JP2015183628A - Condition monitoring system - Google Patents

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彰利 竹内
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隆 長谷場
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啓介 橋爪
一輝 小屋町
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一輝 小屋町
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a condition of wind power generator to be appropriately monitored.SOLUTION: This invention relates to a condition monitoring system for monitoring a condition of equipment installed at a wind power generator comprising a wireless measurement unit including sensors arranged in the equipment; and a data collector device for communicating with the wireless measurement unit in a wireless manner. The wireless measurement unit comprises a memory 76 for storing measured data got from the sensors; and a wireless communication part for transmitting the measured data got from the sensors to the data collection device. The data collection device requests re-transmittance of the measured data to the wireless measurement unit when the measured data could not be received from the wireless measurement unit.

Description

この発明は状態監視システムに関し、特に、風力発電装置の状態を監視する状態監視システムに関する。   The present invention relates to a state monitoring system, and more particularly to a state monitoring system that monitors the state of a wind turbine generator.

風力発電装置においては、風力を受けるブレードに接続される主軸を回転させ、増速機により主軸の回転を増速した上で発電機のロータを回転させることによって発電が行なわれる。この主軸、増速機、発電機等の異常を診断するために振動センサを用いて振動を計測し、その計測値から風力発電装置の状態を診断する技術が知られている。   In a wind power generator, power is generated by rotating a main shaft connected to a blade that receives wind power, rotating the main shaft with a speed increaser, and then rotating a rotor of the power generator. In order to diagnose abnormalities of the main shaft, speed increaser, generator, etc., a technique is known in which vibration is measured using a vibration sensor and the state of the wind power generator is diagnosed from the measured value.

例えば、特許文献1(特開2013−185507号公報)に開示の「状態監視システム」は、ナセル内部に取付けられた電流センサまたは振動センサ、ナセル内のモニタ装置、およびデータサーバを含んで構成されている。振動センサまたは電流センサは、計測値をモニタ装置に無線通信によって送信し、モニタ装置は振動センサまたは電流センサからの計測値をデータサーバに送信する。   For example, the “status monitoring system” disclosed in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2013-185507) includes a current sensor or a vibration sensor mounted in the nacelle, a monitor device in the nacelle, and a data server. ing. The vibration sensor or current sensor transmits the measurement value to the monitor device by wireless communication, and the monitor device transmits the measurement value from the vibration sensor or current sensor to the data server.

特開2013−185507号公報JP 2013-185507 A

特許文献1では、振動センサまたは電流センサの計測値を無線送信するが、電波状況等の通信環境によって通信が途切れる場合がある。しかし、特許文献1では当該課題に対する対策は取られていないために、通信環境によっては適切な診断をすることができない。   In Patent Document 1, a measurement value of a vibration sensor or a current sensor is wirelessly transmitted, but communication may be interrupted depending on a communication environment such as a radio wave condition. However, since Patent Document 1 does not take measures against the problem, an appropriate diagnosis cannot be made depending on the communication environment.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、風力発電装置の状態を適切に監視できる状態監視システムを提供することである。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object thereof is to provide a state monitoring system capable of appropriately monitoring the state of a wind turbine generator.

この発明のある局面に従う、風力発電装置に設けられた機器の状態を監視する状態監視システムは、機器に設けられるセンサを含む無線計測ユニットと、無線計測ユニットと無線通信するデータ収集装置と、を備える。   According to one aspect of the present invention, a state monitoring system for monitoring a state of a device provided in a wind turbine generator includes a wireless measurement unit including a sensor provided in the device, and a data collection device that wirelessly communicates with the wireless measurement unit. Prepare.

無線計測ユニットは、センサから取得した測定データを格納するメモリと、センサから取得した測定データを、データ収集装置に送信する無線通信部と、を含む。データ収集装置は、無線計測ユニットから測定データを受信できなかったとき、無線計測ユニットに対して当該測定データの再送信を要求する。データ収集装置は、無線計測ユニットに対して、測定する時間間隔を指定し、測定データを指定したデータ数毎(ブロック)に分割し、ブロック単位で送信することを要求し、かつ、データ収集装置は全測定データの受信可否を判断し、受信できない場合は既受信ブロック以降の測定データの再送信を要求し、受信する。   The wireless measurement unit includes a memory that stores measurement data acquired from the sensor, and a wireless communication unit that transmits the measurement data acquired from the sensor to the data collection device. When the data collection device cannot receive the measurement data from the wireless measurement unit, the data collection device requests the wireless measurement unit to retransmit the measurement data. The data collection device requests the wireless measurement unit to specify a measurement time interval, divides the measurement data into the designated number of data (blocks), and transmits the data in units of blocks, and the data collection device Judges whether or not all measurement data can be received, and if it cannot be received, requests re-transmission of measurement data after the received block and receives it.

好ましくは、無線計測ユニットは、第1タイマと、センサから取得した測定データを、測定順に従い第1タイマが計時する第1時間データが対応付けされた測定データを、メモリに格納する格納手段とを、さらに含み、無線通信部が送信する再送信の要求は、受信できなかった測定データの第1時間データを特定する情報を含む。   Preferably, the wireless measurement unit includes a first timer and storage means for storing in the memory measurement data associated with the first time data measured by the first timer in accordance with the measurement order. The retransmission request transmitted by the wireless communication unit includes information specifying the first time data of the measurement data that could not be received.

好ましくは、データ収集装置は、計時する第2タイマと、第2タイマが計時する第2時間データを用いて、無線計測ユニットに対し、第1タイマが当該第2タイマと同期して計時するような計時要求を送信する同期処理部と、センサとは異なるセンサであって、機器に設けられる当該異なるセンサから測定データを取得するデータ取得部と、データ取得部によって取得した測定データを、第2タイマの第2時間データと対応づけて格納する収集格納手段とを、さらに含む。   Preferably, the data collection device uses the second timer to be timed and the second time data to be timed by the second timer to cause the first timer to time in synchronization with the second timer with respect to the wireless measurement unit. A synchronization processing unit that transmits a time measurement request, a sensor different from the sensor, a data acquisition unit that acquires measurement data from the different sensor provided in the device, and a measurement data acquired by the data acquisition unit It further includes collection storage means for storing the timer in association with the second time data.

データ収集装置は、無線計測ユニットに対して、無線計測ユニットからデータ収集装置が全測定データを受信できない場合、一度に送信するデータ数を減らして、1ブロックとして送受信する。   When the data collection device cannot receive all measurement data from the wireless measurement unit, the data collection device reduces the number of data to be transmitted at a time and transmits and receives as one block.

好ましくは、機器は、風車に連通する軸を支持する軸受を含み、軸受は、軸が通過する内輪と当該内輪の外周に設けられた外輪とを有する。内輪および外輪の一方は、風車の回転に連動して軸を中心に同心円状に回転し、且つ他の一方は固定であり、センサを含む無線計測ユニットは、内輪および外輪の少なくとも一方に設けられる。   Preferably, the device includes a bearing that supports a shaft communicating with the windmill, and the bearing has an inner ring through which the shaft passes and an outer ring provided on an outer periphery of the inner ring. One of the inner ring and the outer ring rotates concentrically around the axis in conjunction with the rotation of the windmill, and the other is fixed, and the wireless measurement unit including the sensor is provided on at least one of the inner ring and the outer ring .

本発明によれば、無線通信において、データ収集装置は、無線計測ユニットから測定データを受信できなかったとき、無線計測ユニットに対して当該測定データの再送信を要求する。これにより状態監視のための測定データを欠けることなく取得できる。   According to the present invention, in wireless communication, when the data collection device cannot receive measurement data from the wireless measurement unit, the data collection device requests the wireless measurement unit to retransmit the measurement data. As a result, measurement data for state monitoring can be acquired without loss.

本発明の実施の形態に係る状態監視システムの全体構成を概略的に示した図である。It is the figure which showed roughly the whole structure of the state monitoring system which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る風力発電装置10の構成を概略的に示した図である。It is the figure which showed schematically the structure of the wind power generator 10 which concerns on embodiment of this invention. 本実施の形態に係る無線計測ユニット70の取付け態様を説明する図である。It is a figure explaining the attachment aspect of the radio | wireless measurement unit 70 which concerns on this Embodiment. 本発明の実施の形態に係る無線計測ユニット70の構成と通信態様を説明する図である。It is a figure explaining the structure and communication aspect of the wireless measurement unit 70 which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るデータ収集装置80の構成の一例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows an example of a structure of the data collection device 80 which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係るモニタ表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a monitor display which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る運転条件と同期をとったデータ測定・収集を説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the data measurement and collection synchronized with the driving | running condition which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態に係る無線計測ユニット70とデータ収集装置80との間の通信シーケンスと関連付けた処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process linked | related with the communication sequence between the radio | wireless measurement unit 70 and the data collection device 80 which concern on embodiment of this invention. 本発明の実施の形態の第1の変形例による無線計測ユニット70の取付け態様を説明する図である。It is a figure explaining the attachment aspect of the radio | wireless measurement unit 70 by the 1st modification of embodiment of this invention.

以下、本発明に係る状態監視システムおよび関連する部分について図面を参照しながら説明する。図面において、同一の参照符号は、同一部分または相当部分を表わすものとし、重複する説明は繰り返さない場合がある。各実施の形態における構成を適宜組合わせて用いることは当初から予定されていることである。   Hereinafter, the state monitoring system according to the present invention and related portions will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals represent the same or corresponding parts, and redundant description may not be repeated. It is planned from the beginning to use the structures in the embodiments in appropriate combinations.

<状態監視システムの全体構成>
図1は、本実施の形態の状態監視システムの全体構成を概略的に示した図である。図1を参照して、風力発電装置10の運転状態を監視する状態監視システムは、監視用データの収集装置に相当するデータ収集装置80、データサーバ330、および監視用端末340を備える。データ収集装置80、データサーバ330および監視用端末340はインターネット320を含む有線および無線の通信路を介して通信する。
<Overall configuration of status monitoring system>
FIG. 1 is a diagram schematically showing the overall configuration of the state monitoring system of the present embodiment. With reference to FIG. 1, the state monitoring system that monitors the operating state of the wind turbine generator 10 includes a data collection device 80 that corresponds to a monitoring data collection device, a data server 330, and a monitoring terminal 340. The data collection device 80, the data server 330, and the monitoring terminal 340 communicate via wired and wireless communication paths including the Internet 320.

データ収集装置80は後述する無線計測ユニット70と無線通信する(図2)。無線計測ユニット70は振動センサ70Aが有線ケーブルによって接続され、データ収集装置80は振動センサ70Bが有線ケーブルによって接続される(図2)。データ収集装置80と無線計測ユニット70の無線通信の方式については、無線LAN(Local Area Network)を利用することができる。   The data collection device 80 communicates wirelessly with a wireless measurement unit 70 described later (FIG. 2). The wireless measurement unit 70 has a vibration sensor 70A connected by a wired cable, and the data collection device 80 has a vibration sensor 70B connected by a wired cable (FIG. 2). As a wireless communication method between the data collection device 80 and the wireless measurement unit 70, a wireless LAN (Local Area Network) can be used.

また、パーソナルコンピュータ(以下、パソコンともいう)に相当する複数台の監視用端末340は、インターネット320を通して、データサーバ330が受信した測定データを閲覧、測定データの詳細な解析、データサーバ330を通してのデータ収集装置80への設定変更、風力発電装置10の各機器の状態を表示させる。監視用端末340は固定端末および移動体である携帯型端末を含む。   A plurality of monitoring terminals 340 corresponding to personal computers (hereinafter also referred to as personal computers) browse the measurement data received by the data server 330 through the Internet 320, perform detailed analysis of the measurement data, and pass through the data server 330. The setting change to the data collection device 80 and the state of each device of the wind turbine generator 10 are displayed. The monitoring terminal 340 includes a fixed terminal and a portable terminal that is a moving body.

本実施の形態では、データ収集装置80と無線計測ユニット70との間は無線通信により接続されるから、高価なセンサケーブルを配線する必要はなく、必要な電源ケーブルの配線だけでよい。   In the present embodiment, since the data collection device 80 and the wireless measurement unit 70 are connected by wireless communication, it is not necessary to wire an expensive sensor cable, and only a necessary power cable is required.

<風力発電装置10の構成>
図2は、風力発電装置10の構成を概略的に示した図である。図2を参照して、風力発電装置10は、主軸20、ブレード30、増速機に相当するギヤボックス40、発電機50、および主軸受60を備える。さらに、風力発電装置10は振動センサ70A,70B、およびデータ収集装置80を備える。ギヤボックス40、発電機50、主軸受60、センサ70A,70Bおよびデータ収集装置80は、ナセル90内に格納され、ナセル90はタワー100によって支持される。
<Configuration of wind turbine generator 10>
FIG. 2 is a diagram schematically illustrating the configuration of the wind turbine generator 10. Referring to FIG. 2, the wind turbine generator 10 includes a main shaft 20, a blade 30, a gear box 40 corresponding to a speed increaser, a generator 50, and a main bearing 60. Furthermore, the wind power generator 10 includes vibration sensors 70A and 70B and a data collection device 80. The gear box 40, the generator 50, the main bearing 60, the sensors 70 </ b> A and 70 </ b> B, and the data collection device 80 are stored in the nacelle 90, and the nacelle 90 is supported by the tower 100.

主軸20は、ナセル90内に進入してギヤボックス40の入力軸に接続され、主軸受60によって回転自在に支持される。主軸20は、風力を受けた風車に相当するブレード30により発生する回転トルクをギヤボックス40の入力軸へ伝達する。ブレード30は主軸20の先端に設けられ、風力を回転トルクに変換して主軸20に伝達する。   The main shaft 20 enters the nacelle 90, is connected to the input shaft of the gear box 40, and is rotatably supported by the main bearing 60. The main shaft 20 transmits the rotational torque generated by the blade 30 corresponding to the windmill receiving the wind force to the input shaft of the gear box 40. The blade 30 is provided at the tip of the main shaft 20 and converts wind force into rotational torque and transmits it to the main shaft 20.

主軸受60(外輪、内輪、転動体)は、ナセル90内において固設され、主軸20を回転自在に支持する。主軸受60は、主軸20が通過する固設(回転しない)された内輪64、内輪64の周囲に設けた外輪63と、転動体61(図3)とを備える。転動体61は内輪64と外輪63との間に配置される。外輪63は、主軸20と一体的に構成されて、主軸20の回転に連動して、主軸20を中心に同心円状に回転する。主軸受60は、例えば、自動調芯ころ軸受や円すいころ軸受、円筒ころ軸受、玉軸受等によって構成される。なお、これらの軸受は、単列のものでも複列のものでもよい。   The main bearing 60 (outer ring, inner ring, rolling element) is fixed in the nacelle 90 and rotatably supports the main shaft 20. The main bearing 60 includes a fixed (non-rotating) inner ring 64 through which the main shaft 20 passes, an outer ring 63 provided around the inner ring 64, and a rolling element 61 (FIG. 3). The rolling element 61 is disposed between the inner ring 64 and the outer ring 63. The outer ring 63 is configured integrally with the main shaft 20 and rotates concentrically around the main shaft 20 in conjunction with the rotation of the main shaft 20. The main bearing 60 is constituted by, for example, a self-aligning roller bearing, a tapered roller bearing, a cylindrical roller bearing, or a ball bearing. These bearings may be single row or double row.

振動センサ70A,70Bは、内輪側にスペースがなく、アクセスが困難でメンテナンスがしにくいなどの理由がある場合、主軸受の回転する側となる外輪にに固設される。具体的には、振動センサ70A、Bは、主軸受60の状態を監視するために主軸受60の外輪に固設される、なお、振動センサの取付位置および取付け台数もこれらに限定されず、ヨーまたはブレード30に取付けてもよい。   The vibration sensors 70 </ b> A and 70 </ b> B are fixed to the outer ring on the rotation side of the main bearing when there is no space on the inner ring side and access is difficult and maintenance is difficult. Specifically, the vibration sensors 70A and 70B are fixed to the outer ring of the main bearing 60 in order to monitor the state of the main bearing 60. The mounting position and the number of mounting of the vibration sensors are not limited to these, It may be attached to the yaw or blade 30.

ギヤボックス40は、主軸20と発電機50との間に設けられ、主軸20の回転速度を増速して発電機50へ出力する。発電機50は、ギヤボックス40の出力軸に接続され、ギヤボックス40から受ける回転トルクによって発電する。発電機50は、例えば、誘導発電機によって構成される。データ収集装置80は、振動センサ70A,70Bが測定した各機器の振動のデータを受ける。なお、振動センサ70A,70Bとデータ収集装置80とは、有線ケーブルで接続されている。データ収集装置80とアンテナ81+アクセスポイント82は無線LANで接続され、アクセスポイント82とデータサーバ330は有線もしくは無線LANで接続される。   The gear box 40 is provided between the main shaft 20 and the generator 50, and increases the rotational speed of the main shaft 20 to output to the generator 50. The generator 50 is connected to the output shaft of the gear box 40 and generates electric power by the rotational torque received from the gear box 40. The generator 50 is configured by, for example, an induction generator. The data collection device 80 receives vibration data of each device measured by the vibration sensors 70A and 70B. The vibration sensors 70A and 70B and the data collection device 80 are connected by a wired cable. The data collection device 80 and the antenna 81 + access point 82 are connected by a wireless LAN, and the access point 82 and the data server 330 are connected by a wired or wireless LAN.

監視用端末340には、少なくとも、受信した測定データを閲覧、詳細な解析、風力発電装置10の各機器の状態に関する情報を表示させるプログラムが予め格納されている。監視用端末340は風力発電装置10のユーザ(専門家)が判断するのに役立つ風力発電装置10の各機器についてのデータを表示する。監視用端末340は、データ収集装置80で計測した測定データが格納されているデータサーバ330から当該測定データを受信する。   The monitoring terminal 340 stores in advance a program for browsing the received measurement data, performing detailed analysis, and displaying information regarding the state of each device of the wind turbine generator 10. The monitoring terminal 340 displays data on each device of the wind power generator 10 that is useful for a user (expert) of the wind power generator 10 to make a determination. The monitoring terminal 340 receives the measurement data from the data server 330 in which the measurement data measured by the data collection device 80 is stored.

(取付け態様)
図3は、本実施の形態に係る無線計測ユニット70の取付け態様を説明する図である。図3を参照して、本実施の形態では、無線計測ユニット70および振動センサ70Aを、主軸受60の外輪63側に取り付ける。つまり、主軸受60の内輪64側に振動センサの取付け場所がない場合、または内輪64側では振動センサの交換ができない場合には、振動センサと無線計測ユニット70を回転する外輪63側に取付けることによって振動計測が可能となる。例えば、外輪回転タイプの風力発電装置では主軸受60は内輪固定および外輪回転で構成され、内輪側に振動センサを取付けることは困難な場合がある。このような場合には、図3に示すように、無線計測ユニット70および振動センサ70Aは主軸受60の外輪63側に取付ける。ここでは、無線計測ユニット70には、2台の振動センサ70Aが有線通信のケーブルを介して接続される。
(Mounting mode)
FIG. 3 is a diagram for explaining an attachment mode of the wireless measurement unit 70 according to the present embodiment. Referring to FIG. 3, in the present embodiment, wireless measurement unit 70 and vibration sensor 70 </ b> A are attached to the outer ring 63 side of main bearing 60. In other words, if there is no place for mounting the vibration sensor on the inner ring 64 side of the main bearing 60 or if the vibration sensor cannot be replaced on the inner ring 64 side, the vibration sensor and the wireless measurement unit 70 should be mounted on the rotating outer ring 63 side. Vibration measurement is possible. For example, in an outer ring rotating type wind power generator, the main bearing 60 is configured by inner ring fixing and outer ring rotation, and it may be difficult to attach a vibration sensor to the inner ring side. In such a case, as shown in FIG. 3, the wireless measurement unit 70 and the vibration sensor 70 </ b> A are attached to the outer ring 63 side of the main bearing 60. Here, two vibration sensors 70A are connected to the wireless measurement unit 70 via a cable for wired communication.

本実施の形態では、無線計測ユニット70に接続される2台の振動センサ70Aは、例えば、主軸受60の外輪63に固設された振動センサ70A含む。データ収集装置80は、無線計測ユニット70から2台の振動センサ70Aの測定データを受信し、データ処理する。具体的には、振動センサ70Aの測定データから実効値などの診断パラメータを算出し、時系列データとともに、データサーバ330に送信し、データサーバ330が対応する閾値を越えているか否か(すなわち、軸受損傷しているか否か)を判定する。その判定結果を監視用端末340等に送信する。   In the present embodiment, the two vibration sensors 70 </ b> A connected to the wireless measurement unit 70 include, for example, vibration sensors 70 </ b> A fixed to the outer ring 63 of the main bearing 60. The data collection device 80 receives the measurement data of the two vibration sensors 70A from the wireless measurement unit 70 and processes the data. Specifically, a diagnostic parameter such as an effective value is calculated from the measurement data of the vibration sensor 70A and transmitted to the data server 330 together with the time series data, and whether or not the data server 330 exceeds a corresponding threshold value (that is, Determine whether the bearing is damaged. The determination result is transmitted to the monitoring terminal 340 or the like.

(無線計測ユニット70の構成と通信態様)
図4は、本発明の実施の形態に係る無線計測ユニット70の構成と通信態様を説明する図である。図4(A)を参照して、ナセル90内には、2台の振動センサ70A、振動センサ70Aからの出力を受ける無線計測ユニット70、無線計測ユニット70に接続されたアンテナ81、無線LAN(Local Area Network)の中継器に相当するアクセスポイント82、および無線計測ユニット70と通信するデータ収集装置80を備える。データ収集装置80には、主軸受60に配置された別の振動センサ70Bが接続される。なお、図中、破線は無線による通信路を示し、実線はケーブル等の有線による通信路を示す。
(Configuration and communication mode of wireless measurement unit 70)
FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration and communication mode of the wireless measurement unit 70 according to the embodiment of the present invention. 4A, in the nacelle 90, there are two vibration sensors 70A, a wireless measurement unit 70 that receives an output from the vibration sensor 70A, an antenna 81 connected to the wireless measurement unit 70, a wireless LAN ( A data collection device 80 that communicates with an access point 82 corresponding to a repeater of the Local Area Network and a wireless measurement unit 70 is provided. Another vibration sensor 70 </ b> B disposed on the main bearing 60 is connected to the data collection device 80. In the figure, a broken line indicates a wireless communication path, and a solid line indicates a wired communication path such as a cable.

無線計測ユニット70はアンテナ81を介してアクセスポイント82と無線通信し、データ収集装置80はアクセスポイント82と有線または無線により通信する。したがって、無線計測ユニット70とデータ収集装置80はアクセスポイント82を介して通信する。   The wireless measurement unit 70 wirelessly communicates with the access point 82 via the antenna 81, and the data collection device 80 communicates with the access point 82 by wire or wirelessly. Therefore, the wireless measurement unit 70 and the data collection device 80 communicate via the access point 82.

無線計測ユニット70は、2台の振動センサ70Aから出力される測定データを受ける入力チャンネル71、入力チャンネル71が受けた測定データについて雑音成分などを除去するフィルタ72、フィルタ72からの出力を増幅するゲイン部73、およびゲイン部73から出力されたアナログ量をデジタルデータに変換するA/D(Analog/Digital)変換部74を備える。さらに、デジタルデータに変換後の測定データを処理するCPU(Central Processing Unit)75、および無線通信部に相当する無線LAN(Local Area Network)モジュール77を備える。無線LANモジュール77はモデム(変調・復調)等を含む。CPU75は、データを記憶するための不揮発性または揮発性の記憶領域に相当するメモリ76、およびタイマ78を接続する。   The wireless measurement unit 70 receives the measurement data output from the two vibration sensors 70A, the filter 72 for removing noise components and the like from the measurement data received by the input channel 71, and amplifies the output from the filter 72. A gain unit 73 and an A / D (Analog / Digital) conversion unit 74 that converts an analog amount output from the gain unit 73 into digital data are provided. Further, a CPU (Central Processing Unit) 75 for processing the measurement data after conversion into digital data, and a wireless LAN (Local Area Network) module 77 corresponding to a wireless communication unit are provided. The wireless LAN module 77 includes a modem (modulation / demodulation) and the like. The CPU 75 connects a memory 76 corresponding to a nonvolatile or volatile storage area for storing data, and a timer 78.

入力チャンネル71は、複数個の振動センサ70Aからの測定データを入力するために設けられる。入力チャンネル71は、2つの振動センサ70Aからの測定データを、CPU75からの制御信号に従ったチャンネル切替えにより入力する。このように、無線計測ユニット70の入力チャンネル71を多チャンネルの構成とすることで、センサケーブルの使用長さが減り、また、配線の本数も減るためナセル90内に機器を設置するための工数が少なくなる。また、ナセル90内での作業工数が減ることは作業時間の短縮となり、風力発電装置10が停止する時間も短縮する。これによって、風力発電装置10の発電量の減少を抑制することができる。   The input channel 71 is provided for inputting measurement data from the plurality of vibration sensors 70A. The input channel 71 inputs measurement data from the two vibration sensors 70 </ b> A by channel switching according to a control signal from the CPU 75. As described above, since the input channel 71 of the wireless measurement unit 70 has a multi-channel configuration, the sensor cable usage length is reduced and the number of wirings is also reduced, so man-hours for installing the device in the nacelle 90 are reduced. Less. In addition, the reduction in the number of work steps in the nacelle 90 shortens the work time, and also shortens the time during which the wind turbine generator 10 is stopped. As a result, a decrease in the amount of power generated by the wind turbine generator 10 can be suppressed.

図4(B)は、本発明の実施の形態に係る通信用のパケットの一例を示す図である。パケットPAは、ヘッダ部HEおよびデータ部DBを含む。ヘッダ部HEは、当該パケットの宛先および送信元を識別する情報(アドレス等)を含み、データ部DBは送信するべきデータを含む。   FIG. 4B is a diagram showing an example of a communication packet according to the embodiment of the present invention. The packet PA includes a header part HE and a data part DB. The header portion HE includes information (address etc.) for identifying the destination and transmission source of the packet, and the data portion DB includes data to be transmitted.

振動センサ70Aが測定したデータをデータ収集装置80へ送信する場合に、CPU75はA/D変換部74から時系列に入力する振動の測定データを予め定めた各ブロック(例えば、1秒毎)のデータ数(以下、これを単位データともいう)に分割し、単位データをデータ部DBに格納したパケットPAを生成する。データ部DBの測定データ、すなわち振動データには当該振動データを測定した振動センサ70Aの識別子が付与される。好ましくはタイマ78から出力された計時データ、すなわち振動データの測定時間を示す時間データも当該単位データと対応付けされてデータ部DBに格納される。なお、ヘッダ部HEの情報は、メモリ76に予め記憶されており、CPU75は当該情報をメモリ76から読出し、ヘッダ部HEに格納する。   When transmitting data measured by the vibration sensor 70 </ b> A to the data collection device 80, the CPU 75 sets vibration measurement data input in time series from the A / D conversion unit 74 for each predetermined block (for example, every second). A packet PA in which the unit data is stored in the data part DB is generated by dividing the number of data (hereinafter also referred to as unit data). The identifier of the vibration sensor 70A that measured the vibration data is given to the measurement data in the data part DB, that is, the vibration data. Preferably, time data output from the timer 78, that is, time data indicating the measurement time of vibration data is also stored in the data unit DB in association with the unit data. The information on the header part HE is stored in advance in the memory 76, and the CPU 75 reads the information from the memory 76 and stores it in the header part HE.

データ収集装置からのデータ送信のコマンドを受信したら、CPU75は生成したパケットPAを無線LANモジュール77およびアンテナ81を介してデータ収集装置80に送信する。これにより、無線計測ユニット70は、振動センサ70Aによって測定される振動データを、測定の順番(時系列の順番=分割時に各ブロックに振り分けられるブロック番号)に従ってデータ収集装置80に送信することができる。なお、パケットPAに格納されるデータには、誤り訂正符号等の他の種類の情報が含まれてもよい。   When receiving a data transmission command from the data collection device, the CPU 75 transmits the generated packet PA to the data collection device 80 via the wireless LAN module 77 and the antenna 81. Thereby, the wireless measurement unit 70 can transmit the vibration data measured by the vibration sensor 70A to the data collection device 80 according to the measurement order (time series order = block number assigned to each block at the time of division). . The data stored in the packet PA may include other types of information such as error correction codes.

(データ収集装置80の構成)
図5は、本発明の実施の形態に係るデータ収集装置80の構成の一例を示すブロック図である。図5を参照して、データ収集装置80は、電波を受信するためのアンテナ602、アンテナ602を介した送受信の制御およびデータ処理を実施する無線通信部700、入出力部604、揮発性または不揮発性のメモリを内蔵したデータ収集部606、無線通信部700に電源を供給するDC電源608、および振動センサ70Bを含む各部と入出力するためのI/F(InterFaceの略)部601を含む。入出力部604は、データ収集部606とCPU704との間のデータの入出力を制御する。
(Configuration of data collection device 80)
FIG. 5 is a block diagram showing an example of the configuration of the data collection device 80 according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 5, the data collection device 80 includes an antenna 602 for receiving radio waves, a radio communication unit 700 for performing transmission / reception control and data processing via the antenna 602, an input / output unit 604, volatile or non-volatile. A data collection unit 606 with a built-in memory, a DC power source 608 for supplying power to the wireless communication unit 700, and an I / F (abbreviation for InterFace) unit 601 for inputting / outputting to / from each unit including the vibration sensor 70B. The input / output unit 604 controls data input / output between the data collection unit 606 and the CPU 704.

I/F部601は、有線で接続された振動センサ70Bからの振動の測定データを入力するデータ取得部に相当し、これら取得したデータ・情報を入力(取得)順にCPU704に出力する。   The I / F unit 601 corresponds to a data acquisition unit that inputs vibration measurement data from the vibration sensor 70 </ b> B connected by wire, and outputs the acquired data / information to the CPU 704 in the order of input (acquisition).

無線通信部700は、無線通信回路部702、タイマ703、およびCPU(Central Processing Unit)704を含む。無線通信回路部702は、アンテナ602から受信する信号を復調およびA/D変換し、変換後のデータをCPU704に出力するとともに、CPU704からのデータをD/A変換および変調し、変換後のデータを、アンテナ602を介して送信する。   The wireless communication unit 700 includes a wireless communication circuit unit 702, a timer 703, and a CPU (Central Processing Unit) 704. Radio communication circuit section 702 demodulates and A / D-converts the signal received from antenna 602, outputs the converted data to CPU 704, D / A-converts and modulates the data from CPU 704, and converts the converted data. Are transmitted via the antenna 602.

無線通信部700は、無線計測ユニット70から振動の測定データを格納したパケットPAを受信した場合には、受信パケットPAのデータ部DBからデータ(振動センサの識別子が付与された測定データ、および対応の時間データ)を抽出し、入出力部604を介してデータ収集部606のメモリに格納する。また、I/F部601を介して入力した振動センサ70Bの測定データ、すなわち好ましくは、測定順番に従ってタイマ703の時間データと対応づけて、入出力部604を介してデータ収集部606のメモリに格納する。   When the wireless communication unit 700 receives a packet PA storing vibration measurement data from the wireless measurement unit 70, the wireless communication unit 700 receives data (measurement data to which an identifier of the vibration sensor is attached, and corresponding data) from the data part DB of the received packet PA. Time data) is extracted and stored in the memory of the data collection unit 606 via the input / output unit 604. In addition, the measurement data of the vibration sensor 70B input via the I / F unit 601, that is, preferably the time data of the timer 703 is associated with the time data of the timer 703 according to the measurement order, and stored in the memory of the data collection unit 606 via the input / output unit 604. Store.

また、無線通信部700は、アンテナ602を介して、データ収集装置80から要求を受信した場合は、入出力部604を介してデータ収集部606のメモリからデータ(測定データと対応の時間データ)を読出す。読出されたデータは、アンテナ602を介して、例えば上述したパケットPAの形式で、要求元の装置に送信される。   In addition, when the wireless communication unit 700 receives a request from the data collection device 80 via the antenna 602, data (measurement data and corresponding time data) is received from the memory of the data collection unit 606 via the input / output unit 604. Read out. The read data is transmitted to the requesting apparatus via the antenna 602, for example, in the form of the packet PA described above.

このように、無線計測ユニット70はデータ収集部606(メモリ)を有し、そこに測定データ(振動データ)を測定の順番に従う時系列データにして格納(保存)しておき、要求に応じて、データ収集部606から読出し、測定データと対応の時間データの組をデータ部DBに格納したパケットPAを生成して、要求元の装置(データ収集装置80)に送信する。   As described above, the wireless measurement unit 70 has the data collection unit 606 (memory), and stores (saves) the measurement data (vibration data) as time-series data according to the measurement order. The packet PA is generated by reading from the data collection unit 606 and storing the set of measurement data and corresponding time data in the data unit DB, and transmits the packet PA to the request source device (data collection device 80).

要求元のデータサーバ330は、受信したデータを予め定めたメモリに格納し、データ処理し、監視用端末340に送信する。また、監視用端末340は、データ収集装置80から受信した測定データが蓄積されているデータサーバ330から受信した測定データを処理してモニタ出力(表示等)したとき、ユーザは出力データから、風力発電装置10の振動等の運転状態を監視することができる。   The request source data server 330 stores the received data in a predetermined memory, processes the data, and transmits the data to the monitoring terminal 340. In addition, when the monitoring terminal 340 processes the measurement data received from the data server 330 in which the measurement data received from the data collection device 80 is accumulated and outputs the monitor (display etc.), the user uses the output data to calculate the wind power. The operating state such as vibration of the power generation apparatus 10 can be monitored.

(モニタ表示例)
図6は、本発明の実施の形態に係るモニタ表示例を示す図である。図6では、振動データによる周波数スペクトルが示される。図6の周波数スペクトルの波形W2はある運転条件において測定された振動データを示す。波形W2によって、ユーザに対し、監視対象の機器(主軸受60)の運転状態を診断(正常/異常)するための支援データを提供することができる。
(Example of monitor display)
FIG. 6 is a diagram showing a monitor display example according to the embodiment of the present invention. In FIG. 6, the frequency spectrum by vibration data is shown. The waveform W2 of the frequency spectrum in FIG. 6 shows vibration data measured under certain operating conditions. The waveform W2 can provide support data for diagnosing (normal / abnormal) the operating state of the monitored device (main bearing 60) to the user.

(運転条件とデータ収集)
本実施の形態では、無線計測ユニット70側による振動データの測定は、データ収集装置80による他の運転状態を示すデータ収集と同期をとって実施する。
(Operating conditions and data collection)
In the present embodiment, the measurement of vibration data by the wireless measurement unit 70 side is performed in synchronization with data collection indicating another operation state by the data collection device 80.

図7は、本発明の実施の形態に係る運転条件と同期をとったデータ測定・収集を説明するためのグラフである。図7のグラフの縦軸には、発電機50による発電量がとられて、横軸には主軸20の回転速度(回転数)が取られている。本実施の形態では、発電量情報60Aは、発電機50の出力を示し、当該出力は回転軸トルクと比例関係にあるので、発電量情報60Aが示す発電量の変化から軸受トルクの増減が示される。また、回転情報60Bはブレード30の回転速度またはブレード30の回転速度をギヤボックス40により増速した主軸回転速度を示す。   FIG. 7 is a graph for explaining data measurement / collection in synchronization with the operating conditions according to the embodiment of the present invention. The vertical axis of the graph of FIG. 7 represents the amount of power generated by the generator 50, and the horizontal axis represents the rotational speed (rotation speed) of the main shaft 20. In the present embodiment, the power generation amount information 60A indicates the output of the generator 50, and the output is proportional to the rotational shaft torque. It is. The rotation information 60 </ b> B indicates the rotation speed of the blade 30 or the rotation speed of the main shaft increased by the gear box 40.

風力発電装置10は風況等の環境によって運転条件が変化し、振動、回転速度、発電量、風速などの運転状態を示す運転状態データは当該運転条件に従い変化する。すなわち、運転条件が時々刻々と変化する風力発電装置10の場合には、運転状態を正確に診断するためには、振動の変化が運転条件の変化によるものか、軸受または歯車(ギヤ)の損傷に依るものかを区別する必要がある。したがって、本実施の形態では、データ収集装置80は、図7のグラフから予め定めた運転条件を検出し、検出した運転条件下で上述の各種の運転状態データ(各振動センサからの振動データ等)を収集するよう動作する。   The operating conditions of the wind power generator 10 vary depending on the environment such as the wind conditions, and the operating state data indicating the operating state such as vibration, rotation speed, power generation amount, wind speed and the like changes according to the operating conditions. That is, in the case of the wind turbine generator 10 in which the operating condition changes from moment to moment, in order to accurately diagnose the operating state, whether the change in vibration is due to the change in the operating condition or damage to the bearing or gear (gear). It is necessary to distinguish whether it depends on. Therefore, in the present embodiment, the data collection device 80 detects a predetermined operating condition from the graph of FIG. 7, and the above-described various operating state data (such as vibration data from each vibration sensor) under the detected operating condition. ) To collect.

具体的には、データ収集装置が測定し、データサーバに格納された時系列の発電量情報60Aおよび回転情報60Bから図7のグラフデータを生成する。そして、生成したグラフデータから、発電量と主軸回転速度とについて予め定めた条件1と条件2(図7)が成立する範囲に相当する時間期間(以下、条件期間ともいう)を算出する。そして、無線計測ユニット70から収集する振動データおよび振動センサ70Bから入力する振動データ、すなわちデータ収集部606のメモリに格納されたデータのうち、対応付けられた時間データが、データサーバ330上で、閾値と比較されて、異常診断が実施される。これにより、軸受トルクへの影響が一定である運転条件下(すなわち、条件期間)における各部の振動変化(トレンド)を検出して、ユーザが転状態を正確に診断するための支援情報を提示することができる。なお、条件1と条件2は、発電量と回転速度の予め定めた上限値および下限値から決定される。   Specifically, the graph data of FIG. 7 is generated from the time series power generation amount information 60A and the rotation information 60B measured by the data collection device and stored in the data server. Then, from the generated graph data, a time period (hereinafter also referred to as a “conditional period”) corresponding to a range in which a predetermined condition 1 and condition 2 (FIG. 7) are established for the power generation amount and the spindle rotation speed is calculated. Of the vibration data collected from the wireless measurement unit 70 and the vibration data input from the vibration sensor 70B, that is, the data stored in the memory of the data collection unit 606, the associated time data is stored on the data server 330. An abnormality diagnosis is performed in comparison with the threshold value. Thereby, the vibration change (trend) of each part under the driving condition (that is, the condition period) in which the influence on the bearing torque is constant is detected, and the support information for the user to accurately diagnose the rolling state is presented. be able to. Conditions 1 and 2 are determined from predetermined upper and lower limits of the power generation amount and the rotational speed.

上述の条件期間に該当する振動データは、識別され、データサーバ330上に保存される。つまり、無線計測ユニット70のメモリ76には振動センサ70Aの測定データが時系列データとして格納されている。したがって、無線計測ユニット70は、データ収集装置80からの要求を受信すると、データ収集装置80が指定した時間間隔で計測し、データ収集装置80を通して、データサーバ330に送信される。   Vibration data corresponding to the above-described condition period is identified and stored on the data server 330. That is, the measurement data of the vibration sensor 70A is stored in the memory 76 of the wireless measurement unit 70 as time series data. Therefore, when the wireless measurement unit 70 receives a request from the data collection device 80, the wireless measurement unit 70 measures at a time interval designated by the data collection device 80, and transmits it to the data server 330 through the data collection device 80.

(処理フローチャート)
図8は、本発明の実施の形態に係る無線計測ユニット70とデータ収集装置80との間の通信シーケンスと関連付けた処理を示すフローチャートである。このフローチャートに従う無線計測ユニット70側のプログラムは、データ収集装置80からの計測指令コマンドで計測を実行するプログラムであり、メモリに格納される。図8の処理は、無線計測ユニット70およびデータ収集装置80が電源ONされたとき実行開始されるものとする。
(Processing flowchart)
FIG. 8 is a flowchart showing processing associated with a communication sequence between the wireless measurement unit 70 and the data collection device 80 according to the embodiment of the present invention. The program on the wireless measurement unit 70 side according to this flowchart is a program that executes measurement in response to a measurement command command from the data collection device 80, and is stored in the memory. The processing in FIG. 8 is assumed to start when the wireless measurement unit 70 and the data collection device 80 are powered on.

通常は、無線計測ユニット70がデータ収集装置80からの計測コマンド(測定間隔が指定された)を受信後、計測を実施する。次に、分割した1ブロックあたりのデータ数を指定したコマンドが送信され、データが分割される。指定されたブロックの順番で、データ収集装置80に送信される。図8を参照して、データ収集装置80と無線計測ユニット70との間で同期処理を実施してもよい(ステップS1、ステップT1)。具体的には、データ収集装置80のCPU704は、自己のタイマ703が計測する時間データを、同期処理開始要求とともに無線計測ユニット70に対して送信する(ステップT1)。無線計測ユニット70のCPU75は、同期処理開始要求を受信すると、当該要求とともに受信した時間データを自己のタイマ78にセットする。これにより、無線計測ユニット70のタイマ78とデータ収集装置80のタイマ703について同期処理が実施されて、以降は、両タイマは実質的に同じ時間を計時することが可能になる。   Normally, the wireless measurement unit 70 performs measurement after receiving a measurement command (a measurement interval is specified) from the data collection device 80. Next, a command specifying the number of data per divided block is transmitted, and the data is divided. The data is transmitted to the data collection device 80 in the order of the designated blocks. Referring to FIG. 8, synchronization processing may be performed between data collection device 80 and wireless measurement unit 70 (step S1, step T1). Specifically, the CPU 704 of the data collection device 80 transmits time data measured by its own timer 703 to the wireless measurement unit 70 together with the synchronization processing start request (step T1). When receiving the synchronization processing start request, the CPU 75 of the wireless measurement unit 70 sets the time data received together with the request in its own timer 78. As a result, synchronization processing is performed on the timer 78 of the wireless measurement unit 70 and the timer 703 of the data collection device 80, and thereafter, both timers can measure substantially the same time.

次に、データ収集装置80では、CPU704は、データの収集指令を無線計測ユニット70に送信し、返答を受信する(ステップT2、T3)。返答の受信を判定し(ステップT4)、受信しない間は(ステップT4でNO)、ステップT2に戻る。受信したと判定すると(ステップT4でYES)、送信するべきブロック数指定の指令(1ブロック当たりのデータ数指定の指令)を送信し返答を受信する(ステップT5、T6)。返答の受信を判定し(ステップT7)、受信しない間は(ステップT7でNO)、ステップT5に戻る。   Next, in the data collection device 80, the CPU 704 transmits a data collection command to the wireless measurement unit 70 and receives a response (steps T2 and T3). The reception of the response is determined (step T4), and while not received (NO in step T4), the process returns to step T2. If it is determined that it has been received (YES in step T4), a command for designating the number of blocks to be transmitted (command for designating the number of data per block) is transmitted and a response is received (steps T5 and T6). The reception of the response is determined (step T7), and while not received (NO in step T7), the process returns to step T5.

無線計測ユニット70では、CPU75は収集指令を受信すると返答し(ステップS2、S3)、振動センサ70Aからの振動の測定データの収集(受信と格納)を開始する(ステップS4、S5)。測定データは、タイマ78からの時間データと対応付けて、メモリ76に格納される(ステップS5)。これにより、メモリ76には、振動データが時系列に格納されることになる。また、送信するべきブロック数指定の指令を受信し返答を送信する(ステップS6、S7)。   In the wireless measurement unit 70, the CPU 75 responds when it receives a collection command (steps S2 and S3), and starts collecting (receiving and storing) vibration measurement data from the vibration sensor 70A (steps S4 and S5). The measurement data is stored in the memory 76 in association with the time data from the timer 78 (step S5). Thereby, the vibration data is stored in the memory 76 in time series. Also, a command specifying the number of blocks to be transmitted is received and a response is transmitted (steps S6 and S7).

その後、無線計測ユニット70のCPU75は、予め定められた量の測定データの収集(格納)がなされたとき(たとえば、10秒分のデータ収集がされたとき)、測定データをパケットPAに格納して送信を開始する(ステップS8、S9およびS10)。このとき、10秒分の送信データは単位データ毎に分割される(ステップS8)。データ収集装置80では、測定データ送信指令を送信し、対する返答としてパケットPAの測定データを受信する(ステップT8、T9)。無線計測ユニット70のCPU75は、送信指令を受信し、その返答として、対応の時間データ、指定されたデータ数分のブロック数分をパケットPAに格納して送信する(ステップS9、S10)。したがって、10秒分の測定データから10個のパケットPAが生成されて、データ収集装置80に送信される。データ収集装置80のCPU704は、無線計測ユニット70からパケットPAを受信し(ステップT9)、受信パケットPAのデータ部DBのデータをデータ収集部606のメモリに格納する。   Thereafter, when a predetermined amount of measurement data is collected (stored) (for example, when data is collected for 10 seconds), the CPU 75 of the wireless measurement unit 70 stores the measurement data in the packet PA. To start transmission (steps S8, S9 and S10). At this time, the transmission data for 10 seconds is divided for each unit data (step S8). The data collection device 80 transmits a measurement data transmission command, and receives the measurement data of the packet PA as a response (steps T8 and T9). The CPU 75 of the wireless measurement unit 70 receives the transmission command, and transmits the corresponding time data and the number of blocks corresponding to the designated number of data in the packet PA as a response (steps S9 and S10). Accordingly, ten packets PA are generated from the measurement data for 10 seconds and transmitted to the data collection device 80. The CPU 704 of the data collection device 80 receives the packet PA from the wireless measurement unit 70 (step T9), and stores the data in the data part DB of the received packet PA in the memory of the data collection unit 606.

また、データ収集装置80のCPU704は処理を終了するか否かを、全データを受信したか否かにより判定する(ステップT10)。終了と判定したときは(ステップT10でYES)、処理は終了するが、判定しないときは(ステップT10でNO)、ステップT8に戻り、以降の処理が繰返される。   Further, the CPU 704 of the data collection device 80 determines whether or not to end the processing based on whether or not all data has been received (step T10). When it is determined to end (YES at step T10), the process ends. When it is not determined (NO at step T10), the process returns to step T8 and the subsequent processes are repeated.

図8の処理では、処理が繰返されることで、データ収集装置80は収集指令を定期的に送信するとしたが、定期送信に限定されない。例えば、収集指令は同期処理が実施された後に1回送信するとしてもよい。   In the process of FIG. 8, the data collection device 80 periodically transmits the collection command by repeating the process, but is not limited to the periodic transmission. For example, the collection command may be transmitted once after the synchronization process is performed.

(データ再送信)
本実施の形態では、無線計測ユニット70とデータ収集装置80との間の無線通信による通信データの欠け(データ喪失)が生じた場合は、無線計測ユニット70が、メモリ76に保存しておいた測定データを再度送信する。
(Resend data)
In the present embodiment, when there is a lack of communication data (data loss) due to wireless communication between the wireless measurement unit 70 and the data collection device 80, the wireless measurement unit 70 stores the data in the memory 76. Send the measurement data again.

つまり、無線通信において、データ収集装置80のCPU704は無線計測ユニット70から受信する測定データに対応の時間データから、時系列データの欠け(データ喪失)が生じているか否かを検出する。正常に受信できた場合には、上記の10秒間のデータが連続しているが、データ欠けがあった場合には、例えば4秒、5秒の時間データに対応付けされた測定データが未受信となる。このようにして時系列データの欠けを検出すると、無線計測ユニット70に対して、再送要求を送信する。無線計測ユニット70は再送要求を受信すると、再送要求された振動データをメモリ76から読出し、再度、データ収集装置80に送信する。これにより、データ収集装置80は欠けのない時系列データを取得することができる。   That is, in wireless communication, the CPU 704 of the data collection device 80 detects whether or not time-series data is missing (data loss) from the time data corresponding to the measurement data received from the wireless measurement unit 70. If the data can be received normally, the data for 10 seconds is continuous, but if there is data missing, for example, the measurement data associated with the time data of 4 seconds or 5 seconds has not been received. It becomes. When the lack of time-series data is detected in this way, a retransmission request is transmitted to the wireless measurement unit 70. When receiving the retransmission request, the wireless measurement unit 70 reads the vibration data requested for retransmission from the memory 76 and transmits it again to the data collection device 80. As a result, the data collection device 80 can acquire time-series data with no gaps.

データ再送要求には、欠けたデータに対応の時間データ(上述の場合は、4秒目と5秒目)を含めるようにしてもよい。これにより、無線計測ユニット70は、メモリ76に保存された時系列の振動データのうち、例えば欠けている振動データのみを抽出(読出)し、データ収集装置80に送信することができる。   The data retransmission request may include time data corresponding to the missing data (in the above case, the fourth and fifth seconds). As a result, the wireless measurement unit 70 can extract (read), for example, only missing vibration data from the time-series vibration data stored in the memory 76 and transmit the extracted data to the data collection device 80.

本実施の形態では、風力発電装置10の各部の振動データから、運転状態を監視するようにしたが、用いる測定データの種類は振動データに限定されない。   In the present embodiment, the operation state is monitored from the vibration data of each part of the wind power generator 10, but the type of measurement data used is not limited to vibration data.

また、データ収集装置80が、無線計測ユニット70から全測定データを受信できなかったときに再送を要求するときは、1ブロックあたりのデータ数を減らして送信するように無線計測ユニット70に送信し、無線計測ユニット70からデータ数を減らしたブロック単位で受信する。   When the data collection device 80 requests retransmission when all measurement data cannot be received from the wireless measurement unit 70, the data collection device 80 transmits to the wireless measurement unit 70 so that the number of data per block is reduced. The data is received from the wireless measurement unit 70 in units of blocks with a reduced number of data.

(第1の変形例)
本実施の形態に係る第1の変形例では、主軸受60における振動センサ70Aの取付け態様の他の例を示す。
(First modification)
In the first modification according to the present embodiment, another example of an attachment mode of the vibration sensor 70A in the main bearing 60 is shown.

図9は、本発明の実施の形態の第1の変形例による無線計測ユニット70の取付け態様を説明する図である。図9では、図3とは異なり、無線計測ユニット70および振動センサ70Aを主軸受60の回転側の外輪63に取付けるとともに、固定側の内輪64にも取付ける。外輪63および内輪64の無線計測ユニット70それぞれには、2台の振動センサ70Aがケーブルを介して接続される。データ収集装置80は、各無線計測ユニット70から振動データのパケットPAを受信する。このときパケットPAのデータ部DBに格納された振動データには、これを検知した振動センサ70Aの識別子が付与されている。無線計測ユニット70およびデータ収集装置80は、振動センサ70Aの識別子と、当該振動センサ70Aの取付位置を示すデータとを対応付けたテーブルを有する。   FIG. 9 is a diagram illustrating an attachment mode of the wireless measurement unit 70 according to the first modification of the embodiment of the present invention. In FIG. 9, unlike FIG. 3, the wireless measurement unit 70 and the vibration sensor 70A are attached to the outer ring 63 on the rotation side of the main bearing 60 and also to the inner ring 64 on the fixed side. Two vibration sensors 70A are connected to the wireless measurement units 70 of the outer ring 63 and the inner ring 64 via cables. The data collection device 80 receives a vibration data packet PA from each wireless measurement unit 70. At this time, the vibration data stored in the data part DB of the packet PA is given the identifier of the vibration sensor 70A that detects the vibration data. The wireless measurement unit 70 and the data collection device 80 have a table in which the identifier of the vibration sensor 70A is associated with data indicating the mounting position of the vibration sensor 70A.

したがって、受信した振動データに付与された識別子に基づき当該テーブルを検索し、検索結果から、当該振動データを検知した振動センサ70Aの取付け位置を判別することができる。判別した取付位置の情報は振動データとともにデータサーバ330に送信する。監視用端末340は、受信した振動データに基づく情報(図6のグラフ等)を、受信した取付位置情報と関連付けて出力することで、ユーザに対して、振動位置を特定した運転状態の診断情報を提供することができる。   Therefore, the table can be searched based on the identifier assigned to the received vibration data, and the mounting position of the vibration sensor 70A that has detected the vibration data can be determined from the search result. Information on the determined mounting position is transmitted to the data server 330 together with the vibration data. The monitoring terminal 340 outputs information (such as the graph of FIG. 6) based on the received vibration data in association with the received mounting position information, thereby outputting to the user diagnostic information on the driving state specifying the vibration position. Can be provided.

主軸受60を内輪回転および外輪固定で使用する場合は、図3のように、外輪63の外周面に取り付けた振動センサ70Aにより、取付位置に近い外輪63の外周面損傷による振動を検知することができる。一方、図3の取付位置の反対側の外輪63の内周面の損傷は風力発電装置10等の大型の主軸受60の場合には、図3の外周面の振動センサ70Aの損傷位置から離れるため振動の検知感度は高くない。   When the main bearing 60 is used for rotating the inner ring and fixing the outer ring, as shown in FIG. 3, the vibration sensor 70A attached to the outer peripheral surface of the outer ring 63 detects vibration caused by damage to the outer peripheral surface of the outer ring 63 close to the mounting position. Can do. On the other hand, the damage on the inner peripheral surface of the outer ring 63 on the side opposite to the mounting position in FIG. 3 is separated from the damaged position of the vibration sensor 70A on the outer peripheral surface in FIG. Therefore, vibration detection sensitivity is not high.

そこで、この他の実施の形態では、図9のように、回転側である内輪64の内周面に振動センサ70Aを取付ける。この場合には、内輪64が回転することによって当該振動センサ70Aを外輪63の内周面の損傷位置に接近させることができ、外輪損傷の検知感度を高くすることができる。   Therefore, in this other embodiment, as shown in FIG. 9, the vibration sensor 70A is attached to the inner peripheral surface of the inner ring 64 on the rotation side. In this case, when the inner ring 64 rotates, the vibration sensor 70A can be brought closer to the damage position on the inner peripheral surface of the outer ring 63, and the detection sensitivity of the outer ring damage can be increased.

逆に、主軸受60を内輪固定および外輪回転で使用する場合も、固定側の内輪64と回転側の外輪63とに振動センサ70Aを取付けることにより診断精度が向上させることができる。   Conversely, when the main bearing 60 is used for inner ring fixing and outer ring rotation, the diagnostic accuracy can be improved by attaching the vibration sensor 70A to the fixed inner ring 64 and the rotating outer ring 63.

(第2の変形例)
本実施の形態に係る第2の変形例では、データ収集装置80により、運転状態の診断に係る情報を検出する。
(Second modification)
In the second modification according to the present embodiment, the data collection device 80 detects information related to the diagnosis of the driving state.

具体的には、データ収集装置80のCPU704は、受信した時系列の振動データから、実効値またはピーク値等を算出し、データサーバ330に送信する。監視用端末340は受信した実効値またはピーク値等のデータをメモリに格納し、モニタ表示する。   Specifically, the CPU 704 of the data collection device 80 calculates an effective value, a peak value, or the like from the received time-series vibration data and transmits it to the data server 330. The monitoring terminal 340 stores the received data such as the effective value or peak value in the memory and displays it on the monitor.

振動データの時系列データと、実効値またはピーク値等のデータがデータサーバ330に保存(格納)されることにより、監視用端末340は、保存データを用いた周波数分析やエンベロープ処理が可能となる。したがって、振動データの実効値またはピーク値が閾値を超えた時などに、さらに詳細に診断するためには、その元となった振動データを容易に取得することができて運転状態の正確な診断が可能となる。   By storing (storing) the time series data of vibration data and data such as effective values or peak values in the data server 330, the monitoring terminal 340 can perform frequency analysis and envelope processing using the stored data. . Therefore, in order to make a more detailed diagnosis when the effective value or peak value of the vibration data exceeds a threshold value, the vibration data that is the source of the vibration data can be easily acquired, and an accurate diagnosis of the driving state can be obtained. Is possible.

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

10 風力発電装置、20主軸、40 ギヤボックス、50 発電機、60 主軸受、60A 発電量情報、60B 回転情報、70 無線計測ユニット、70A,70B 振動センサ、80 データ収集装置、82 アクセスポイント、90 ナセル、320 インターネット、330 データサーバ、340 監視用端末、606 データ収集部。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wind power generator, 20 spindle, 40 gear box, 50 generator, 60 main bearing, 60A power generation amount information, 60B rotation information, 70 wireless measurement unit, 70A, 70B vibration sensor, 80 data collection device, 82 access point, 90 Nacelle, 320 Internet, 330 data server, 340 monitoring terminal, 606 data collection unit.

Claims (6)

風力発電装置に設けられた機器の状態を監視する状態監視システムであって、
前記機器に設けられるセンサを含む無線計測ユニットと、
前記無線計測ユニットと無線通信するデータ収集装置と、を備え、
前記無線計測ユニットは、
前記センサから取得した測定データを格納するメモリと、
前記センサから取得した測定データを、前記データ収集装置に送信する無線通信部と、を含み、
前記データ収集装置は、
前記無線計測ユニットから測定データを受信できなかったとき、前記無線計測ユニットに対して当該測定データの再送信を要求する、状態監視システム。
A state monitoring system for monitoring the state of equipment provided in a wind turbine generator,
A wireless measurement unit including a sensor provided in the device;
A data collection device that wirelessly communicates with the wireless measurement unit;
The wireless measurement unit is
A memory for storing measurement data acquired from the sensor;
A wireless communication unit for transmitting measurement data acquired from the sensor to the data collection device,
The data collection device includes:
A state monitoring system that requests the wireless measurement unit to retransmit the measurement data when measurement data cannot be received from the wireless measurement unit.
前記無線計測ユニットは、
第1タイマと、
前記センサから取得した測定データを、測定順に従い前記第1タイマが計時する第1時間データが対応付けされた測定データを、前記メモリに格納する格納手段とを、さらに含み、
前記無線通信部が送信する前記再送信の要求は、受信できなかった測定データの前記第1時間データを特定する情報を含む、請求項1に記載の状態監視システム。
The wireless measurement unit is
A first timer;
Storage means for storing the measurement data acquired from the sensor in the memory with the measurement data associated with the first time data measured by the first timer according to the measurement order;
2. The state monitoring system according to claim 1, wherein the retransmission request transmitted by the wireless communication unit includes information specifying the first time data of measurement data that could not be received.
前記データ収集装置は、
計時する第2タイマと、
前記第2タイマが計時する第2時間データを用いて、前記無線計測ユニットに対し、前記第1タイマが当該第2タイマと同期して計時するような計時要求を送信する同期処理部と、
前記センサとは異なるセンサであって、前記機器に設けられる当該異なるセンサから測定データを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部によって取得した測定データを、前記第2タイマの第2時間データと対応づけて格納する収集格納手段とを、さらに含む、請求項2に記載の状態監視システム。
The data collection device includes:
A second timer for timing,
Using a second time data timed by the second timer, a synchronization processing unit for transmitting to the wireless measurement unit a time measurement request for the first timer to time in synchronization with the second timer;
A data acquisition unit that is a sensor different from the sensor and acquires measurement data from the different sensor provided in the device;
The state monitoring system according to claim 2, further comprising collection storage means for storing the measurement data acquired by the data acquisition unit in association with the second time data of the second timer.
前記データ収集装置は、
前記無線計測ユニットに対して、測定する時間間隔を指定し、測定データを指定したデータ数毎のブロックに分割し、ブロック単位で送信することを要求し、且つ、データ収集装置は全測定データの受信可否を判断し、受信できない場合は既受信ブロック以降の測定データの再送信を要求し、受信する手段を有する、請求項3に記載の状態監視システム。
The data collection device includes:
The wireless measurement unit is specified to specify the time interval for measurement, the measurement data is divided into blocks for each specified number of data, and transmitted in block units, and the data collection device 4. The state monitoring system according to claim 3, further comprising means for determining whether or not reception is possible, and requesting and receiving retransmission of measurement data after the already received block if reception is impossible.
前記データ収集装置は、
前記無線計測ユニットから受信する前記第1時間データが対応付けされた測定データを格納する受信格納手段と、
前記受信する手段により、前記無線計測ユニットから全測定データを受信できない場合、一度に送信するデータ数を減らして、1ブロックとして受信するための手段とを有する、請求項4に記載の状態監視システム。
The data collection device includes:
Receiving storage means for storing measurement data associated with the first time data received from the wireless measurement unit;
5. The state monitoring system according to claim 4, further comprising means for reducing the number of data to be transmitted at a time and receiving it as one block when all the measurement data cannot be received from the wireless measurement unit by the receiving means. .
前記機器は、風車に連通する軸を支持する軸受を含み、
前記軸受は、前記軸が通過する内輪と、前記内輪の外周に設けられた外輪とを有し、
前記内輪および外輪の一方は、前記風車の回転に連動して前記軸を中心に同心円状に回転し、且つ他の一方は固定であり、
前記センサを含む前記無線計測ユニットは、前記内輪および外輪の少なくとも一方に設けられる、請求項1から5のいずれか1項に記載の状態監視システム。
The apparatus includes a bearing that supports a shaft communicating with the windmill,
The bearing has an inner ring through which the shaft passes, and an outer ring provided on the outer periphery of the inner ring,
One of the inner ring and the outer ring rotates concentrically around the axis in conjunction with the rotation of the windmill, and the other is fixed,
The state monitoring system according to claim 1, wherein the wireless measurement unit including the sensor is provided in at least one of the inner ring and the outer ring.
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