風電機組在線振動監(jiān)測系統(tǒng)的介紹

風電機組在線振動監(jiān)測系統(tǒng)主要由振動數(shù)據(jù)采集、通信、監(jiān)測、分析及遠程控制組成，具體系統(tǒng)架構如圖1所示。振動傳感器檢測風電機組傳動鏈振動情況，在前端處理層將振動信號轉化為電信號。位于機艙中的數(shù)據(jù)采集柜對傳感器檢測到的電信號進行調(diào)理，并進行A/D轉化為數(shù)字信號，經(jīng)轉化后的數(shù)字信號將通過風電場光纖環(huán)網(wǎng)送至后端處理層。

同時，傳送至中控室的數(shù)字信號通過互聯(lián)網(wǎng)絡可送至遠程監(jiān)控中心，實現(xiàn)風電機組振動數(shù)據(jù)的遠程分析、診斷。風電機組在線振動監(jiān)測、數(shù)據(jù)采集站、內(nèi)網(wǎng)服務器和風電機組振動分析軟件均在風電場局域網(wǎng)內(nèi)，且是不依賴于外網(wǎng)而獨立運行的。風電場局域網(wǎng)內(nèi)的風電機組振動信息可以經(jīng)過現(xiàn)場網(wǎng)絡隔離器，通過以太網(wǎng)的形式發(fā)送給遠程監(jiān)控中心。

一、在線振動監(jiān)測系統(tǒng)硬件

在線振動監(jiān)測系統(tǒng)硬件一般由傳感器、信號調(diào)理、數(shù)據(jù)采集站、服務器四部分組成。傳感器主要包括位移傳感器、速度傳感器。信號調(diào)理對采集到的微弱信號進行隔離、放大、補償和變換，具有較強的遠距離驅(qū)動能力和抗干擾能力。數(shù)據(jù)采集站將采集到的模擬量轉換成數(shù)字量，便于系統(tǒng)分析處理。振動數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)完成振動數(shù)據(jù)的采樣、信號調(diào)理、數(shù)據(jù)輸出。

傳感器的測量方式采用加速度測量，通過振動監(jiān)控模塊實現(xiàn)輸出在X、Y、Z三個方向上的加速度測量值獲取。系統(tǒng)采用近年來迅速發(fā)展的MEMS（微電子機械系統(tǒng)）加速度計作為振動檢測傳感器。此類傳感器具有成本低、功耗低、測量范圍寬、動態(tài)性能好等特點。外圍接口使用簡單方便，完全可以滿足風電機組振動檢測需求。

傳感器安裝配置為：主軸擬配置3個振動加速度傳感器，齒輪箱擬配置5個振動加速度傳感器，發(fā)電機擬配置3個振動加速度傳感器，另配置1個轉速傳感器采集高速軸轉速。

信號采集主要由信號調(diào)理（包括信號轉換器、信號預處理）和數(shù)據(jù)采集模塊組成，完成風電機組各測點振動信號的收集工作，確保信號從風電機組傳輸?shù)娇刂剖視r不失真和衰減，并將模擬電信號通過A/D轉化為數(shù)字信號送至上位機，實現(xiàn)上位機對數(shù)字信號的顯示、分析功能。采集站同時具有參數(shù)設置、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)存儲、通信與預警功能。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中的信號調(diào)理部分通常會嵌入采集站內(nèi)的采集卡中，采集卡既可完成信號調(diào)理，也能實現(xiàn)信號A/D轉化功能。

審核編輯：符乾江