專利名稱：一種風(fēng)力發(fā)電機組油品在線監(jiān)測及故障診斷的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種油品監(jiān)測及故障診斷方法，尤其涉及一種應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機組如 齒輪箱、發(fā)電及等關(guān)鍵設(shè)備中的潤滑油油品在線監(jiān)測及故障診斷的方法。
背景技術(shù)：
由于國內(nèi)風(fēng)力發(fā)電行業(yè)起步較晚，風(fēng)力發(fā)電機組的制造技術(shù)還不成熟，各種檢測 手段尚不完備，為了提高風(fēng)機可利用率及發(fā)電量，通常需要專業(yè)的技術(shù)服務(wù)人員對風(fēng)力發(fā) 電機組進行定期檢修、維護或故障處理以保證風(fēng)力發(fā)電機組的可靠運行。其中，設(shè)備的失效 與潤滑油的品質(zhì)存在很大關(guān)系，因此對潤滑油的品質(zhì)進行監(jiān)測，也是非常必要的。潤滑油檢測技術(shù)分在線實時監(jiān)測和離線分析測定兩種方法。在線監(jiān)測已成為機 械故障診斷中油液分析的前沿技術(shù)，能發(fā)現(xiàn)異常及時報警，常用于在線監(jiān)測的指標(biāo)有鐵磁 性顆粒、水分、粘度等。離線方式是技術(shù)服務(wù)人員需要在風(fēng)力發(fā)電機組處于停機狀態(tài)下，攀 登到一般高度在40米至80米的風(fēng)力發(fā)電機機艙，先取樣再分析。由于風(fēng)電場風(fēng)力發(fā)電機 組數(shù)量較多，離線方式一般會導(dǎo)致技術(shù)服務(wù)人員重復(fù)性勞動；同時，取走樣品后還需要在實 驗室進行數(shù)據(jù)分析，結(jié)果明顯存在滯后性，造成風(fēng)電機組設(shè)備錯過最佳維修期，縮短設(shè)備壽 命，增加風(fēng)電場業(yè)主維護成本，同時，因檢修造成的停機也給風(fēng)電場業(yè)主帶來了發(fā)電量的損 失。風(fēng)電機組油品在線監(jiān)測作為風(fēng)電機組的一種故障檢測手段，十分必要，與振動檢 測相輔相成。油品監(jiān)測屬于事前檢測，振動監(jiān)測屬于事后檢測。隨著風(fēng)電行業(yè)的發(fā)展，迫切 需要對風(fēng)力發(fā)電機組關(guān)鍵設(shè)備中的潤滑油油品進行在線監(jiān)測，以期合理的、科學(xué)的維護風(fēng) 機關(guān)鍵設(shè)備，延長設(shè)備使用壽命，降低維護成本。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本發(fā)明以風(fēng)力發(fā)電機組關(guān)鍵設(shè)備中的潤滑油為監(jiān)測對象，提 供一種在線式油品監(jiān)測和故障診斷的方法。該方法通過傳感器、傳感器連接件、控制采集器 及PC機以風(fēng)力發(fā)電機組油品為對象進行在線監(jiān)測及故障診斷?？刂撇杉靼ㄏ潴w以及 內(nèi)設(shè)的電路板，電路板是由金屬顆粒傳感器信號調(diào)理板卡、油中水分含量信號調(diào)理板卡，A/ D采集板卡，總線板卡、電源板卡和工業(yè)主板組成。該控制采集器對風(fēng)力發(fā)電機組油品中的 金屬顆粒計數(shù)和油中水分含量進行在線監(jiān)測，把傳感器連接件接在油路中，傳感器分別向 各自調(diào)理電路傳輸電信號，再經(jīng)A/D采集，采集后將二者信號傳輸至工業(yè)主板，工業(yè)主板通 過采集分析模塊對數(shù)據(jù)進行打包壓縮，檢測風(fēng)場內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送數(shù)據(jù)至PC機，PC機檢測到 數(shù)據(jù)后，進行數(shù)據(jù)解包、處理、分析以及顯示，通過觀看金屬顆粒數(shù)量以及油中的水含量是 否超過警戒線即可初步判斷設(shè)備中的潤滑油的污染程度。通過查看金屬顆粒尺寸等級分 布，即可初步判斷設(shè)備故障，并可做趨勢分析。上述方法中，油中水分含量信號輸入，通過獨立程控增益，抗混濾波來實現(xiàn)，金屬 顆粒計數(shù)信號輸入，通過DC光電隔離來實現(xiàn)信號調(diào)理，可調(diào)理頻率范圍l-500KHz，5-30V。
上述方法中，該方法同時可擴展適用到多個具體監(jiān)測指標(biāo)。上述方法中，A/D可以擴展至多路DI/D0，多路模擬通道，最大采樣頻率為 51. ISPS，擴展可達200KSPS，精確度14位，并行無誤碼采樣。上述方法中，采集分析模塊通過打包、發(fā)送、接收、數(shù)據(jù)運算，數(shù)據(jù)處理和顯示的方 式來實現(xiàn)報警及數(shù)據(jù)傳輸。上述方法中，警戒線的邏輯輸出，其開關(guān)觸點輸出為MVDC，0. 5A。采用嵌入式工業(yè)主板，建立可靠穩(wěn)定的硬件平臺，既提高了硬件的穩(wěn)定性、可靠 性，又利用軟件方便開發(fā)、維護各種處理環(huán)境；可以配備大容量存儲器，進行長期的油品狀 態(tài)監(jiān)測，并按預(yù)定周期進行數(shù)據(jù)采集、處理；多種預(yù)留接口，方便與其他設(shè)備進行信息交換 或傳輸?？刂撇杉髦械墓I(yè)主版可以為PC104，PC104工業(yè)主板內(nèi)的采樣程序，打包程 序，發(fā)送程序；PC機內(nèi)部的接收程序，數(shù)據(jù)運算、數(shù)據(jù)處理和顯示程序組成控制采集器。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)組成方框圖；圖2是本發(fā)明的控制采集器立體圖；圖3是本發(fā)明的采集分析模塊流程圖。
具體實施例方式一種在線式油品監(jiān)測和故障診斷的方法，包括硬件部分和軟件部分。如圖1，金屬 顆粒傳感器2與安裝在連接件7上的油中水分傳感器3，固定在油泵1與過濾器5之間的管 路上，位于油管4的一側(cè)；檢測到的電信號傳給控制采集器6中。圖2給出本發(fā)明中控制采集器的立體圖，1為機箱；8為前面板；9為電源開關(guān)與電 源指示燈，通常開關(guān)為打開；10為信號調(diào)理板卡前面板，可以擰開兩端螺絲將信號調(diào)理板 卡2或3、或電源板卡5拔出，方便維修以及升級；11為信號調(diào)理板卡前面板上的傳感器插 頭；12為電源指示燈，以便檢查儀器是否正常工作；13是工業(yè)主板在前面板的端口，有1個 USB接口、1個RJ45網(wǎng)絡(luò)接口、1個VGA接口、1對SP/2鼠標(biāo)鍵盤接口、3個RS232接口、1個 RS485接口，以備不同風(fēng)場、不同型號風(fēng)機的網(wǎng)絡(luò)連接，調(diào)試儀器硬件，升級維護軟件；4為 A/D采集板卡，依靠插排連接在總線板卡6上。7為PC104工業(yè)主板，負責(zé)控制A/D采集板 卡采集數(shù)據(jù)，和打包數(shù)據(jù)，傳送數(shù)據(jù)。其中，電信號分別經(jīng)過信號調(diào)理板卡2、3進行信號調(diào) 理，調(diào)理后的信號經(jīng)過總線板卡6將信號送給A/D采集板卡4，A/D轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號經(jīng)過 USB 口傳送給PC104工業(yè)主板中打包、發(fā)送或存儲；PC104工業(yè)主板配置大容量存儲器，以防 網(wǎng)絡(luò)不通暢時存儲數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)通暢時，將儲存器中的數(shù)據(jù)通過USB 口或串口經(jīng)風(fēng)場網(wǎng)絡(luò)傳 送至中控室的PC機8上，再解包、運算，將油品中的金屬顆粒數(shù)與油中水分含量運算結(jié)果顯 示出來。參照圖3，PC104工業(yè)主板程序控制A/D數(shù)據(jù)采集板卡采集金屬顆粒數(shù)和油中水分 含量兩個傳感器的電信號，再低通濾波，除去高頻干擾。每隔三分鐘存儲一次數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù) 打包，數(shù)據(jù)包僅包含金屬顆粒數(shù)數(shù)值與油中水分含量的平均值。所有數(shù)據(jù)包緩存至消息隊 列，等待發(fā)送。若通信不正常，暫存至大容量存儲器，待通信正常時傳送；若通信正常，則傳送數(shù)據(jù)包。中控室PC機收到數(shù)據(jù)包后解包，經(jīng)過警戒值比較，進行初步預(yù)警判斷，同時將數(shù) 據(jù)等相關(guān)信息存入數(shù)據(jù)中心。數(shù)據(jù)中心是所有采集數(shù)據(jù)、分析結(jié)果、設(shè)置信息、報警信息的 存儲中心。PC機可以直觀顯示預(yù)警信息，自動判斷油品的污染度以及可能的故障類型。經(jīng) 過成功經(jīng)驗的積累，故障診斷模塊判斷準(zhǔn)確性將逐漸提高。
權(quán)利要求
1.一種風(fēng)力發(fā)電機組油品在線監(jiān)測及故障診斷的方法，該方法通過傳感器、傳感器連 接件、控制采集器及PC機以風(fēng)力發(fā)電機組油品為對象進行在線監(jiān)測及故障診斷，其特征在 于所述控制采集器包括箱體以及內(nèi)設(shè)的電路板，所述電路板是由金屬顆粒傳感器信號調(diào) 理板卡、油中水分含量信號調(diào)理板卡，A/D采集板卡，總線板卡、電源板卡和工業(yè)主板組成， 所述控制采集器對所述風(fēng)力發(fā)電機組油品中的金屬顆粒計數(shù)和油中水分含量進行在線監(jiān) 測，把所述傳感器連接件接在油路中，所述傳感器分別向各自調(diào)理電路傳輸電信號，再經(jīng)A/ D采集，采集后將二者信號傳輸至工業(yè)主板，所述工業(yè)主板通過采集分析模塊對數(shù)據(jù)進行打 包壓縮，檢測風(fēng)場內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送數(shù)據(jù)至所述PC機，所述PC機檢測到數(shù)據(jù)后，進行數(shù)據(jù)解 包、處理、分析，從而顯示金屬顆粒數(shù)量及油中的水含量是否超過警戒線即可初步判斷設(shè)備 中的潤滑油的污染程度，通過金屬顆粒尺寸等級分布，判斷設(shè)備故障并進行趨勢分析。
2.按照權(quán)利要求1所述方法，其它特征在于，所述油中水分含量信號輸入，通過獨立程 控增益，抗混濾波來實現(xiàn)，所述金屬顆粒計數(shù)信號輸入，通過DC光電隔離來實現(xiàn)信號調(diào)理， 可調(diào)理頻率范圍l-500KHz，5-30V。
3.按照權(quán)利要求2所述方法，其特征在于，所述方法同時可擴展適用到多個具體監(jiān)測 指標(biāo)。
4.按照權(quán)利要求3所述方法，其特征在于，所述A/D可以擴展至16路DI/D0，32路模擬 通道，最大采樣頻率為51. ISPS，擴展可達200KSPS，精確度14位，并行無誤碼采樣。
5.按照權(quán)利要求4所述方法，其特征在于，所述采集分析模塊通過打包、發(fā)送、接收、數(shù) 據(jù)運算，數(shù)據(jù)處理和顯示的方式來實現(xiàn)報警及數(shù)據(jù)傳輸。
6.按照權(quán)利要求5所述方法，其特征在于，所述警戒線的邏輯輸出，其開關(guān)觸點輸出為 24VDC,0. 5A。
全文摘要
一種風(fēng)力發(fā)電機組油品在線監(jiān)測及故障診斷的方法，該方法通過傳感器、傳感器連接件、控制采集器及PC機以風(fēng)力發(fā)電機組油品為對象進行在線監(jiān)測及故障診斷?？刂撇杉靼ㄏ潴w以及內(nèi)設(shè)的電路板，其對風(fēng)力發(fā)電機組油品中的金屬顆粒計數(shù)和油中水分含量進行在線監(jiān)測，把傳感器連接件接在油路中，傳感器分別向各自調(diào)理電路傳輸電信號，再經(jīng)A/D采集，將二者信號傳輸至工業(yè)主板，工業(yè)主板通過采集分析模塊對數(shù)據(jù)進行打包壓縮，檢測風(fēng)場內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)，發(fā)送數(shù)據(jù)至PC機，進行數(shù)據(jù)解包、處理、分析以及顯示金屬顆粒數(shù)量和油中的水含量是否超過警戒線，初步判斷設(shè)備中的潤滑油的污染程度，通過金屬顆粒尺寸等級分布，即可初步判斷設(shè)備故障，并可做趨勢分析。
文檔編號G01N33/30GK102141565SQ20101010477
公開日2011年8月3日 申請日期2010年2月3日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月3日
發(fā)明者殷偉, 王東亞, 金鑫 申請人:北京天源科創(chuàng)風(fēng)電技術(shù)有限責(zé)任公司