風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括：相互通信的數(shù)據(jù)服務(wù)器和多個(gè)機(jī)組監(jiān)控設(shè)備，其中每個(gè)機(jī)組監(jiān)控設(shè)備包括：加速度傳感器，設(shè)置在機(jī)組的傳動(dòng)部件處，被配置成檢測(cè)傳動(dòng)部件的振動(dòng)；油液檢測(cè)傳感器，沿機(jī)組的齒輪箱潤(rùn)滑油路設(shè)置，被配置成檢測(cè)潤(rùn)滑油的狀態(tài)參數(shù)；以及數(shù)據(jù)采集裝置，被配置成采集來自加速度傳感器的振動(dòng)信號(hào)和油液檢測(cè)傳感器的狀態(tài)參數(shù)信號(hào)，以及將所采集的信號(hào)輸出到數(shù)據(jù)服務(wù)器；以及數(shù)據(jù)服務(wù)器，被配置成存儲(chǔ)并分析從數(shù)據(jù)采集裝置接收的信號(hào)，以獲得監(jiān)控結(jié)果。通過上述技術(shù)方案，利用加速度傳感器和油液檢測(cè)傳感器對(duì)每個(gè)機(jī)組中各傳動(dòng)部件的振動(dòng)和潤(rùn)滑油的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的故障定位和對(duì)可能故障的預(yù)測(cè)。
【專利說明】風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，具體地，涉及一種風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)和方法。
【背景技術(shù)】
[0002]風(fēng)力發(fā)電的原理，是利用風(fēng)力帶動(dòng)風(fēng)車葉片旋轉(zhuǎn)，再通過齒輪箱將旋轉(zhuǎn)的速度提升，來帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電總量及經(jīng)濟(jì)效益依賴于機(jī)組的良好、穩(wěn)定運(yùn)行。主軸、齒輪箱和發(fā)電機(jī)的故障在風(fēng)電機(jī)組的故障中占了很大比例，其故障引起的設(shè)備停機(jī)時(shí)間占到了風(fēng)電機(jī)組非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間的70%。主軸、齒輪箱等機(jī)械部件的失效是一個(gè)長(zhǎng)期的、累積的過程，這些失效包括齒輪、軸承等旋轉(zhuǎn)零件磨損、緊固件的連接松動(dòng)等。因此，需要采取一定的監(jiān)控方法來對(duì)故障做出診斷及定位，從而避免風(fēng)機(jī)因嚴(yán)重故障造成的事故及經(jīng)濟(jì)損失。
[0003]在現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的監(jiān)控主要包括電氣量及狀態(tài)監(jiān)控、視頻監(jiān)控、振動(dòng)監(jiān)控、油液監(jiān)控等。其中，電氣量及狀態(tài)監(jiān)控采用從風(fēng)機(jī)數(shù)據(jù)采集與監(jiān)視控制(SCADA)系統(tǒng)中采集的電壓、電流、振動(dòng)、溫度等參量進(jìn)行監(jiān)測(cè)和分析，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)組重要部件如發(fā)電機(jī)、塔架、傳動(dòng)鏈、葉輪等的狀態(tài)監(jiān)測(cè)工作。但這種監(jiān)控的相關(guān)性和時(shí)效性并不突出，能夠發(fā)現(xiàn)的故障限于一些大的故障，不能用于故障的早期預(yù)測(cè)；視頻監(jiān)控手段主要是依靠安裝在風(fēng)電機(jī)組內(nèi)外的視頻采集設(shè)備對(duì)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控。這種監(jiān)控手段的優(yōu)點(diǎn)是直觀性較強(qiáng)，工作人員可以通過圖像直觀的了解到風(fēng)機(jī)設(shè)備的運(yùn)行情況，缺點(diǎn)是無法獲取設(shè)備內(nèi)部的失效特征，只能在故障發(fā)生后觀測(cè)到故障的情況；振動(dòng)監(jiān)控主要是通過在風(fēng)機(jī)內(nèi)部的特定位置安裝加速度傳感器，采集設(shè)備的振動(dòng)信息。通過對(duì)被測(cè)設(shè)備的時(shí)域波形圖及頻域譜圖進(jìn)行分析，來對(duì)內(nèi)部零件做出定性診斷。振動(dòng)監(jiān)測(cè)的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)故障的診斷較為準(zhǔn)確，缺點(diǎn)是振動(dòng)監(jiān)測(cè)的前瞻性較差，即當(dāng)振動(dòng)監(jiān)測(cè)可以確切的得出失效結(jié)果時(shí)，故障往往已經(jīng)發(fā)生；油液監(jiān)控是通過專門的油液檢測(cè)傳感器對(duì)風(fēng)機(jī)主軸軸承及齒輪箱中的潤(rùn)滑油進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過潤(rùn)滑油信息對(duì)故障做出診斷及預(yù)警。油液監(jiān)控的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)失效較為敏感，尤其是磨損導(dǎo)致的機(jī)械失效，缺點(diǎn)是常規(guī)的油液監(jiān)測(cè)需要在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中進(jìn)行，很難做到在線監(jiān)測(cè)，而且很大程度上需要依靠人的經(jīng)驗(yàn)?？梢姡F(xiàn)有技術(shù)中尚無一種設(shè)備或方法能夠?qū)︼L(fēng)機(jī)故障做出有效診斷及定位。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種設(shè)備和方法，該設(shè)備和方法能夠?qū)︼L(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行有效監(jiān)控，診斷及預(yù)測(cè)故障。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:相互通信的數(shù)據(jù)服務(wù)器和多個(gè)機(jī)組監(jiān)控設(shè)備，其中每個(gè)所述機(jī)組監(jiān)控設(shè)備包括:加速度傳感器，設(shè)置在機(jī)組的傳動(dòng)部件處，被配置成檢測(cè)所述傳動(dòng)部件的振動(dòng)；油液檢測(cè)傳感器，沿所述機(jī)組的齒輪箱潤(rùn)滑油路設(shè)置，被配置成檢測(cè)潤(rùn)滑油的狀態(tài)參數(shù)；以及數(shù)據(jù)采集裝置，被配置成采集來自所述加速度傳感器的振動(dòng)信號(hào)和所述油液檢測(cè)傳感器的狀態(tài)參數(shù)信號(hào)，以及將所采集的信號(hào)輸出到所述數(shù)據(jù)服務(wù)器；以及所述數(shù)據(jù)服務(wù)器，被配置成存儲(chǔ)并分析從所述數(shù)據(jù)采集裝置接收的信號(hào)，以獲得監(jiān)控結(jié)果。
[0006]可選地，所述數(shù)據(jù)服務(wù)器還被配置成將從所述數(shù)據(jù)采集裝置接收的信號(hào)與預(yù)先設(shè)置的閾值進(jìn)行比較，以及當(dāng)達(dá)到或超過所述閾值時(shí)，判斷故障部位并生成報(bào)警信號(hào)。
[0007]可選地，所述數(shù)據(jù)服務(wù)器還包括:報(bào)警裝置，被配置成根據(jù)所述報(bào)警信號(hào)生成并發(fā)送報(bào)警信息到移動(dòng)終端。
[0008]可選地，所述傳動(dòng)部件包括:主軸、齒輪箱以及發(fā)電機(jī)；以及所述加速度傳感器為兩軸加速度傳感器和/或三軸加速度傳感器。
[0009]可選地，所述加速度傳感器包括:分別設(shè)置在主軸軸承處、齒輪箱輸出軸軸承處以及發(fā)電機(jī)傳動(dòng)端軸承處的三軸加速度傳感器，以及分別設(shè)置在所述齒輪箱的低速級(jí)軸承、中間級(jí)軸承及內(nèi)齒圈處和所述發(fā)電機(jī)非傳動(dòng)端軸承處的兩軸加速度傳感器。
[0010]可選地，所述油液檢測(cè)傳感器包括以下至少之一者:磨粒傳感器、濕度傳感器以及品質(zhì)傳感器，其中，所述磨粒傳感器被配置成檢測(cè)所述潤(rùn)滑油的油液磨粒；所述濕度傳感器被配置成檢測(cè)所述潤(rùn)滑油的油液濕度；以及所述品質(zhì)傳感器被配置成檢測(cè)所述潤(rùn)滑油的油液品質(zhì)。
[0011]可選地，所述數(shù)據(jù)服務(wù)器還包括:服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)，被配置成存儲(chǔ)從所述數(shù)據(jù)采集裝置接收的信號(hào)。
[0012]可選地，該系統(tǒng)還包括遠(yuǎn)程控制設(shè)備，該遠(yuǎn)程控制設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)服務(wù)器連接，被配置成能夠訪問所述數(shù)據(jù)服務(wù)器以及控制所述系統(tǒng)運(yùn)行。
[0013]本發(fā)明另一個(gè)方面還提供了一種風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控方法，該方法包括:通過傳感器檢測(cè)機(jī)組傳動(dòng)部件的振動(dòng)以及所述機(jī)組的齒輪箱潤(rùn)滑油的狀態(tài)參數(shù)；采集來自所述傳感器的振動(dòng)信號(hào)和狀態(tài)參數(shù)信號(hào)；以及存儲(chǔ)并分析所述振動(dòng)信號(hào)和所述狀態(tài)參數(shù)信號(hào)以獲得監(jiān)控結(jié)果。
[0014]可選地，所述分析所述振動(dòng)信號(hào)和所述狀態(tài)參數(shù)信號(hào)包括:將所述振動(dòng)信號(hào)和/或所述狀態(tài)參數(shù)信號(hào)與預(yù)先設(shè)置的閾值進(jìn)行比較。
[0015]可選地,該方法還包括:當(dāng)所述振動(dòng)信號(hào)和/或所述狀態(tài)參數(shù)信號(hào)達(dá)到或超過所述閾值時(shí)，判斷故障部位并生成報(bào)警信號(hào)；以及將所生成的報(bào)警信號(hào)無線發(fā)送到移動(dòng)終端。
[0016]可選地，所述報(bào)警信號(hào)包含以下信息中至少之一者:故障風(fēng)機(jī)、故障類型、故障優(yōu)先級(jí)以及故障發(fā)生時(shí)間。
[0017]通過上述技術(shù)方案，利用加速度傳感器和油液檢測(cè)傳感器對(duì)每個(gè)機(jī)組中各傳動(dòng)部件的振動(dòng)和潤(rùn)滑油的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的故障定位和對(duì)可能故障的預(yù)測(cè)。利用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，不僅能夠?qū)σ呀?jīng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位，還能夠?qū)赡艹霈F(xiàn)的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，以便于技術(shù)人員判斷處理。
[0018]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的【具體實(shí)施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]附圖是用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的【具體實(shí)施方式】一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。在附圖中:
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；[0021]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的加速度傳感器設(shè)置位置示意圖；
[0022]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的油液檢測(cè)傳感器設(shè)置方式示意圖；
[0023]圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程示意圖；
[0024]圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警流程示意圖；以及
[0025]圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控方法流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的【具體實(shí)施方式】?jī)H用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0027]圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施方式提供的風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)可以包括:相互通信的數(shù)據(jù)服務(wù)器5和多個(gè)機(jī)組監(jiān)控設(shè)備，其中每個(gè)所述機(jī)組監(jiān)控設(shè)備包括:加速度傳感器1，設(shè)置在機(jī)組的傳動(dòng)部件處，被配置成檢測(cè)所述傳動(dòng)部件的振動(dòng)；油液檢測(cè)傳感器2，沿所述機(jī)組的齒輪箱潤(rùn)滑油路設(shè)置，被配置成檢測(cè)潤(rùn)滑油的狀態(tài)參數(shù)；以及數(shù)據(jù)采集裝置3，被配置成采集來自所述加速度傳感器I的振動(dòng)信號(hào)和所述油液檢測(cè)傳感器2的狀態(tài)參數(shù)信號(hào)，以及將所采集的信號(hào)輸出到所述數(shù)據(jù)服務(wù)器5 ;以及所述數(shù)據(jù)服務(wù)器5，被配置成存儲(chǔ)并分析從所述數(shù)據(jù)采集裝置接收的信號(hào)，以獲得監(jiān)控結(jié)果。
[0028]通過上述技術(shù)方案，利用加速度傳感器I和油液檢測(cè)傳感器2對(duì)每個(gè)機(jī)組中各傳動(dòng)部件的振動(dòng)和潤(rùn)滑油的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的故障定位和對(duì)可能故障的預(yù)測(cè)。利用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，不僅能夠?qū)σ呀?jīng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位，還能夠?qū)赡艹霈F(xiàn)的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，以便于技術(shù)人員判斷處理。
[0029]在實(shí)施方式中，可以以24V直流電源對(duì)數(shù)據(jù)采集裝置3進(jìn)行供電，該數(shù)據(jù)采集裝置3可以通過數(shù)據(jù)電纜線與傳感器(例如，加速度傳感器I和油液檢測(cè)傳感器2)進(jìn)行物理連接，并負(fù)責(zé)為各個(gè)傳感器提供電力驅(qū)動(dòng)。該數(shù)據(jù)采集裝置3可以支持多種總線協(xié)議，包括但不限于CAN總線、MODBUS RTU等。
[0030]優(yōu)選的，本實(shí)施例中的數(shù)據(jù)采集裝置3可以采用Linux嵌入式系統(tǒng)，可進(jìn)行固件版本的更新以及支持軟件擴(kuò)展。數(shù)據(jù)采集裝置3可以內(nèi)置存儲(chǔ)器(例如，512M內(nèi)存)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)傳感器信號(hào)進(jìn)行本地存儲(chǔ)。通過內(nèi)置存儲(chǔ)器，例如，可以在通訊故障時(shí)保存一周之內(nèi)的傳感器檢測(cè)信息歷史記錄。
[0031]在圖1所示的實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)服務(wù)器5可以通過風(fēng)電場(chǎng)現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備4與各個(gè)數(shù)據(jù)采集裝置3進(jìn)行通信。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3可以包括集線器和交換機(jī)。通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備3，能夠?qū)Ω鱾€(gè)風(fēng)機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集裝置3以及風(fēng)電場(chǎng)服務(wù)器端進(jìn)行組網(wǎng)，可以為組網(wǎng)(例如，以太網(wǎng)中)每臺(tái)數(shù)據(jù)采集裝置3分配固定的IP地址，可通過服務(wù)器端(B卩，數(shù)據(jù)服務(wù)器5)對(duì)每臺(tái)數(shù)據(jù)采集裝置3進(jìn)行訪問，以執(zhí)行提取風(fēng)電機(jī)組傳感器數(shù)據(jù)、設(shè)置數(shù)據(jù)采集裝置參數(shù)以及更新數(shù)據(jù)采集裝置固件版本等操作。在實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)采集裝置3可以與網(wǎng)絡(luò)設(shè)備4通過雙絞線進(jìn)行物理連接，采用TCP/IP協(xié)議進(jìn)行通信。在不同的實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)采集裝置5可以自帶有線接口或無線發(fā)射/接收模塊，以通過有線或無線的方式與數(shù)據(jù)服務(wù)器5相互通信。
[0032]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)服務(wù)器5還包括:報(bào)警裝置(未示出)，被配置成根據(jù)所述報(bào)警信號(hào)生成并發(fā)送報(bào)警信息到移動(dòng)終端；以及服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)(未示出)，被配置成存儲(chǔ)從所述數(shù)據(jù)采集裝置3接收的信號(hào)。除此之外，通過數(shù)據(jù)服務(wù)器5技術(shù)人員可對(duì)風(fēng)機(jī)內(nèi)部的數(shù)據(jù)采集裝置3進(jìn)行條件化設(shè)置，對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行差異化管理，因此，數(shù)據(jù)服務(wù)器5還包括人機(jī)接口裝置(未示出)。
[0033]圖2是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的加速度傳感器設(shè)置位置示意圖。圖2中示出了風(fēng)電機(jī)組中的主要傳動(dòng)部件，包括:主軸、齒輪箱以及發(fā)電機(jī)，各傳動(dòng)部件之間通過聯(lián)軸器相連。為了對(duì)不同傳動(dòng)部件的振動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)，本發(fā)明實(shí)施方式中使用的加速度傳感器可以為兩軸加速度傳感器和/或三軸加速度傳感器。在圖2中示出了可選的加速度傳感器的設(shè)置位置和類型。其中，在主軸軸承處、齒輪箱輸出軸軸承處以及發(fā)電機(jī)傳動(dòng)端軸承處可以分別設(shè)置一個(gè)三軸加速度傳感器，在所述齒輪箱的低速級(jí)軸承、中間級(jí)軸承及內(nèi)齒圈處和所述發(fā)電機(jī)非傳動(dòng)端軸承處可以分別設(shè)置一個(gè)兩軸加速度傳感器。需要說明的是，加速度傳感器的位置和類型可以根據(jù)機(jī)組實(shí)際情況(例如機(jī)組結(jié)構(gòu)類型)進(jìn)行選擇。在優(yōu)選的實(shí)施方式中，本發(fā)明使用的用于檢測(cè)傳動(dòng)部件的傳感器為對(duì)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱及主軸軸承進(jìn)行三軸(即X、y、z)速度及加速度綜合數(shù)據(jù)采集的振動(dòng)傳感器?？梢砸来螌鞲衅鞯臋z測(cè)位置編號(hào)，例如，圖2中測(cè)點(diǎn)1-17，以便于數(shù)據(jù)識(shí)別以及后期處理。
[0034]在實(shí)施方式中，可以根據(jù)振動(dòng)的特性對(duì)加速度傳感器的類型進(jìn)行選擇。例如，因主軸轉(zhuǎn)動(dòng)速率較低，因此，在主軸軸承處設(shè)置的加速度傳感器可以是低頻率加速度傳感器。傳感器的設(shè)置位置可以根據(jù)機(jī)組具體情況進(jìn)行設(shè)置，例如，可以在齒輪箱低速級(jí)(例如，行星架軸承處)、箱體中部(例如，對(duì)應(yīng)于內(nèi)齒圈的頂部)以及后箱體(例如，接中間級(jí)箱體處)分別采用了三個(gè)兩軸加速度傳感器，在齒輪箱后部輸出軸處采用了一個(gè)三軸加速度傳感器，在發(fā)電機(jī)的傳動(dòng)端(例如，接齒輪箱輸出軸)的軸承處及非傳動(dòng)端的軸承處分別采用了一個(gè)三軸加速度傳感器以及一個(gè)兩軸加速度傳感器。通過上述實(shí)施方式，采用多個(gè)振動(dòng)傳感器可以加強(qiáng)故障診斷的精度。
[0035]圖3是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的油液檢測(cè)傳感器設(shè)置方式示意圖。如圖3所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的油液檢測(cè)傳感器2可以包括以下至少之一者:所述磨粒傳感器103被配置成檢測(cè)所述潤(rùn)滑油的油液磨粒；所述濕度傳感器104被配置成檢測(cè)所述潤(rùn)滑油的油液濕度；所述品質(zhì)傳感器105被配置成檢測(cè)所述潤(rùn)滑油的油液品質(zhì)。在圖3所示的實(shí)施方式中，待檢測(cè)的潤(rùn)滑油流經(jīng)檢測(cè)管路102，磨粒傳感器103、濕度傳感器104以及品質(zhì)傳感器105可以以任意順序串聯(lián)在檢測(cè)管路102中。在不同的實(shí)施方式中，磨粒傳感器103可以是電磁感應(yīng)式磨粒傳感器，也可以是超聲波式磨粒傳感器。在實(shí)施方式中，濕度傳感器104和品質(zhì)傳感器105可以直接透過管壁插入安裝在檢測(cè)管路102中。優(yōu)選地，濕度傳感器104和品質(zhì)傳感器105位于檢測(cè)管路102底部以充分浸入潤(rùn)滑油。在一個(gè)實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)采集裝置3可以經(jīng)由檢測(cè)電路101從磨粒傳感器103、濕度傳感器104以及品質(zhì)傳感器105采集潤(rùn)滑油檢測(cè)信號(hào)。在不同的實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)采集裝置3可以直接從磨粒傳感器103、濕度傳感器104以及品質(zhì)傳感器105采集潤(rùn)滑油檢測(cè)信號(hào)，并可以向磨粒傳感器103和品質(zhì)傳感器105提供驅(qū)動(dòng)。
[0036]圖4是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理流程示意圖。如圖4所示，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)除了能夠?qū)崟r(shí)獲取傳感器的傳動(dòng)部件振動(dòng)信號(hào)和潤(rùn)滑油狀態(tài)參數(shù)信號(hào)，服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)還能夠通過執(zhí)行相應(yīng)的處理程序以及數(shù)據(jù)處理過程，實(shí)時(shí)地對(duì)所獲取的傳感器信號(hào)(或數(shù)據(jù))進(jìn)行分析(例如，對(duì)振動(dòng)檢測(cè)信號(hào)進(jìn)行FFT變換以進(jìn)行頻譜分析，以及對(duì)油液磨粒信號(hào)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析等)。通過分析，能夠根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)數(shù)據(jù)確定風(fēng)電機(jī)組齒輪箱及主軸軸承失效部件，為技術(shù)人員進(jìn)行故障判斷提供依據(jù)。
[0037]在實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)服務(wù)器5還可以被配置成將從所述數(shù)據(jù)采集裝置3接收的信號(hào)與預(yù)先設(shè)置的閾值(例如，振動(dòng)閾值或潤(rùn)滑油狀態(tài)參數(shù)閾值)進(jìn)行比較，以及當(dāng)達(dá)到或超過所述閾值時(shí)，判斷故障部位并生成報(bào)警信號(hào)。圖5是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)報(bào)警流程示意圖。如圖5所示，在一個(gè)示例性實(shí)施方式中，當(dāng)數(shù)據(jù)服務(wù)器5根據(jù)數(shù)據(jù)比較結(jié)果判斷需要報(bào)警時(shí)，預(yù)先設(shè)定的報(bào)警程序模塊可以將數(shù)據(jù)服務(wù)器5提供的故障信息(例如，故障位置、故障類別等)發(fā)送到短信編制模塊進(jìn)行短信編制，而后可以通過GSM發(fā)射模塊將編制好的包含故障位置及故障類別的報(bào)警短信向預(yù)設(shè)定的移動(dòng)設(shè)備發(fā)送，以利于在最短的時(shí)間內(nèi)處理風(fēng)電機(jī)組的故障。
[0038]為了充分利用本發(fā)明提供的系統(tǒng)的功能，在優(yōu)選的實(shí)施方式中，系統(tǒng)還可以包括遠(yuǎn)程控制設(shè)備，該遠(yuǎn)程控制設(shè)備可以通過網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)服務(wù)器連接，被配置成能夠訪問所述數(shù)據(jù)服務(wù)器以及控制所述系統(tǒng)運(yùn)行。例如，可以利用遠(yuǎn)程控制設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)與風(fēng)電場(chǎng)的數(shù)據(jù)服務(wù)器進(jìn)行連接，可通過遠(yuǎn)程控制設(shè)備對(duì)服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訪問，對(duì)風(fēng)電機(jī)組監(jiān)控信息進(jìn)行提取并根據(jù)診斷結(jié)果對(duì)數(shù)據(jù)服務(wù)器系統(tǒng)進(jìn)行修改，以及將警報(bào)置位等。
[0039]在上述實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)服務(wù)器5可以提供數(shù)據(jù)分析工具對(duì)風(fēng)電機(jī)組檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的分析，以便對(duì)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱及主軸軸承的失效階段和故障部位做出更為準(zhǔn)確的判斷。在本實(shí)施方式中，數(shù)據(jù)服務(wù)器5可通過聯(lián)網(wǎng)設(shè)備通過互聯(lián)網(wǎng)與遠(yuǎn)程控制設(shè)備(例如，遠(yuǎn)程客戶端)進(jìn)行通信。例如，通過Web服務(wù)器，遠(yuǎn)程客戶端可使用瀏覽器對(duì)風(fēng)電機(jī)組的監(jiān)控信息進(jìn)行瀏覽，并提交診斷信息，或者對(duì)風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行修改。
[0040]圖6是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方式的風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控方法流程示意圖。如圖6所示，本發(fā)明的實(shí)施方式還提供了一種風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控方法，包括:S602，通過傳感器檢測(cè)機(jī)組傳動(dòng)部件的振動(dòng)以及所述機(jī)組的齒輪箱潤(rùn)滑油的狀態(tài)參數(shù)；S604，采集來自所述傳感器的振動(dòng)信號(hào)和狀態(tài)參數(shù)信號(hào)；以及S606，存儲(chǔ)并分析所述振動(dòng)信號(hào)和所述狀態(tài)參數(shù)信號(hào)以獲得監(jiān)控結(jié)果。通過上述技術(shù)方案，利用加速度傳感器和油液檢測(cè)傳感器對(duì)每個(gè)機(jī)組中各傳動(dòng)部件的振動(dòng)和潤(rùn)滑油的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的故障定位和對(duì)可能故障的預(yù)測(cè)。利用本發(fā)明提供的技術(shù)方案，不僅能夠?qū)σ呀?jīng)出現(xiàn)的故障進(jìn)行準(zhǔn)確定位，還能夠?qū)赡艹霈F(xiàn)的故障進(jìn)行預(yù)測(cè)，以便于技術(shù)人員判斷處理。
[0041]在實(shí)施方式中，所述分析所述振動(dòng)信號(hào)和所述狀態(tài)參數(shù)信號(hào)的步驟可以包括:將所述振動(dòng)信號(hào)和/或所述狀態(tài)參數(shù)信號(hào)與預(yù)先設(shè)置的閾值進(jìn)行比較。
[0042]在優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述方法還可以包括:當(dāng)所述振動(dòng)信號(hào)和/或所述狀態(tài)參數(shù)信號(hào)達(dá)到或超過所述閾值時(shí)，判斷故障部位并生成報(bào)警信號(hào)；以及將所生成的報(bào)警信號(hào)無線發(fā)送到移動(dòng)終端。作為舉例的報(bào)警信號(hào)可以包含以下信息中至少之一者:故障風(fēng)機(jī)、故障類型、故障優(yōu)先級(jí)以及故障發(fā)生時(shí)間。
[0043]利用本發(fā)明提供的上述系統(tǒng)和方法，通過對(duì)風(fēng)電機(jī)組齒輪箱、主軸軸承以及發(fā)電機(jī)的振動(dòng)信號(hào)及油液數(shù)據(jù)的綜合檢測(cè)及分析大大的提高了對(duì)風(fēng)電機(jī)組故障的診斷精度，性能優(yōu)越。通過對(duì)潤(rùn)滑油油液中的鐵磁性及非鐵磁性磨粒的檢測(cè)，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，可對(duì)齒輪箱中的故障部件進(jìn)行精確定位。通過對(duì)齒輪箱及主軸軸承的振動(dòng)信號(hào)的檢測(cè)及頻域分析，可了解各個(gè)零件的故障種類及失效形式。通過兼容多種通信方式的數(shù)據(jù)采集裝置3對(duì)振動(dòng)及油液信號(hào)進(jìn)行同時(shí)的、實(shí)時(shí)的采集，保證了對(duì)風(fēng)電機(jī)組的實(shí)時(shí)在線監(jiān)測(cè)。通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備4將整個(gè)風(fēng)場(chǎng)的所有監(jiān)測(cè)設(shè)備的所有監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)發(fā)送到數(shù)據(jù)服務(wù)器5，保證了對(duì)整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)狀態(tài)的統(tǒng)一監(jiān)測(cè)及對(duì)所有風(fēng)機(jī)的統(tǒng)一調(diào)配。數(shù)據(jù)服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)可對(duì)風(fēng)電機(jī)組的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行長(zhǎng)期儲(chǔ)存，便于技術(shù)人員進(jìn)行查詢并能夠根據(jù)歷史數(shù)據(jù)對(duì)風(fēng)電機(jī)組運(yùn)行狀況進(jìn)行全面的了解。數(shù)據(jù)服務(wù)器可以(例如，通過處理或分析程序)對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步的數(shù)理分析，從而對(duì)風(fēng)機(jī)的狀態(tài)有著更深入的了解。建立包括遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備的系統(tǒng)可以保證技術(shù)人員可以隨時(shí)隨地的對(duì)風(fēng)電機(jī)組的狀態(tài)做出診斷，大大提高了監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的有效性和及時(shí)性。通過GSM短信報(bào)警可在最短的時(shí)間內(nèi)通知技術(shù)人員，對(duì)風(fēng)電機(jī)組的故障做出處理，最大程度的避免造成風(fēng)電場(chǎng)的損失。
[0044]以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡(jiǎn)單變型，這些簡(jiǎn)單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0045]另外需要說明的是，在上述【具體實(shí)施方式】中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對(duì)各種可能的組合方式不再另行說明。
[0046]此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。
【權(quán)利要求】
1.一種風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)包括:相互通信的數(shù)據(jù)服務(wù)器和多個(gè)機(jī)組監(jiān)控設(shè)備，其中 每個(gè)所述機(jī)組監(jiān)控設(shè)備包括: 加速度傳感器，設(shè)置在機(jī)組的傳動(dòng)部件處，被配置成檢測(cè)所述傳動(dòng)部件的振動(dòng)； 油液檢測(cè)傳感器，沿所述機(jī)組的齒輪箱潤(rùn)滑油路設(shè)置，被配置成檢測(cè)潤(rùn)滑油的狀態(tài)參數(shù)；以及 數(shù)據(jù)采集裝置，被配置成采集來自所述加速度傳感器的振動(dòng)信號(hào)和所述油液檢測(cè)傳感器的狀態(tài)參數(shù)信號(hào)，以及將所采集的信號(hào)輸出到所述數(shù)據(jù)服務(wù)器；以及 所述數(shù)據(jù)服務(wù)器，被配置成存儲(chǔ)并分析從所述數(shù)據(jù)采集裝置接收的信號(hào)，以獲得監(jiān)控結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)服務(wù)器還被配置成將從所述數(shù)據(jù)采集裝置接收的信號(hào)與預(yù)先設(shè)置的閾值進(jìn)行比較，以及當(dāng)達(dá)到或超過所述閾值時(shí)，判斷故障部位并生成報(bào)警信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)服務(wù)器還包括:報(bào)警裝置，被配置成根據(jù)所述報(bào)警信號(hào)生成并發(fā)送報(bào)警信息到移動(dòng)終端。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述傳動(dòng)部件包括:主軸、齒輪箱以及發(fā)電機(jī)；以及所述加速度傳感器為兩軸加速度傳感器和/或三軸加速度傳感器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述加速度傳感器包括:分別設(shè)置在主軸軸承處、齒輪箱輸出軸軸承處以及發(fā)電機(jī)傳動(dòng)端軸承處的三軸加速度傳感器，以及分別設(shè)置在所述齒輪箱箱體上位于低速級(jí)軸承處、中間級(jí)軸承處及內(nèi)齒圈頂部和所述發(fā)電機(jī)非傳動(dòng)端軸承處的兩軸加速度傳感器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述油液檢測(cè)傳感器包括以下至少之一者:磨粒傳感器、濕度傳感器以及品質(zhì)傳感器，其中， 所述磨粒傳感器被配置成檢測(cè)所述潤(rùn)滑油的油液磨粒； 所述濕度傳感器被配置成檢測(cè)所述潤(rùn)滑油的油液濕度；以及 所述品質(zhì)傳感器被配置成檢測(cè)所述潤(rùn)滑油的油液品質(zhì)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)服務(wù)器還包括: 服務(wù)器端數(shù)據(jù)庫(kù)，被配置成存儲(chǔ)從所述數(shù)據(jù)采集裝置接收的信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7中任一項(xiàng)權(quán)利要求所述的系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)還包括遠(yuǎn)程控制設(shè)備，該遠(yuǎn)程控制設(shè)備通過網(wǎng)絡(luò)與所述數(shù)據(jù)服務(wù)器連接，被配置成能夠訪問所述數(shù)據(jù)服務(wù)器以及控制所述系統(tǒng)運(yùn)行。
9.一種風(fēng)機(jī)狀態(tài)監(jiān)控方法，其特征在于，該方法包括: 通過傳感器檢測(cè)機(jī)組傳動(dòng)部件的振動(dòng)以及所述機(jī)組的齒輪箱潤(rùn)滑油的狀態(tài)參數(shù)； 采集來自所述傳感器的振動(dòng)信號(hào)和狀態(tài)參數(shù)信號(hào)；以及 存儲(chǔ)并分析所述振動(dòng)信號(hào)和所述狀態(tài)參數(shù)信號(hào)以獲得監(jiān)控結(jié)果。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述分析所述振動(dòng)信號(hào)和所述狀態(tài)參數(shù)信號(hào)包括:將所述振動(dòng)信號(hào)和/或所述狀態(tài)參數(shù)信號(hào)與預(yù)先設(shè)置的閾值進(jìn)行比較。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，該方法還包括: 當(dāng)所述振動(dòng)信號(hào)和/或所述狀態(tài)參數(shù)信號(hào)達(dá)到或超過所述閾值時(shí)，判斷故障部位并生成報(bào)警信號(hào)；以及 將所生成的報(bào)警信號(hào)無線發(fā)送到移動(dòng)終端。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述報(bào)警信號(hào)包含以下信息中至少之一者:故障風(fēng) 機(jī)、故障類型、故障優(yōu)先級(jí)以及故障發(fā)生時(shí)間。
【文檔編號(hào)】G01D21/02GK103809556SQ201310680648
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月12日
【發(fā)明者】施洪生, 霍威, 鄭海波, 李景新 申請(qǐng)人:神華集團(tuán)有限責(zé)任公司, 國(guó)華能源投資有限公司, 北京交通大學(xué)