CN220622071U - 一种风电机组故障诊断系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于风电机组监测技术领域，尤其是涉及一种风电机组故障诊断系统，包括依次通信连接的数据采集模块、信号采集卡、信号处理模块和显示模块；数据采集模块采用振动传感器，且数据采集模块设置在风电机组上。该风电机组故障诊断系统采集风电机组中需要监测振动和受冲击情况的零部件，通过信号采集卡将信号传输至信号处理模块，信号过滤和模数转换单元对信号进行过滤和转换，并将处理后的信号传输至中央处理单元进行分析，得到风电机组的诊断结果，通过报警单元和显示模块进行声音报警和可视化显示，实现实时远程在线对风电机组中零件的振动和受冲击情况的监测，为风电机组安全运行提供保障。
Description
技术领域
本实用新型属于风电机组监测技术领域，尤其是涉及一种风电机组故障诊断系统。
背景技术
风电场站内存在多种一次设备(直接参与生产、输送和分配电能的电气设备)，包括不同厂家的风电机组、实时测风塔和箱变等。这些设备的数据通讯方式以及数据传输格式也不同，导致场内监控系统很难有效的一次性监控数据，由于风机故障发生时往往在数据采集与监视控制系统中无法正确显示故障数据，给检修成本及发电损失都较大。
现有技术中，虽然有能够检测振动的装置，但是无法实现在线报警，需要维护人员通过分析振动数据，导致维护效率低，容易出现漏报、误报。
实用新型内容
针对背景技术中存在的技术问题，本实用新型提供了一种风电机组故障诊断系统，其能够更好的监测风电机组的运行状态，提高风电机组的可靠性。
为实现上述目的，本实用新型提供的技术方案为：
一种风电机组故障诊断系统包括依次通信连接的数据采集模块、信号采集卡、信号处理模块和显示模块；
数据采集模块采用振动传感器，且数据采集模块设置在风电机组上。
进一步地，振动传感器的型号为AC191-1D。
进一步地，信号采集卡的型号为NIPCI-44728。
进一步地，信号处理模块包括信号过滤单元、模数转换单元、中央处理单元、电源单元和报警单元；
信号过滤单元、模数转换单元和中央处理单元依次通信连接；信号过滤单元还与信号采集卡通信连接；中央处理单元还与显示模块和报警单元通信连接；电源单元和中央处理单元电性连接。
进一步地，信号过滤单元包括电阻R1、接地电阻R2、电阻R3-R4、接地电阻R5、电阻R6、电容C1-C2和运算放大器U1-U2；
电阻R1的一端和数据采集卡连接，其另一端分别与电容C1的一端和电容C2的一端连接；电容C1的另一端分别与电阻R3的一端和电阻R4的一端连接；电容C2的另一端分别与电阻R3的另一端和运算放大器U1的同相输入端连接；运算放大器U1的反相输入端和接地电阻R2连接；运算放大器U1的输出端和电阻R7的一端连接；电阻R4的另一端和电阻R6的一端连接；电阻R7的另一端和电阻R8的一端连接；运算放大器U2的同相输入端和电阻R8的另一端连接；运算放大器U2的反相输入端和接地电阻R5连接；运算放大器U2的输出端分别与电阻R6的另一端和模数转换单元连接。
进一步地，模数转换单元包括电阻R9-R10、接地电阻R11、电容C3、二极管D1-D3和三极管Q1；
电阻R9的一端和信号过滤单元连接，其另一端分别与电容C3的一端、电阻R10的一端、二极管D1的负极、二极管D2的正极和三极管Q1的基极连接；电容C3的另一端分别与电阻R10的另一端、二极管D1的正极、二极管D2的负极和中央处理器连接；三极管Q1的集电极和中央处理单元连接，其发射极和二极管D3的正极连接；二极管D3的负极和接地电阻R11连接。
进一步地，中央处理单元包括电阻R12-R13、接地电阻R14、电容C6-C8、二极管D4、按键S1-S2、晶振X1和型号为STC89C52的单片机芯片U4；
芯片U4的VDD引脚和电源单元连接；芯片U4的OSC+引脚分别与电容C6的一端和晶振X1的一端连接；芯片U4的OSC-引脚分别与电容C8的一端和晶振X1的另一端连接；电容C6的另一端和电容C8的另一端连接；芯片U4的PC引脚分别与电容C7的一端、电阻R13的一端和电阻R15的一端连接；电阻R13的另一端和按键S1的一端连接；按键S1的另一端分别与电容C7的另一端和模数转换单元连接；芯片U4的OUT引脚和二极管D4的正极连接；二极管D4的负极和接地电阻R14连接；芯片U4的RST引脚和按键S2的一端连接；按键S2的另一端和电阻R12的一端连接；电阻R12的另一端和模数转换器连接；芯片U4的D0-D7引脚均与显示模块连接。
进一步地，电源单元采用锂电池。
进一步地，显示模块包括接地电阻R15和型号为LCD1602的显示芯片U3；
芯片U3的VCC引脚和接地电阻R15连接；芯片U3的VDD引脚和中央处理单元连接；芯片U3的D0-D7引脚分别与芯片U4的D0-D7引脚一一对应连接。
本实用新型具有如下优点和有益效果：该风电机组故障诊断系统采集风电机组中需要监测振动和受冲击情况的零部件，通过信号采集卡将信号传输至信号处理模块，信号过滤单元和模数转换单元对信号进行过滤和转换，并将处理后的信号传输至中央处理单元进行分析，得到风电机组的诊断结果，通过报警单元和显示模块进行声音报警和可视化显示，实现实时远程在线对风电机组中零件的振动和受冲击情况的监测，为风电机组安全运行提供保障。
附图说明
图1为本实用新型提供的风电机组故障诊断系统的结构图；
图2为信号过滤单元的电路图；
图3为模数转换单元的电路图；
图4为中央处理单元和显示模块的电路图。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，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，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
如图1所示，一种风电机组故障诊断系统包括依次通信连接的数据采集模块、信号采集卡、信号处理模块和显示模块；
数据采集模块采用振动传感器，且数据采集模块设置在风电机组上。
在本实用新型实施例中，振动传感器的型号为AC191-1D。
在本实用新型实施例中，信号采集卡的型号为NIPCI-44728。
在本实用新型实施例中，如图1所示，信号处理模块包括信号过滤单元、模数转换单元、中央处理单元、电源单元和报警单元；
信号过滤单元、模数转换单元和中央处理单元依次通信连接；信号过滤单元还与信号采集卡通信连接；中央处理单元还与显示模块和报警单元通信连接；电源单元和中央处理单元电性连接。
在本实用新型实施例中，如图2所示，信号过滤单元包括电阻R1、接地电阻R2、电阻R3-R4、接地电阻R5、电阻R6、电容C1-C2和运算放大器U1-U2；
电阻R1的一端和数据采集卡连接，其另一端分别与电容C1的一端和电容C2的一端连接；电容C1的另一端分别与电阻R3的一端和电阻R4的一端连接；电容C2的另一端分别与电阻R3的另一端和运算放大器U1的同相输入端连接；运算放大器U1的反相输入端和接地电阻R2连接；运算放大器U1的输出端和电阻R7的一端连接；电阻R4的另一端和电阻R6的一端连接；电阻R7的另一端和电阻R8的一端连接；运算放大器U2的同相输入端和电阻R8的另一端连接；运算放大器U2的反相输入端和接地电阻R5连接；运算放大器U2的输出端分别与电阻R6的另一端和模数转换单元连接。
在本实用新型实施例中，如图3所示，模数转换单元包括电阻R9-R10、接地电阻R11、电容C3、二极管D1-D3和三极管Q1；
电阻R9的一端和信号过滤单元连接，其另一端分别与电容C3的一端、电阻R10的一端、二极管D1的负极、二极管D2的正极和三极管Q1的基极连接；电容C3的另一端分别与电阻R10的另一端、二极管D1的正极、二极管D2的负极和中央处理器连接；三极管Q1的集电极和中央处理单元连接，其发射极和二极管D3的正极连接；二极管D3的负极和接地电阻R11连接。
在本实用新型实施例中，如图4所示，中央处理单元包括电阻R12-R13、接地电阻R14、电容C6-C8、二极管D4、按键S1-S2、晶振X1和型号为STC89C52的单片机芯片U4；
芯片U4的VDD引脚和电源单元连接；芯片U4的OSC+引脚分别与电容C6的一端和晶振X1的一端连接；芯片U4的OSC-引脚分别与电容C8的一端和晶振X1的另一端连接；电容C6的另一端和电容C8的另一端连接；芯片U4的PC引脚分别与电容C7的一端、电阻R13的一端和电阻R15的一端连接；电阻R13的另一端和按键S1的一端连接；按键S1的另一端分别与电容C7的另一端和模数转换单元连接；芯片U4的OUT引脚和二极管D4的正极连接；二极管D4的负极和接地电阻R14连接；芯片U4的RST引脚和按键S2的一端连接；按键S2的另一端和电阻R12的一端连接；电阻R12的另一端和模数转换器连接；芯片U4的D0-D7引脚均与显示模块连接。
在本实用新型实施例中，电源单元采用锂电池。
在本实用新型实施例中，如图4所示，显示模块包括接地电阻R15和型号为LCD1602的显示芯片U3；
芯片U3的VCC引脚和接地电阻R15连接；芯片U3的VDD引脚和中央处理单元连接；芯片U3的D0-D7引脚分别与芯片U4的D0-D7引脚一一对应连接。
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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 (7)
1.一种风电机组故障诊断系统，其特征在于:包括依次通信连接的数据采集模块、信号采集卡、信号处理模块和显示模块；
所述数据采集模块采用振动传感器，且所述数据采集模块设置在风电机组上；
所述信号处理模块包括信号过滤单元、模数转换单元、中央处理单元、电源单元和报警单元；所述信号过滤单元、模数转换单元和中央处理单元依次通信连接；所述信号过滤单元还与信号采集卡通信连接；所述中央处理单元还与显示模块和报警单元通信连接；所述电源单元和中央处理单元电性连接；
所述信号过滤单元包括电阻R1、接地电阻R2、电阻R3-R4、接地电阻R5、电阻R6、电容C1-C2和运算放大器U1-U2；
所述电阻R1的一端和数据采集卡连接，其另一端分别与电容C1的一端和电容C2的一端连接；所述电容C1的另一端分别与电阻R3的一端和电阻R4的一端连接；所述电容C2的另一端分别与电阻R3的另一端和运算放大器U1的同相输入端连接；所述运算放大器U1的反相输入端和接地电阻R2连接；所述运算放大器U1的输出端和电阻R7的一端连接；所述电阻R4的另一端和电阻R6的一端连接；所述电阻R7的另一端和电阻R8的一端连接；所述运算放大器U2的同相输入端和电阻R8的另一端连接；所述运算放大器U2的反相输入端和接地电阻R5连接；所述运算放大器U2的输出端分别与电阻R6的另一端和模数转换单元连接。
2.根据权利要求1所述的风电机组故障诊断系统，其特征在于：所述振动传感器的型号为AC191-1 D。
3.根据权利要求2所述的风电机组故障诊断系统，其特征在于：所述信号采集卡的型号为NIPCI-44728。
4.根据权利要求1所述的风电机组故障诊断系统，其特征在于：所述模数转换单元包括电阻R9-R10、接地电阻R11、电容C3、二极管D1-D3和三极管Q1；
所述电阻R9的一端和信号过滤单元连接，其另一端分别与电容C3的一端、电阻R10的一端、二极管D1的负极、二极管D2的正极和三极管Q1的基极连接；所述电容C3的另一端分别与电阻R10的另一端、二极管D1的正极、二极管D2的负极和中央处理器连接；所述三极管Q1的集电极和中央处理单元连接，其发射极和二极管D3的正极连接；所述二极管D3的负极和接地电阻R11连接。
5.根据权利要求1所述的风电机组故障诊断系统，其特征在于：所述中央处理单元包括电阻R12-R13、接地电阻R14、电容C6-C8、二极管D4、按键S1-S2、晶振X1和型号为STC89C52的单片机芯片U4；
所述芯片U4的VDD引脚和电源单元连接；所述芯片U4的OSC+引脚分别与电容C6的一端和晶振X1的一端连接；所述芯片U4的OSC-引脚分别与电容C8的一端和晶振X1的另一端连接；所述电容C6的另一端和电容C8的另一端连接；所述芯片U4的PC引脚分别与电容C7的一端、电阻R13的一端和电阻R15的一端连接；所述电阻R13的另一端和按键S1的一端连接；所述按键S1的另一端分别与电容C7的另一端和模数转换单元连接；所述芯片U4的OUT引脚和二极管D4的正极连接；所述二极管D4的负极和接地电阻R14连接；所述芯片U4的RST引脚和按键S2的一端连接；所述按键S2的另一端和电阻R12的一端连接；所述电阻R12的另一端和模数转换器连接；所述芯片U4的D0-D7引脚均与显示模块连接。
6.根据权利要求1所述的风电机组故障诊断系统，其特征在于：所述电源单元采用锂电池。
7.根据权利要求1所述的风电机组故障诊断系统，其特征在于：所述显示模块包括接地电阻R15和型号为LCD1602的显示芯片U3；
所述芯片U3的VCC引脚和接地电阻R15连接；所述芯片U3的VDD引脚和中央处理单元连接；所述芯片U3的D0-D7引脚分别与芯片U4的D0-D7引脚一一对应连接。
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