思源智能：國(guó)內(nèi)首家發(fā)布風(fēng)電機(jī)組全狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

一、產(chǎn)品概述

1.1總體描述

風(fēng)電機(jī)組全狀態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)DBCMS-8000是一款基于對(duì)風(fēng)電機(jī)組關(guān)鍵部件傳動(dòng)鏈、塔筒、葉片的數(shù)據(jù)采集、邊緣計(jì)算、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、數(shù)據(jù)分析、故障診斷的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組的故障預(yù)測(cè)與健康管理（PHM）——預(yù)先識(shí)別故障類(lèi)型、故障程度和故障精確定位、預(yù)測(cè)失效，從而實(shí)現(xiàn)設(shè)備預(yù)測(cè)性運(yùn)維和視情維修，讓業(yè)主優(yōu)化維修策略，減小意外停機(jī)和安全事故，助力客戶(hù)實(shí)現(xiàn)的節(jié)能增效和安全生產(chǎn)的企業(yè)目標(biāo)。

風(fēng)電機(jī)組智能數(shù)據(jù)采集終端裝置DBCMS-8000（以下簡(jiǎn)稱(chēng)采集裝置）作為風(fēng)電機(jī)組智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的核心部件，承擔(dān)著信號(hào)感知、信號(hào)調(diào)理、邊緣計(jì)算、數(shù)據(jù)傳輸?shù)戎匾ぷ鳎沁B接風(fēng)電機(jī)組部件與中控可視化軟件平臺(tái)的橋梁。在設(shè)計(jì)生產(chǎn)中，充分考慮風(fēng)電應(yīng)用場(chǎng)景的特殊性，從工作環(huán)境溫度、電磁兼容、信號(hào)頻率、機(jī)械電氣噪聲干擾、關(guān)鍵部件監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置、線(xiàn)纜部署、安裝方式和數(shù)據(jù)傳輸?shù)确矫娑歼M(jìn)行全方位的設(shè)計(jì)和測(cè)試，能夠充分適應(yīng)風(fēng)電機(jī)組在線(xiàn)監(jiān)測(cè)的應(yīng)用。

“智能終端”——采集裝置的設(shè)計(jì)，集成了高性能嵌入式處理運(yùn)算芯片，能夠?qū)崟r(shí)計(jì)算信號(hào)特征參數(shù)，并根據(jù)自修正的報(bào)警門(mén)檻實(shí)時(shí)上報(bào)報(bào)警狀態(tài)信息，并且能夠根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境噪聲調(diào)整數(shù)據(jù)清洗濾波參數(shù)，實(shí)現(xiàn)有效的數(shù)據(jù)前端清洗，為后期故障診斷提供“干凈”的有效數(shù)據(jù)。

1.2遵循標(biāo)準(zhǔn)

風(fēng)電機(jī)組智能數(shù)據(jù)采集終端裝置產(chǎn)品遵循如下表所示標(biāo)準(zhǔn)。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

2.1系統(tǒng)介紹

風(fēng)電機(jī)組智能數(shù)據(jù)采集終端裝置DBCMS-8000-IC01，作為風(fēng)電機(jī)組全狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)DBCMS-8000的核心部件，應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組，從信號(hào)感知到數(shù)據(jù)傳輸，結(jié)合可視化軟件的預(yù)測(cè)和診斷，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的完整功能，系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 風(fēng)電機(jī)組系統(tǒng)應(yīng)用總體架構(gòu)圖

2.2采集裝置組成

風(fēng)電機(jī)組全狀態(tài)檢測(cè)系統(tǒng)，由感知傳感器、采集裝置、分析監(jiān)測(cè)軟件和連接線(xiàn)纜等附件組成，如下表所示。

I采集裝置：采集裝置實(shí)現(xiàn)振動(dòng)、角度、轉(zhuǎn)速信號(hào)采集，并完成信號(hào)的降噪處理、模數(shù)轉(zhuǎn)換、信號(hào)濾波、特征計(jì)算、報(bào)警判別、數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ堋?/span>

II普頻振動(dòng)傳感器：完成中高速旋轉(zhuǎn)部件的振動(dòng)信號(hào)能量轉(zhuǎn)換。

III低頻振動(dòng)傳感器：完低速旋轉(zhuǎn)部件的振動(dòng)信號(hào)能量轉(zhuǎn)換。

IV轉(zhuǎn)速傳感器：轉(zhuǎn)速傳感器完成對(duì)發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)端齒盤(pán)位移的監(jiān)測(cè)，通過(guò)齒盤(pán)位移信號(hào)生成的方波信號(hào)計(jì)算當(dāng)前發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，用于輔助故障的數(shù)據(jù)分析。

V雙軸振動(dòng)傳感器：完成對(duì)葉片及塔筒的振動(dòng)信號(hào)能量轉(zhuǎn)換。

VI雙軸傾角傳感器：完成對(duì)塔基及塔筒傾斜角度的轉(zhuǎn)換。

VII數(shù)據(jù)分析可視化軟件：數(shù)據(jù)分析可視化軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)機(jī)關(guān)鍵部件測(cè)點(diǎn)狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)報(bào)警、數(shù)據(jù)分析、故障診斷和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)可視化顯示。

三、總體功能

I 采集裝置能監(jiān)測(cè)風(fēng)電機(jī)組的主軸承、齒輪箱、發(fā)電機(jī)、葉片、塔筒等關(guān)鍵部件的運(yùn)行狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)故障、精確定位故障部件，通過(guò)故障診斷系統(tǒng)軟件基于軸承、齒輪等對(duì)象自動(dòng)報(bào)警；

II 故障診斷系統(tǒng)在接入功率、風(fēng)速等信號(hào)時(shí)具有基于風(fēng)機(jī)運(yùn)行工況與故障危害程度的多物理量聯(lián)合診斷與綜合決策功能；

III 具有高速軸系動(dòng)態(tài)不對(duì)中、發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸動(dòng)不平衡監(jiān)測(cè)與分析功能；

IV 系統(tǒng)內(nèi)嵌有傳動(dòng)鏈滾動(dòng)軸承、齒輪等故障特征數(shù)據(jù)庫(kù)，數(shù)據(jù)庫(kù)軸承、齒輪及報(bào)警門(mén)限等輸入?yún)?shù)對(duì)用戶(hù)公開(kāi)并可進(jìn)行編輯；

V 系統(tǒng)應(yīng)具有用戶(hù)友好的人機(jī)界面，方便用戶(hù)操作，可方便設(shè)定設(shè)備狀態(tài)多級(jí)報(bào)警值，同時(shí)可以輸出不同的統(tǒng)計(jì)信息，包括報(bào)警報(bào)告、測(cè)量信息報(bào)告、信號(hào)異常報(bào)告、機(jī)器診斷結(jié)果報(bào)告等。輸出報(bào)表支持WORD格式；

VI 系統(tǒng)應(yīng)能提供數(shù)據(jù)的時(shí)域波形圖、頻譜圖、階次譜圖、解調(diào)譜圖、趨勢(shì)圖（多臺(tái)趨勢(shì)比對(duì)顯示）、瀑布圖、波特圖、棒圖、軸心位置圖、關(guān)聯(lián)圖等，方便進(jìn)行數(shù)據(jù)分析及故障診斷；

VII 系統(tǒng)支持Windows自帶遠(yuǎn)程工具或Web遠(yuǎn)程訪問(wèn)功能，能通過(guò)地面系統(tǒng)分析軟件或?yàn)g覽器遠(yuǎn)程瀏覽風(fēng)電機(jī)組狀態(tài)；

VIII 多機(jī)位測(cè)量數(shù)據(jù)對(duì)比，分析風(fēng)場(chǎng)載荷分布，分析風(fēng)場(chǎng)規(guī)劃合理性，數(shù)據(jù)分析可用于風(fēng)場(chǎng)改造、控制優(yōu)化；

IX測(cè)量葉片實(shí)際狀態(tài)，作為樣機(jī)調(diào)試、控制優(yōu)化、技術(shù)改造評(píng)估的依據(jù)，評(píng)估技改質(zhì)量、效果和對(duì)葉片及機(jī)組的影響；

X葉片剩余狀態(tài)評(píng)估，規(guī)模監(jiān)測(cè)可用于判斷需要重點(diǎn)監(jiān)測(cè)維護(hù)的葉片；

XI結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)葉片結(jié)構(gòu)健康狀態(tài)，避免發(fā)生重大失效和非計(jì)劃外維修。可辨識(shí)一定規(guī)模的氣動(dòng)不平衡、結(jié)冰、結(jié)構(gòu)失效、氣動(dòng)性能衰減等劣化情況；

XII實(shí)時(shí)分析塔筒晃動(dòng)位移，塔筒剛度分析；通過(guò)塔筒傾角分布，可以分析塔筒變形、焊縫開(kāi)裂和螺栓受力情況；

XIII實(shí)時(shí)分析塔基基礎(chǔ)不均勻沉降；

XIV系統(tǒng)基于 B/S 架構(gòu)，支持集中監(jiān)控和遠(yuǎn)程訪問(wèn)，實(shí)時(shí)掌握各地葉片運(yùn)行情況。

XV 系統(tǒng)診斷故障類(lèi)型

圖2 采集裝置外觀圖示

四、自然環(huán)境

I 工作環(huán)境溫度：-40 ℃～70 ℃；

II 存儲(chǔ)環(huán)境溫度：-45℃～85 ℃；

III 工作環(huán)境濕度：95%RH非冷凝；

IV 大氣壓力：80kPa～110kPa。