专利名称：一种风力发电机故障诊断装置的制作方法
技术领域：
一种风力发电机故障诊断装置
技术领域：
本实用新型涉及一种风力发电机的故障诊断装置，尤其适合用于兆瓦级 大型风力发电机的故障诊断。
背景技术：
为节约能源，充分利用自然资源，风力发电机被许多地方采用。而这些 地方常常是大风伴随着低温，自然条件往往对设备的要求很高。就风力发电
机而言，由于风机是装在近70米的高塔上的，低温会使液压油性能发生变异， 而一旦出现故障，尤其是在偏远地区，将很难维修，会严重影响风力发电机 的正常运行。
目前，大型风力发电机的故障检测比较简单，主要是通过一些传感器进 行检测，不能通过软件进行数据分析，不能对风机的常见故障进行分析预测。

发明内容
本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种能对风力发电机 的常见故障进行有效分析与检测的装置，从而提高风力发电机的使用寿命。
为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为
一种风力发电机故障诊断装置，含有箱体、面板、扬声器、触摸瑪显示 器、控制板，在面板上设有第一扬声器和第二扬声器、按钮及触摸屏显示器， 控制板设置在箱体的内部，其特征是，箱体为圆柱形结构，在圆形的控制板 上设置和连接的元器件主要有温度传感器、振动传感器、速度传感器、压力 传感器、电流传感器、电压传感器，以及电源和控制器，其中，所述的传感 器将信号传给控制器，由控制器对信号进行分析判断，做出状态预测。
本实用新型连接有加热器和风扇。所述的加热器和风扇受控制器控制，当环境温度低于设定值时，启动加
热器对风力发电机进行升温；当油温高于设定值时启动风扇对风力发电机进 行降温。
本实用新型的工作原理是
由温度传感器、振动传感器、速度传感器、压力传感器、电流传感器、 电压传感器、控制器等构成风力发电机故障诊断装置，其中各种传感器将采 集的信号传输给控制器，控制器内设置有各种分析软件，可对各种信号进行 分析判断，进而用对风力发电机的运行状况进行检测和故障诊断，做出状态 预测，使工作人员随时了解风力发电机的工作状况， 一旦出现故障，可及时 知道，并进行有针对性的维修，使风力发电机保持良好的工作状态。
本实用新型的积极效果是
利用各种传感器了解大型风力发电机的运行状况，利用软件对传感器送 来的信号进行分析判断，进而对大型风力发电机存在故障的检测与诊断，能 够早知道大型风力发电机的运行故障，及时进行有针对性的保养和维修；该 装置具有分析准确、使用方便和可靠性高的优点。


附图1为本实用新型一种风力发电机控制装置的外部结构示意图； 附图2为本实用新型一种风力发电机控制装置控制板的结构示意图； 附图3为本实用新型一种风力发电机控制装置的流程框图； 附图4为本实用新型一种风力发电机控制装置的电器连接结构图； 附图5为本实用新型一种风力发电机控制装置的系统软件流程图。 图中的标号分别为-1、箱体， 2、面板， 3、第一扬声器，4、按钮，
5、触摸屏显示器，6、第二扬声器，7、控制板， 8、温度传感器,
9、振动传感器，10、速度传感器，11、压力传感器，12、电流传感器，13、电压传感器，14、指示灯，15、电源， 16、控制器。
具体实施方式
以下结合附图给出本实用新型一种风力发电机故障诊断装置的具体实施 方式。
参见附图1。
一种风力发电机故障诊断装置，含有箱体l、面板2、扬声器、触摸屏显 示器5、控制板7，箱体l为圆柱形结构，在圆盖形的面板2上设有触摸屏显 示器5、第一扬声器3、第二扬声器6及按钮4，本实施例采用了一个触摸屏 显示器5，操作和显示方便，如果需要也可以改为采用两个显示器，用以分开 显示不同的信息；整个面板2结构简单，信息集中。在箱体l上设有启动按 钮和停止按钮。
参见附图2。
圆形的控制板7设置在圆柱形箱体1内部，在控制板7上设置和连接的 元器件主要有温度传感器8、振动传感器9、速度传感器IO、压力传感器ll、 电流传感器12、电压传感器13，以及指示灯14、电源15和控制器16，其中， 各种传感器将信号传给控制器16，由控制器16对信号进行分析判断，做出状 态预测，由电源15给控制器16、指示灯14和各传感器供电。
所述的箱体l、扬声器、触摸屏显示器5、各种传感器和电源可以选用现 在市场有供应的相应型号的部件和/或标准配件，除非特殊需要，否则无需专 门制作。
参见附图3。
本实用新型由温度传感器8、振动传感器9、速度传感器IO、压力传感器 11、电流传感器12、电压传感器13将测得的信号转换为电信号输送给控制器 16，控制器16做出判断后，通过触摸屏显示器5显示风力发电机的运行状态， 如遇特殊情况，则通过第一扬声器3、第二扬声器6和/或指示灯14进行报警，从而进行故障诊断的提示。
由温度传感器8对风力发电机液压油的温度进行监测，将测得的信号转 换为电信号输送给控制器16，当环境温度低于设定值时，就启动加热器进行 升温；当油温高于设定值时则启动风扇进行降温。
参见附图4。
图4是本实用新型的电器连接结构图，它主要由以下部分组成 (一)控制器 1、 S7-200PLC主机
PLC选用S7—200的CPU224型，它为24点，其中输入为14点，输出为 10点，可连接7个扩展模块，最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量 1/0点，13K字节程序和数据存储空间，6个独立的30KHZ高速计数器，2路 独立的20KZ高速脉冲输出，具有PID控制器；l个RS-485通讯编程口，具有 PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。其I/0端子排很容易整体 拆卸，是具有较强控制能力的控制器。S7-200的强大功能使其无论是独立运 行，还是相连成网皆能实现复杂的控制功能，因此，S7-200具有极高的性价 比。
2、模拟量扩展模块
模拟量扩展模块提供了输入/输出的功能，本实用新型选用2块EM235模 ±央——EM235 (1)、 EM235 (2)， EM235模块有4路模拟量输入，1路模拟量输 出，其中压力、齿杆行程作为输入，而输出0 — 10V的电压用来控制变频器。
采用EM235模块的优点是
(1) 最佳适应性，可适应于复杂的控制场合。
(2) 直接与传感器和执行器相连，12位的分辨率和多种输入/输出范围 能够不用外加放大器而与传感器和执行器直接相连，例如，该模块可直接与 PT100热电阻相连。
(3) 灵活性，当实际应用有变化时，PLC可以相应地进行扩展，并可非常容易地调整用户程序。
3、触摸屏显示器5
触摸屏显示器5选用施奈德电气公司生产的彩色液晶显示屏，其参数为
10.4英寸、1MB用户内存、2MB动态RAM、 640X480象素，其特点是价格适 中、免维护设计、背光灯寿命高达5万小时。 (二)检测参数 1、转速的检测
本实用新型的速度传感器10采用霍尔元件，将磁钢放在主轴刻度盘上， 计数脉冲通过CPU224的IO端输入，利用S7-200的高速计数功能和中断功能， 计算出1秒钟的脉冲个数，再乘以60，是为转速，经软件计算转换后，信息 送触摸屏显示器5显示。
2、 液压油温的设定、控制及显示
由于不同地区的环境温度不同，需要对液压油的温度进行监控， 一般应 控制在38 42"C之间，本实用新型对油温的监控是通过对油温加热器的通电 时间来进行的。加热器的通断可根据预置温度的上下限预测与实测油温的比 较来决定，当环境温度低于设定值时，就启动加热器进行升温；当油温高于 设定值时则启动风扇进行降温；感应的温度信号送入EM235 (1)模块的A输 入端，经A/D转换变为数字量。
油温检测电路由油温传感器(热敏电阻)和温度/频率(T/F)转换电路 组成，T/F电路用于将温度信号转换为频率信号，然后送给PLC高速计数器， 用中断方式对频率计数，把温度模拟量变为PLC能处理的数字量，并送触摸 屏显示器5显示。
3、 振动信号的检测
由振动传感器9将测得的风力发电机主轴的振动信号转换为4 20mA电 流信号，并将该信号送入EM235 (1)模块的C输入端，经过A/D转换模块转 变为数字量，送入CPU进行处理，并在触摸屏显示器5上显示。4、 压力信号的检测
由压力传感器11将测得的风机液压油的压力信号转换为4 20mA电流信 号，该信号送入EM235 (1)模块的B输入端，经过A/D转换模块转变为数字 量，送入CPU进行处理，并在触摸屏显示器5上显示。
5、 电压信号的检测
由电压传感器13将测得的风力发电机输出的电压信号转换为4 20rnA电 流信号，该信号送入EM235 (2)模块的A输入端，经过A/D转换模块转变为 数字量，送入CPU进行处理，并在触摸屏显示器5上显示。
6、 电流信号的检测
由电流传感器12将测得的风力发电机输出的电流信号转换为4 20mA电 流信号，该信号送入EM235 (2)模块的B输入端，经过A/D转换模块转变为 数字量，送入CPU进行处理，并在触摸屏显示器5上显示。
参见附图5。
该系统软件包括主显示程序、显示子程序、信号控制中断服务处理程序 以及各功能键处理程序，采用模块化结构设计。系统开机后首先进行系统初 始化，然后进入键盘监控状态；若此时有键按下，则进入相应键的处理程序。 在中断服务程序中，系统完成对速度的自动检测。
权利要求1、一种风力发电机故障诊断装置，含有箱体、面板、扬声器、触摸屏显示器、控制板，在面板上设有第一扬声器和第二扬声器、按钮及触摸屏显示器，控制板设置在箱体的内部，其特征是，箱体为圆柱形结构，在圆形的控制板上设置和连接的元器件主要有温度传感器、振动传感器、速度传感器、压力传感器、电流传感器、电压传感器，以及电源和控制器，其中，所述的传感器将信号传给控制器，由控制器对信号进行分析判断，做出状态预测。
2、 根据权利要求1所述的风力发电机故障诊断装置，其特征在于，连接 有加热器和风扇。
3、 根据权利要求2所述的风力发电机故障诊断装置，其特征在于，所述 的加热器和风扇受控制器控制，当环境温度低于设定值时，启动加热器对风 力发电机进行升温；当油温高于设定值时启动风扇对风力发电机进行降温。
专利摘要本实用新型一种风力发电机故障诊断装置，含有箱体、面板、扬声器、触摸屏显示器、控制板，在面板上设有第一扬声器和第二扬声器、按钮及触摸屏显示器，控制板设置在箱体的内部，其上设置和连接的元器件主要有温度传感器、振动传感器、速度传感器、压力传感器、电流传感器、电压传感器，以及电源和控制器，其中，各传感器将信号传给控制器，由控制器对信号进行分析判断，做出状态预测；本实用新型可连接加热器和风扇，当环境温度低于设定值时，启动加热器进行升温，当油温高于设定值时启动风扇进行降温；其积极效果是利用传感器了解风力发电机的运行状况，通过软件进行分析和判断，及时检测与诊断，及时进行保养和维修。
文档编号G01M15/00GK201368797SQ20082015608
公开日2009年12月23日 申请日期2008年11月28日 优先权日2008年11月28日
发明者刘三明, 李占辉, 杨玉玲, 扬 王, 鸿 王, 王致杰 申请人:上海电机学院