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风电叶片运行监控系统方案
检测样品:风电风机叶片检测项目:风电叶片无线运行监控系统方案
方案概述:通过采集风电机组的风机叶片的转动加速度、温度等数据,对风电机组整体运行状态进行分析、预警。确保机组运行健康、稳定、可控。
本方案采用321T复合型传感器,每个传感器具有2路加速度信号,1路温度信号,采用4芯电缆进行连接。
因为传感器固定在风机叶片上,时刻在旋转中,因此传感器型号采用无线通信方式进行传输,底层链路采用802.11b/g/n标准。无线发射部分包括两个模块:
- AD模块。传感器信号接入到AD模块,进行高速数字采样,将传感器的模拟信号转变成数字信号。三个叶片3只传感器共9路信号通过AD模块转为9路数字信号。高速采样的数据缓存在AD模块内存中,AD模块上有高速串口,可以通过一个标准或者自定义的通信协议获取到内存中的数据。AD模块的具体能力为:12通道,24位采样,采样频率不小于6Ksps,高速串口,有通信协议,内存不小于512K。
2、Wi-Fi模块。采用具有内部编程能力的串口转Wi-Fi模块。在该模块上,实现AD模块的串口数据采集协议,将AD模块内的数据缓存到Wi-Fi模块内部。Wi-Fi模块再通过跟塔内的无线路由器设备建立通信链接,在应用层,通过Socket进行数据的传输。
2.3 无线接收部分
无线接收部分也包含两个设备:
- 无线通信部分。该设备对外广播Wi-Fi信号,接受外部Wi-Fi模块的连接请求,分配IP地址等工作。可以采用工业级无线路由器来搭建无线局域网,或者也可以使用集中器电脑上自带的Wi-Fi功能组建网络(需要较好的天线)。
2、数据集中器。数据集中器为一台嵌入式高性能无风扇工业电脑。操作系统为Linux/Win7。能够进行高级编程,支持多进程、多线程、数据库、TCP/IP的服务端/客户端等高级事务能力。具体本方案中,在数据集中器内部,实现基于TCP/IP的服务端(Socket Server),接收来自风电叶片传感器部分的TCP/IP客户端(Socket Client)的连接。通过自定义数据传输协议,将传感器数据接收到集中器本地,给数据解析的同时,给数据增加时间标签,然后将数据存入本地数据库。集中器中另一个进程(或同一进程中的某一个线程)负责对外的通信,数据传输等等。
3.1远程监控
整个系统建立完成之后,在数据集中器内部,通过“互联网+”功能,将风电叶片的运行传感器数据、该方案系统本身运行状态数据实时发送到远程云计算数据中心。数据中心通过分析、展示,可以看到远程风电机组运行的情况。
3.2运行预警
在云计算中心,通过某个特定算法,对风电叶片传感器历史数据(曲线)进行分析,筛选,得到风电机组运行的警告信号曲线,可以获知该风电叶片的健康状况,及时预警。
3.3远程配置及系统升级
通过仔细的修订各个模块的通信协议,可以实现远程固件的升级、参数的配置等功能。
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