一種帶wifi模塊的風電故障信息傳輸系統的製作方法
2023-05-29 17:14:01
專利名稱：一種帶wifi模塊的風電故障信息傳輸系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種帶WIFI模塊的風電故障信息傳輸系統。屬於風力發電應用技術領域。
背景技術：
近幾年，由於風力發電的諸多優點以及國家政策的大力支持，國內風力發電行業得到了快速的發展。風電產業逐漸形成一定規模，而變流器是整個產業的關鍵環節之一。不同的整機對變流器的安裝位置有不同的要求，有的變流器安裝在塔底基座上，有的安裝在塔頂機艙內。對於安裝在塔頂的變流器，如果出現故障，需要爬到塔頂讀取故障信息，然後分析故障原因，不便於現場人員維護。
發明內容本實用新型針對以上現有技術存在的缺點，設計出一種帶WIFI模塊的風電故障信息傳輸系統，通過無線的方式方便的將變流器的故障信息傳輸到塔底的接收單元，然後進行故障分析，免去了爬幾十米梯子去讀取故障信息的麻煩，方便了現場人員對變流器的維護。
為了達到以上目的，本實用新型是採取以下的技術方案來實現的—種帶WIFI模塊的風電故障信息傳輸系統,它主要包括故障信息處理單元，與WIFI模塊相連，用於採集故障信息，並將存儲好的故障信息通過接口發送給WIFI模塊進行處理；WIFI通信單元，用於對故障信息進行打包處理，然後通過增益天線發送給故障信息米集終端單兀；故障信息採集終端單元，與WIFI模塊通過無線方式連接，用於接收故障信息，並對故障信息進行處理。所述的故障信息處理單元包括故障信息採集單元，通過定時將變流器運行時的長期正常參數，包括運行過程中的電網電壓、電流，輸出電壓、電流，以及控制過程中的中間變量，循環記錄到第一緩存隊列的各個數據存儲單元，並當變流器出現故障時，在等待一段時間後將當前故障標識以及第一緩存隊列中數據記錄到故障信息緩存隊列，並寫入故障信息存儲單元；故障信息存儲單元，採用非易失性隨機訪問存儲器(NVRAM)，用於快速存儲故障信息採集單元採集的故障信息，並保證變流器出現斷電等不可修復故障時，故障信息能夠及時保存；故障信息發送單元，用於發送存儲好的故障信息給WIFI通信單元，並通過接口來配置WIFI通信單元，保證其正常的收發數據。所述的WIFI通信單元包括WIFI晶片，用於對數據進行打包處理，實現無線網絡功能；[0015]WIFI模塊驅動晶片，用於驅動WIFI晶片，保證其正常工作；增益天線，用於對WIFI信號進行增益。所述的故障信息採集終端單元通過具備WIFI功能的終端設備來實現，通過開發好的TCP&UDP接收工具來實現故障信息的接收和處理。本實用新型是這樣實現的本發明通過定時將變流器運行時的長期正常參數，包括運行過程中的電網電壓、電流，輸出電壓、電流，以及控制過程中的中間變量，循環記錄到第一緩存隊列的各個數據存儲單元，並當變流器出現故障時，在等待一段時間後將當前故障標識以及第一緩存隊列中數據記錄到故障信息緩存隊列，並寫入故障信息存儲單元一非易失性隨機訪問存儲器(NVRAM);發送單元通過調用特定的命令代碼將讀取出來的故障數據通過SPI接口向WIFI模塊發送，WIFI模塊接收到故障信息後，進行打包處理，然後通過無線以點對點方式發送給接收單元，接收單元再對故障信息進行解包讀取。本實用新型採用的WIFI模塊帶有SPI接口，通過SPI接口與變流器主控晶片連接進行數據收發，併集成了 TCP/IP協議棧，可以方便的實現數據的無線發送；模塊同時還支持HTML網頁配置，並提供11個H1-EMSP命令集，方便的實現對模塊的功能控制、參數配置和數據收發。採用本實用新型設計的信息傳輸系統，變流器無故障時可以通過I/O接口將WIFI模塊設置成「休眠」模 式，只有在變流器故障時才將模塊「喚醒」，整個系統的功耗很低；通過無線方式發送故障信息，實現起來比較方便，提高了安裝在塔頂機艙的變流器的維護便利性。
圖1為本實用新型整個系統框圖。圖2為變流器故障信息發送單元與WIFI通信單元連接示意圖。
具體實施方式
參見附圖1、2所示。一種帶WIFI模塊的風電故障信息傳輸系統的主要特徵是由故障信息處理單元、WIFI通信單元和故障信息採集終端單元三部分組成，其中故障信息處理單元中的發送單元與WIFI通信單元之間通過SPI接口和I/O控制接口相連接，故障信息採集終端單元通過無線以點對點方式接收WIFI模塊發送的打包好的故障信息。故障信息發送單元通過SPI接口給WIFI模塊發送命令代碼，在設備初始化時配置好WIFI通信單元的工作參數、模式、設備名稱等，無線連接方式設為點對點的AD-Hoc模式，變流器正常運行時，定時地把運行過程中的電網電壓、電流，輸出電壓、電流，以及控制過程中的中間變量等循環記錄到第一緩存隊列的各個數據存儲單元，當變流器出現故障時，在等待一段時間後故障信息採集單元將當前故障標識以及第一緩存隊列中數據記錄到故障信息緩存隊列，並寫入故障信息存儲單元，發送單元通過MOSI引腳調用H1-EMSP命令集中的發送命令，將該故障信息存儲單元中的故障信息發送給WIFI通信單元，並讀取MISO引腳返回的WIFI通信單元指令執行代碼來確認指令是否正確執行，整個過程中發送單元通過4個I/O引腳來查詢和設置WIFI通信單元的工作狀態，WIFI通信單元接收到發送過來的故障信息後，通過其內部晶片對信息進行打包處理，然後通過無線以點對點的方式發送出去，這樣，現場人員通過故障信息採集終端(該終端可以是智能儀器終端、智慧型手機終端、平板電腦終端、臺式計算機終端等具備WIFI功能的設備)，然後打開無線網絡搜索到對應設備名稱的網絡設備(即WIFI通信單元)就可以接收變流器的故障信息，之後再通過編寫好的TCP&UDP接收工具對數據進行解包分析。上述實施例不以任何形式限制本發明，凡採用等同替換或等效變換所獲得的技術方案，均落在本發明的 保護範圍內。
權利要求1.一種帶WIFI模塊的風電故障信息傳輸系統，包括故障信息處理單元、WIFI通信單元、故障信息採集終端單元，其特徵在於所述故障信息處理單元與WIFI通信單元相連，所述WIFI通信單元通過增益天線與故障信息採集終端單元無線相連。
2.根據權利要求1所述的風電故障信息傳輸系統，其特徵在於所述故障信息處理單元包括故障信息採集單元、故障信息存儲單元和故障信息發送單元，所述故障信息存儲單元採用非易失性隨機訪問存儲器(NVRAM)。
3.根據權利要求1所述的風電故障信息傳輸系統，其特徵在於所述WIFI通信單元包括WIFI晶片、WIFI模塊驅動晶片和增益天線，所述WIFI晶片用於對數據進行打包處理實現無線網絡功能，所述WIFI模塊驅動晶片用於驅動WIFI晶片，所述增益天線用於對WIFI信號進行增益。
4.根據權利要求1所述的風電故障信息傳輸系統，其特徵在於所述故障信息採集終端單元通過具備WIFI功能的終端設備來實現，通過開發好的TCP&UDP接收工具來實現故障信息的接收和處理。
5.根據權利要求1所述的風電故障信息傳輸系統，其特徵在於所述WIFI通信單元通過SPI接口、I/O控制接口與所述故障信息處理單元的發送單元相連接，所述WIFI通信單元與所述故障信息採集終端單元通過無線以點對點方式連接。
專利摘要本實用新型涉及一種帶WIFI模塊的風電故障信息傳輸系統，其包括故障信息處理單元、WIFI通信單元和故障信息採集終端單元。故障信息採集單元負責採集處理故障信息，發送給存儲單元，並按照統一的數據模型進行分析整合；WIFI通信單元作為故障信息傳輸的中間環節，其通過SPI接口、I/O控制接口與故障信息處理單元的發送單元相連接，與故障信息採集終端單元則通過無線以點對點方式連接。採用本實用新型所述的系統，通過無線方式將變流器的故障信息傳輸到塔底的接收單元，然後進行故障分析，免去了爬幾十米梯子去讀取故障信息的麻煩，方便了現場人員對變流器的維護，並且整個系統的功耗比較低、使用方便。
文檔編號H04W84/12GK202907189SQ20122062186
公開日2013年4月24日 申請日期2012年11月22日 優先權日2012年11月22日
發明者孫永佳, 郭巍, 肖遙, 姚廣秀, 莊俊, 朱波 申請人:南京國電南自風電自動化技術有限公司