風力發電機總裝智能調試系統的製作方法

2023-05-04 11:07:21 1

本發明涉及電氣設備總裝調試系統，具體是一種風力發電機總裝智能調試系統。

背景技術：

風力發電是以清潔的自然風能資源實現電能轉換的能源利用方式，因其所具有的清潔、環保、可持續運行特性，風力發電得到了大家的高度重視和大力推廣，發展勢頭良好。

風力發電所依據的風力發電機組（即風力發電機整機）是在外部條件複雜、運行工況惡劣的風電場服役的。為了確保風電場服役的風力發電機組能夠實現穩定、安全、高效的運行，出廠前完成總裝接線的風力發電機（主要是機身本身，通常不包括風葉組件和塔筒組件）需要進行調試檢驗，以確保出廠、準備服役的風力發電機是滿足設計要求的。

目前，對出廠前完成總裝接線的風力發電機的調試檢驗主要是以傳統的人工調試檢驗方式實現的，其不僅工人勞動強度大、調試效率低下、調試成本高，而且全面性、準確性和可靠性受到多方面因素的制約和影響，嚴重依賴於工人的主觀經驗，最終無法有效、可靠地確保調試質量，也就無法有效、可靠地保障風力發電機的出廠質量，進而給風力發電機組的現場調試和運行帶來較高風險，並影響到後續的服役運行性能。

顯然的，傳統的人工調試檢驗方式無法滿足突飛猛進的風力發電事業的發展要求，如何有效地保證風力發電機在出廠前調試檢驗的穩定性、高效性、可靠性和統一性已成為行業內嚴峻的技術挑戰，亟待解決。一直以來，行業內嘗試研發各種智能型測控風力發電機組的系統，例如中國專利文獻公開的「風力發電機綜合智能測控系統」（公開號：CN 203688776，公開日：2014年7月2日）、「一種風力發電機組的智能化故障監測診斷系統」（公開號：CN 201402209，公開日：2010年2月10日）、「一種風力發電機狀態監控與智能分析系統」（公開號：CN 20311739，公開日：2013年8月7日）、「風力發電機組智能狀態監控系統」（公開號：CN 103670921，公開日：2014年3月26日）等等，這些智能化的系統雖然自動的實現了對風力發電機狀態的監控、分析，但是它們的側重點在於在役風力發電機的狀態監控和分析，無法將它們適用於出廠前完成總裝接線的風力發電機（即待服役的風力發電機）的調試檢驗。因而，隨著風力發電行業的突飛猛進，設計一種功能完備的、對出廠前風力發電機進行自動、智能調試檢驗的系統十分必要。

技術實現要素：

本發明的技術目的在於：針對上述出廠前風力發電機調試檢驗的特殊性和現有調試檢驗技術的不足，提供一種能夠對出廠前的風力發電機總裝實現良好的穩定性、高效性、可靠性、統一性和經濟性調試檢驗的智能調試系統。

本發明的技術目的通過下述技術方案實現，一種風力發電機總裝智能調試系統，所述智能調試系統所調試的被測設備為出廠前完成總裝接線的風力發電機，所述智能調試系統包括：

-信號採集器，所述信號採集器連接在被測設備上、用於採集被測設備上的各個測試點的信號數據，且將採集到的各信號數據輸送給智能測控器；

-智能測控器，所述智能測控器分別與信號採集器和被測設備連接；所述智能測控器根據預先設定的嚮導測試用例與信號採集器和被測設備分別進行信號交互、引導作業人員進行相應的手工操作及數據給定，且所述智能測控器根據預先設定的自動測試用例與信號採集器和被測設備分別進行信號交互、獲取被測設備的數據反饋；所述智能測控器根據預先設定的標準數據及數據存儲器的反饋數據對獲得的被測數據進行分析、判定，並自動生成測控報告；

-數據存儲器，所述數據存儲器用於接收智能測控器輸出的測控數據，將所接收的測控數據進行分析處理後進行存儲，並根據智能測控器的調取指令將所存儲的數據輸出給智能測控器。

所述被測設備上的測試點包括但不限於開關反饋、環境溫度、部件溫度、環境溼度、部件壓力、轉速、線路絕緣、電壓、電流和相序測量的測試點。

所述信號採集器至少集成有IO接口、CANOPEN接口、PROFIBUS接口和乙太網接口。

所述智能測控器至少具有下述功能模塊：

-仿真模型模塊，所述仿真模型模塊用於根據設計理論要求而建立符合設計理論要求的風力發電機模型，對所建立的風力發電機模型根據設計理論要求預先設定有嚮導測試用例和自動測試用例；

-輔助調試模塊，所述輔助調試模塊根據預先設定好的嚮導測試用例，並根據信號交互所接收到的信號採集器和被測設備的信號數據，逐步引導作業人員進行相應的數據錄入給定和手工接線操作；

-自動調試模塊，所述自動調試模塊根據預先設定好的自動測試用例，並根據信號交互所接收到的信號採集器和被測設備的信號數據，自動進行調試，從而獲取被測設備的數據反饋；

-數據評價模塊，所述數據評價模塊根據預先設定的標準數據、以及從數據存儲器調取的反饋數據，對自動調試模塊所獲得的被測數據進行分析和結果判定；

-報告生成模塊，所述報告生成模塊根據數據評價模塊輸出的分析和結果判定數據，自動生成測控報告。進一步的，所述智能測控器還具有標識列印功能模塊，所述標識列印功能模塊為鐳射列印模塊；所述鐳射列印模塊用於進行測試標識的鐳射列印，以表明被測設備的調試通過是非完全人工調試完成的。

所述數據存儲器對所接收的測控數據是以清理、分類、統計的方式進行分析處理的。

所述被測設備、信號採集器、智能測控器和數據存儲器之間的數據輸送通信是以有線通訊和/或無線通訊的方式實現的。

所述智能調試系統還包括有無線終端，所述無線終端為可攜式手持控制顯示設備，所述無線終端以無線通訊的方式與智能測控器進行數據交互，二者保持功能界面同步。

本發明的有益技術效果是：

1. 本發明以預先建立的、符合設計理論要求的風力發電機模型為基準，預先設定了嚮導測試用例和自動測試用例，將所採集的被測設備的信號數據及給定數據輕鬆、容易地與對應的測試用例相結合，自動智能化的實現被測設備的狀態分析及判定，並自動生成測控報告；由此可見，本發明具有以下主要技術優勢：

1）. 在調試過程中，對於必須人工參與方可完成的測試內容，系統自動的進行引導與輔助，如此可以保證調試過程的規範化、嚴謹化、標準化、統一化和高效化，有效且可靠地降低人工主觀經驗對調試結果的影響，有利於調試效率和質量標準的提高；

2）. 在調試過程中，對於無須人工參與的測試內容，系統自動的進行智能化測試，如此可以進一步保證調試過程的規範化、嚴謹化、標準化、統一化和高效化，有效且可靠地降低人工主觀經驗對調試結果的影響，有利於調試效率和質量標準的提高，使得調試效率大幅提高，調試成本得到有效降低，調試質量高；

3）. 對於調試過程中發生的故障，系統可以自動地實現故障定位、並給人工排查故障提供有效地建議，可以有效地提高調試過程中的故障排查的效率，進一步提高調試效率；

4）. 可以自動記錄並整理海量的測試數據，便於問題的追溯和數據的再利用，有利於實現經驗的總結及對應風力發電機服役後的後續維護處理；

2. 本發明的無線終端與智能測控器的有效結合，能夠有效且可靠地提高調試現場操作的靈活性、可靠性和高效性，進一步增強了本發明的實用性；

綜上所述，本發明針對出廠前風力發電機總裝調試而設計，其在調試過程中可以有效降低對人工主觀經驗的依賴，進而能夠對出廠前的風力發電機總裝實現良好的穩定性、高效性、可靠性、統一性和經濟性的調試檢驗；同時，本發明便於對各待出廠或已出廠的風力發電機生產信息的管理及再利用，有助於後續生產和/或維護作業的高效、高質量開展。

附圖說明

圖1是本發明的一種結構框圖。

圖2是本發明的一種工作流程圖。

具體實施方式

本發明為出廠前完成總裝接線的風力發電機的智能調試系統，即本發明所調試的對象-被測設備為出廠前完成總裝接線的風力發電機。下面以多個實施例對本發明的系統結構及工作過程作詳細說明，其中，實施例1對照說明書附圖的圖1和圖2進行詳細說明，其它實施例未單獨繪圖，但基本內容可參見實施例1的附圖。

實施例1

參見圖1和圖2所示，本發明包括：

-信號採集器2；信號採集器2集成有多個接口，這些接口包括但不限於IO接口、CANOPEN接口、PROFIBUS接口和乙太網接口；信號採集器2通過自身集成的接口，以有線通訊的方式連接在被測設備1上，用於採集被測設備1上的各個測試點的信號數據，被測設備1上的測試點包括但不限於開關反饋、環境溫度、部件溫度（例如軸承、電機繞組部件等）、環境溼度、部件壓力（例如液壓部件等）、轉速、線路絕緣、電壓、電流和相序測量的測試點，也就是說，信號採集器2集成有電阻測量儀、溫度傳感器、溼度傳感器、壓力傳感器、轉速測量儀、絕緣儀、電壓儀、電流儀、相序儀等；信號採集器2以有線通訊的方式與智能測控器3相連接，信號採集器2將採集到的各信號數據輸送給智能測控器3，信號採集器2所採集的信號數據有連續信號和離散信號；

-智能測控器3；智能測控器3分別以有線通訊的方式與信號採集器2和被測設備1連接；智能測控器3根據預先設定的嚮導測試用例與信號採集器2和被測設備1分別進行信號交互、引導作業人員進行相應的手工操作及數據給定，且智能測控器根據預先設定的自動測試用例與信號採集器和被測設備分別進行信號交互、獲取被測設備的數據反饋；智能測控器根據預先設定的標準數據及數據存儲器的反饋數據對獲得的被測數據進行分析、判定，並自動生成測控報告；具體的，前述智能測控器至少具有下述功能模塊：

--仿真模型模塊；每一風力發電機的製造，都應有設計參數和設計圖紙，仿真模型模塊用於根據設計理論的要求（包括參數等），而建立符合設計理論要求的風力發電機模型，所建立的風力發電機模型應當匹配於對應的設計要求；根據所建立的風力發電機模型、以及調試檢驗的技術要求，也就是根據設計理論的要求，在仿真模型模塊中預先設定嚮導測試用例和自動測試用例，嚮導測試用例的主要作用是涉及到人機互動界面的引導、數據給定等程序，以便正確的引導人工能夠實現前期的接線處理、故障排除以及設計參數的給定等；

--輔助調試模塊；輔助調試模塊是根據仿真模型模塊中的嚮導測試用例而來的，它的功能就是將設計要求的、對應理論要求的嚮導測試用例結合具體的被測設備而實現人機互動，即輔助調試模塊根據預先設定好的嚮導測試用例，並根據信號交互所接收到的信號採集器和被測設備的信號數據，逐步引導作業人員進行相應的數據錄入給定和手工接線操作，確保前期人工必須參與的操作（包括接線處理、故障排除以及設計參數的給定等）能夠按照引導步驟準確、可靠地實現；

--自動調試模塊；自動調試模塊是根據仿真模型模塊中的自動測試用例而來的，它的功能就是將設計要求的、對應理論要求的自動測試用例結合具體的被測設備而進行自動調試，即自動調試模塊根據預先設定好的自動測試用例，並根據信號交互所接收到的信號採集器和被測設備的信號數據，自動進行調試，從而獲取被測設備的數據反饋；

--數據評價模塊；數據評價模塊根據預先設定的標準數據（即評價標準數據）、以及從數據存儲器調取的反饋數據（對應設計理論要求的數據），對自動調試模塊所獲得的被測數據進行分析和結果判定；

--報告生成模塊；報告生成模塊根據數據評價模塊輸出的分析和結果判定數據，自動生成設定表格形式的測控報告，以供輕鬆、方便的查閱；

--標識列印功能模塊；標識列印功能模塊為鐳射列印模塊，該鐳射列印模塊用於進行測試標識的鐳射列印，從而既形成脫離系統的信息介質-測試標識鐳射標籤，又表明該被測設備的調試通過是非完全人工調試完成的，即表明被測設備是使用本發明測試通過的、以表明其身份是區別於完全人工調試的；

-數據存儲器4；數據存儲器4以有線通訊的方式與智能測控器3連接；數據存儲器4用於接收智能測控器輸出的測控數據，將所接收的測控數據進行分析處理後進行存儲，前述的分析處理是對所接收的測控數據以清理、分類、統計的方式進行分析處理，以對海量的數據進行針對性的科學管理；並且，數據存儲器還應作為智能測控器的資料庫，根據智能測控器的調取指令而將所存儲的對應數據輸出給智能測控器；

-無線終端5；無線終端5為可攜式手持控制顯示設備；該無線終端5以無線通訊的方式與智能測控器進行數據交互，二者保持功能界面同步，即工人在離開智能測控器時，亦能通過無線終端對智能測控器上的信息進行掌握和操作（包括數據錄入和圖像捕捉等），特別適於現場接線及故障排除的操作使用要求，便利性大大提高。

實施例2

本實施例的其它內容與實施例1相同，不同之處在於：除無線終端與智能測控器之間、信號採集器與被測設備之間、以及智能測控器與被測設備之間保持無線通訊外，其它系統設備之間亦保持無線通訊，即在前述三組無線通訊的基礎上，信號採集器與智能測控器之間、智能測控器與數據存儲器之間亦保持無線通訊。

實施例3

本實施例的其它內容與實施例1相同，不同之處在於：除無線終端與智能測控器之間保持無線通訊外，其它系統設備之間以及系統設備與被測設備之間亦保持無線通訊，即在前述一組無線通訊的基礎上，信號採集器與被測設備之間、智能測控器與被測設備之間、信號採集器與智能測控器之間、智能測控器與數據存儲器之間亦保持無線通訊。

實施例4

本實施例的其它內容與實施例1相同，不同之處在於：去除無線終端。

實施例5

本實施例的其它內容與實施例1相同，不同之處在於：智能測控器去除列印功能模塊。

以上各實施例僅用以說明本發明，而非對其限制；參照上述各實施例對本發明進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解：本發明依然可以對上述各實施例中的具體技術方案進行修改，或者對其中部分技術特徵進行等同替換，而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本發明的精神和範圍。