及运维检修工作顺利进行，也能在机组带电运行过程中实时监测，远程控制辅助设备，确保机舱内发生意外运行事故。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

基于Thread模块的智能风机机舱监管系统，包括若干个待监测工作组，各所述工作组均连接有基于Thread技术的多元传感器，所述多元传感器接入基于Thread协议的ap工业路由器创建的Thread网络，所述ap工业路由器连接交换机，所述交换机通过风机光纤环网连接到场站中控室的场站服务器，所述场站服务器上部署数据存储模块。

作为本实用新型的进一步方案，所述待监测的工作组包括：机舱内环境工作组、发电机组以及连接所述发电机组的齿轮箱；各所述工作组上的多元传感器还信号连接有用于监测所述多元传感器信号的基于Thread协议的监测装置；所述监测装置还信号连接有控制所述工作组运行的自动控制装置以及声光报警器，并最终与场站服务器信号连接。

作为本实用新型的进一步方案，连接于所述齿轮箱上的所述多元传感器包括：齿轮箱振动加速度传感器、油温传感器、油压传感器、音频传感器。

作为本实用新型的进一步方案，连接于所述舱内环境工作组的多元传感器包括：光照强度传感器、温度传感器、湿度传感器、CO浓度传感器、NOX浓度传感器、粉尘传感器、气压传感器、风速传感器。

作为本实用新型的进一步方案，连接于所述发电机组的多元传感器为电流传感器。

作为本实用新型的进一步方案，所述监测装置包括：

AD转换模块：与所述多元传感器信号连接，将传感器测量信号转换成数字信号；

滤波模块：与所述AD转换模块电连接，对数字信号进行滤波；

信号放大模块：与所述滤波模块电连接，对滤波后的数字信号进行放大；

信号分析模块：接收信号放大模块的信号，根据接收的数据的时间间隔参数以及数据的数值，处理生成波形图或是对应的图谱；

异常检测模块：与所述信号分析模块电连接，接收来自信号分析模块的数据并进行处理，判断信号是否异常；

信号发送模块：与所述异常检测模块电连接，接收来自所述异常检测模块处理后的信号；与所述自动控制装置信号连接；与所述声光报警器信号连接；将信号发送上传至所述Thread网络，并最终将数据传输给所述场站服务器。

作为本实用新型的进一步方案，所述自动控制装置包括：

手动开关模块：手动控制各所述工作组启动和关闭；

自动开关模块：与所述监测装置信号连接，接收来自于监测装置的信号，从而点对点控制机舱内各设备的运行和断电。

作为本实用新型的进一步方案，所述Thread网络可连接基于Thread协议的移动控制终端，所述移动控制终端接收所述多元传感器信号，并连接所述自动控制装置，对舱内各工作组提出控制指令。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1.Thread比Wi-Fi更快，是连接不同平台智能设备的通用语言。由于小设备可以在本地相互通信，因此不再需要在云端处理操作。在不依赖互联网的情况下，关灯、关闭发电机、启动风扇等指令的请求发生得更快。更重要的是，如果网络中断，仍然可以控制环境内的智能控制设备，

2.基于Thread的传感器及控制设备系统不需要额外的集成机柜，节省了机舱内的空间，另外由于Thread技术的设备自成网络节点，组建本地网络的交换机和固定路由器位置可以随意选择。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型基于Thread模块的智能风机机舱监管系统的结构图。

图2为本实用新型的机舱设备布置图。

附图标记：1、电机组；2、齿轮箱；3、风扇；4、灯带；5、监测装置；51、AD转换模块；52、滤波模块；53、信号放大模块；54、信号分析模块；55、异常检测模块；56、信号发送模块；6、自动控制装置；7、电流传感器；8、光照强度传感器；9、温度传感器；10、湿度传感器；11、CO浓度传感器；12、NOX浓度传感器；13、粉尘传感器；14、气压传感器；15、风速传感器；16、齿轮箱振动加速度传感器；17、油温传感器；18、油压传感器；19、音频传感器；20、声光报警器；21、AP工业路由器；22、交换机；23、场站服务器。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型作进一步说明。

Thread为智能监管系统中的低功耗无线设备提供IP接入，使其更容易与机舱内的其它IP设备(如智能手机，传感器，控制器)进行通信，以创建和控制Thread网络。

本系统所有加装设备数据均通过无线Thread组网传输汇总后传入场站服务器，且机舱内部无线Thread网络支持多节点稳定传输，比wifi稳定、省电、高速。

基于Thread模块的智能风机机舱监管系统，包括若干个待监测工作组，各工作组均连接有基于Thread技术的多元传感器，多元传感器接入基于Thread协议的ap工业路由器创建的Thread网络，ap工业路由器连接交换机，交换机通过风机光纤环网传输到场站中控室的场站服务器，场站服务器上部署数据存储模块，进舱工作人员只要随意安装该协议下的任意一家传感器品牌平台，就可以监测所有传感器的实时数据，各设备均可点对点通信。

所述待监测的工作组包括：机舱内环境工作组，发电机组1，以及连接发电机组1的齿轮箱2，各所述工作组上的多元传感器连接基于Thread协议的监测装置5，所述监测装置5还连接有用于控制所述工作组开关的自动控制装置6，所述监测装置5还连接声光报警器20、并最终与场站服务器信号连接。

机舱内环境工作组包括灯带4，风扇3等能够调节机舱内光照，风速，湿度，温度等环境的设备。

所述监测装置5包括：

AD转换模块51：与多元传感器信号连接，将传感器测量信号转换成数字信号；

滤波模块52：与AD转换模块51电连接，对数字信号进行滤波；

信号放大模块53：与滤波模块52电连接，对滤波后的数字信号进行放大；

信号分析模块54：接收信号放大模块53的信号，根据接收的数据的时间间隔参数以及数据的数值，处理生成波形图或是对应的图谱；

异常检测模块55：与所述信号分析模块54电连接，接收来自信号分析模块54的数据并进行处理，判断信号是否异常；

信号发送模块56：与异常检测模块55电连接，接收来自异常检测模块55处理后的信号；与自动控制装置6信号连接；与声光报警器20信号连接；将信号发送上传至Thread网络，并最终将数据传输给场站服务器。

自动控制装置6包括：

手动开关模块：手动控制各工作组启动和关闭；

自动开关模块：基于Thread网络下，接收来自于监测装置5的信号，从而点对点控制机舱内各设备的运行和断电；光照强度传感器8、温度传感器9、湿度传感器10、CO浓度传感器11、NOX浓度传感器12、粉尘传感器13、气压传感器14、风速传感器15检测到的数据异常则调节或关闭对应灯带4、风扇3；若发电机运行异常则自动断电。

声光报警器20：接收监测装置5的信号，进行声光报警。

连接发电机的多元传感器为电流传感器7，监测设备与电流传感器7点对点通信，接收电流传感器7实时数据，实时对发电机产生的电流进行监测。

连接于齿轮箱2上的多元传感器包括：齿轮箱振动加速度传感器16、油温传感器17、油压传感器18、音频传感器19；用于监测：齿轮箱振动加速度、油温、油压、声音，实时监测齿轮箱2运行过程中振动及润滑油状态。

连接于舱内环境的多元传感器包括：光照强度传感器8、温度传感器9、湿度传感器10、CO浓度传感器11、NOX浓度传感器12、粉尘传感器13、气压传感器14、风速传感器15，各传感器分别监测光照强度、温度、湿度、CO浓度、NOX浓度、粉尘参数、气压参数、风速；参数超过设定阈值，监测装置5直接向对应的风扇3，灯带4能够调节机舱内光照，风速，湿度，温度等环境的设备连接的自动控制装置6传输指令。

Thread网络能够连接基于Thread协议的移动控制终端，运维检修人员进入机舱中，连接进入Thread网络中的一个节点，与各节点实时通信，接收多元传感器信号，并连接自动控制装置6，对舱内各工作组提出控制指令，运维检修人员可以实时关注环境及设备运行状态，主动调整控制机舱内设备。

具体的信号数据传输步骤：

1.启动监测设备运行；

2.基于Thread协议的监测装置5与多元传感器点对点通信，接收多元传感器实时数据，实时对各工作组产生的信号进行监测；

3.多元传感器将采集模拟信号通过AD转换模块51转换成数字信号，再通过滤波模块52对数字信号进行滤波后由信号放大模块53进行放大；

4.放大后数字信号传输至异常检测模块55；

5.异常检测模块55接收放大后数字信号进行异常模式识别，数据异常除了超过阈值，还有趋势异常，波动异常，通过异常模式识别确认运行数据是否异常，若监测到的数据不异常，则由信号发送模块56通过风机光纤环网上传至场站服务器，若监测到的数据异常，则信号发送模块56对声光报警器20进行通信，触发报警；同时发送信号给自动控制装置6，使对应异常的工作组停止运行，同样的，信号发送模块56也会通过风机光纤环网上传至场站服务器。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (8)

1.基于Thread模块的智能风机机舱监管系统，包括若干个待监测工作组，各所述工作组均连接有基于Thread技术的多元传感器，所述多元传感器接入基于Thread协议的ap工业路由器创建的Thread网络，所述ap工业路由器连接交换机，所述交换机通过风机光纤环网连接到场站中控室的场站服务器，所述场站服务器上部署数据存储模块。

2.根据权利要求1所述的基于Thread模块的智能风机机舱监管系统，其特征在于，所述待监测的工作组包括：机舱内环境工作组、发电机组以及连接所述发电机组的齿轮箱；各所述工作组上的多元传感器还信号连接有用于监测所述多元传感器信号的基于Thread协议的监测装置；所述监测装置还信号连接有控制所述工作组运行的自动控制装置以及声光报警器，并最终与场站服务器信号连接。

3.根据权利要求2所述的基于Thread模块的智能风机机舱监管系统，其特征在于，连接于所述齿轮箱上的所述多元传感器包括：齿轮箱振动加速度传感器、油温传感器、油压传感器、音频传感器。

4.根据权利要求2所述的基于Thread模块的智能风机机舱监管系统，其特征在于，连接于所述舱内环境工作组的多元传感器包括：光照强度传感器、温度传感器、湿度传感器、CO浓度传感器、NOX浓度传感器、粉尘传感器、气压传感器、风速传感器。

5.根据权利要求2所述的基于Thread模块的智能风机机舱监管系统，其特征在于，连接于所述发电机组的多元传感器为电流传感器。

6.根据权利要求2所述的基于Thread模块的智能风机机舱监管系统，其特征在于，所述监测装置包括：

AD转换模块：与所述多元传感器信号连接，将传感器测量信号转换成数字信号；

滤波模块：与所述AD转换模块电连接，对数字信号进行滤波；

信号放大模块：与所述滤波模块电连接，对滤波后的数字信号进行放大；

信号分析模块：接收所述信号放大模块的信号，根据接收的数据的时间间隔参数以及数据的数值，处理生成波形图或是对应的图谱；

异常检测模块：与所述信号分析模块电连接，接收来自所述信号分析模块的数据并进行处理，判断信号是否异常；

信号发送模块：与所述异常检测模块电连接，接收来自所述异常检测模块处理后的信号；与所述自动控制装置信号连接；与所述声光报警器信号连接；将信号发送上传至所述Thread网络，并最终将数据传输给所述场站服务器。

7.根据权利要求2所述的基于Thread模块的智能风机机舱监管系统，其特征在于，所述自动控制装置包括：

手动开关模块：手动控制各所述工作组启动和关闭；

自动开关模块：与所述监测装置信号连接，接收来自于监测装置的信号，从而点对点控制机舱内各设备的运行和断电。

8.根据权利要求2-7任一所述的基于Thread模块的智能风机机舱监管系统，其特征在于，所述Thread网络可连接基于Thread协议的移动控制终端，所述移动控制终端接收所述多元传感器信号，并连接所述自动控制装置，对舱内各工作组提出控制指令。