[發明專利]一種風電機組的振動監測裝置和控制方法

在審

• 申請號: 202011506506.1
• 申請日: 2020-12-18
• 公開（公告）號: CN112697260A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 劉志遠;田永昌;邢愛忠;邊靖;陳曉佳;高永軍;李慶鵬
• 申請（專利權）人: 大唐新能源朔州風力發電有限公司
• 主分類號: G01H11/06
• 分類號: G01H11/06;G01M13/00;F03D17/00;G08C17/02;G08C19/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 李小靜

1.一種風電機組的振動監測裝置，其特征在于：包括振動檢測模塊(1)、振動監控模塊(2)和上位機(3)，所述的振動檢測模塊(1)由LPC2119微控制器(11)、電源模塊(12)、第一CAN接口模塊(13)、存儲模塊(14)和MEMS加速度傳感器(15)組成，所述的電源模塊(12)和MEMS加速度傳感器(15)都與LPC2119微控制器(11)連接，所述的第一CAN接口模塊(13)和存儲模塊(14)都與LPC2119微控制器(11)相連，所述的振動監控模塊(2)由第二CAN接口模塊(21)、MC9S12DT64微控制器(22)、Flash存儲器(23)、繼電器模塊(24)、LCD液晶顯示屏(25)和GPRS通訊模塊(26)組成，所述的第二CAN接口模塊(21)、Flash存儲器(23)和GPRS通訊模塊(26)都與MC9S12DT64微控制器(22)連接，所述的繼電器模塊(24)和LCD液晶顯示屏(25)都與MC9S12DT64微控制器(22)連接，所述的振動檢測模塊(1)中的第一CAN接口模塊(13)通過CAN總線與振動監控模塊(2)中的第二CAN接口模塊(21)相連，所述的振動監控模塊(2)中的GPRS通訊模塊(26)通過GPRS無線通信與上位機(3)相連。

2.根據權利要求1所述的一種風電機組的振動監測裝置，其特征在于：所述的振動檢測模塊(1)中的存儲模塊(14)由存儲器FM24C64、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4和電容C3組成，所述的電阻R1上端與存儲器FM24C64的引腳5連接，所述的電阻R2上端與存儲器FM24C64的引腳6連接，所述的電阻R1下端和電阻R2下端都與電源引腳VCC連接，所述的電阻R3左端和電容C3上端都與存儲器FM24C64的引腳8連接，所述的電阻R3右端與電阻R4上端連接，所述電阻R4下端和電容C3下端都接地。

3.根據權利要求1所述的一種風電機組的振動監測裝置，其特征在于：所述的振動檢測模塊(1)中的MEMS加速度傳感器(15)由加速度傳感器LIS3LV02DQ、電容C1和電容C2組成，所述的電容C1左端、電容C2左端和加速度傳感器LIS3LV02DQ的引腳11都與電源引腳VDD3.3連接，所述的電容C1右端、電容C2右端和加速度傳感器LIS3LV02DQ的引腳4和引腳5都接地。

4.根據權利要求1所述的一種風電機組的振動監測裝置，其特征在于：所述的振動監控模塊(2)中的Flash存儲器(23)采用AT45DB041芯片。

5.根據權利要求1所述的一種風電機組的振動監測裝置，其特征在于：所述的振動監控模塊(2)中的LCD液晶顯示屏(25)采用LQ057Q3DC02液晶顯示屏且LCD液晶顯示屏(25)中安裝有DPK-QVTC02液晶控制器。

6.根據權利要求1所述的一種風電機組的振動監測裝置，其特征在于：所述的振動監控模塊(2)中的繼電器模塊(24)由電阻R5、電阻R6、電阻R7、電容C4、三極管T1、二極管D1、發光二極管D2和繼電器RL組成，所述的電容C4下端和發光二極管D2下端都接地，所述的發光二極管D2上端與電阻R5下端連接，所述的電阻R5上端與電阻R6左端連接，所述的電阻R6右端與和電容C4上端都與電阻R7左端連接，所述的電阻R7右端與三極管T1的基極連接，所述的三極管T1的集電極分別與二極管D1下端和繼電器RL線圈連接。

7.一種權利要求1-6中任一項所述的一種風電機組的振動監測裝置的控制方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟一：裝置上電后，先對各部分進行初始化，當振動檢測模塊(1)檢測到外部中斷時，響應中斷，讀取MEMS加速度傳感器(15)中的加速度值，振動檢測模塊(1)中的LPC2119微控制器(11)對加速度值進行相應處理，在通常情況下，振動檢測模塊(1)對于MEMS加速度傳感器(15)測量的振動數據循環地進行檢測，將所有振動數據存儲到存儲模塊(14)，當有中斷時，進行通信處理，通過CAN通信，振動檢測模塊(1)響應振動監控模塊(2)的命令，并將存儲模塊(14)中的振動加速度值發送給振動監控模塊(2)；

步驟二：通過CAN通信傳輸到振動監控模塊(2)中的振動數據輸送到MC9S12DT64微控制器(22)中，MC9S12DT64微控制器(22)通過對振動數據進行相應處理，判斷風電機組振動是否處在風電機組正常工作范圍內，并根據風電機組的實際工況以及實驗數據設置故障報警閉值，在故障發生之初及時報警，以實現對風電機組的安全保護，振動監控模塊(2)同時可通過LCD液晶顯示屏(25)將采集的振動數據在時域范圍內實時的進行波形顯示，使得現場監控的工作人員可直觀、便捷的隨時掌握風電機組振動的情況，GPRS通訊模塊(26)連接通訊狀態也可在液晶屏上實時顯示，同時將處理后的振動數據存儲在Flash存儲器(23)中；

步驟三：判斷是否需啟動GPRS通訊模塊(26)，如需發送數據，則通過繼電器模塊(24)開啟GPRS電源，進而通過GPRS無線網絡發送實時數據給上位機(3)，對于超出報警閾值的故障數據同時存儲到Flash存儲器(23)，運行中還需判斷是否接收到上位機(3)的遠程命令，如有則需處理由GPRS通訊模塊(26)接收到的命令。