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凭借集中式数据收集开发在线风电场状况监测体系

挑战:开发诊断网络,自动追踪锋利涡轮机的状态,并具备集中存取功能,让用户对获取的信息进行离线分析。解决方案:使用NILabVIEW开发应

应战: 开发确诊网络,主动追寻尖利涡轮机的状况,并具有会集存取功用,让用户对获取的信息进行离线剖析。

解决计划: 运用NILabVIEW开发运用,进行数据收集、数据管理、为运用供给网络存取功用,并运用NI CompactDAQ进行数据收集,以便在单一设备上调理并获取不同的信号。


构成该运用的模块示意图

CARTIF的工业确诊与猜测保护工程师,作业內容是开发确诊式工业环境体系。 而这些体系有必要能取得如振荡、电子与凹凸频率的各种数位信号,并到达高存数容量。许多情况下,咱们有必要在整个电力生产过程不断操作这些体系。

对风力涡轮而言,其功用与规划阶段的数据收集、确诊与存储需求,均近似于任何旋转机器的运用。 在风力涡轮的运用上,咱们有必要确诊多台机器,也因而大幅提高了材料与确诊的数量,使中心处理压力增大。

在与Iberdrola Renovables公司协作中,咱们开发的解決计划,可向一切机器供给独立的确诊设备、涣散式 PostgreSQL数据库,一起每个风力电厂调配1组服务器,和1组中心服务器。 咱们对界面进行修正使其可用于网络浏览器,然后涣散材料的存取。 有了LabVIEW网络服务器东西组,咱们开发的运用可供单机运用,并可发布到网络上。 因而,咱们运用LabVIEW作为单一的开发东西,在不考虑单个功用的装置方位、交流办法,与用户运用办法的情况下,整合数据收集、信号处理以及界面规划。

数据收集

依据确诊需求,咱们有必要从每座风力涡轮机中收集多个信号。 咱们装置了第一款原型,它具有8组%&&&&&%P加速度计、5组%&&&&&%加速度计、3组电流钳、3组电压传感器和2个丈量速度的电感传感器。 在考虑了各种信号类型之后,咱们挑选运用NI CompactDAQ体系,其间包含NI cDAQ-9172 8槽机箱、NIUSB-9233加速度计、NI 9205 C系列模仿输入模块、NI 9423漏极输入C系列模块,与NI 9474 C系列电子输出模块。

由于该体系在研讨过程中能以可变速度操作,所以该体系契合咱们对信号收集的多种需求,包含将速度信号与其他用作剖析的信号同步。 由于与缓慢转动轴相关要素的一般频率十分低,而且该体系某时刻段内的旋转速度数据改变性并不高且便于剖析,所以该体系还能够在较长时刻内接连地进行数据收集。

为了设定指定的收集时段,咱们只要在所需的收集时段内、速度改变百分比在不超越某个阀值时才干进行数据存储。 这种办法相当于运用触发软件,该软件中已存储的材料会对应预触发时刻,而且触发条件时由某个核算所决议,此核算会决议以往数据中的最高速度改变。

除了编码器信号,针对8个模仿通道,该体系可完成接连25 kHz的传输率,然后将材料接连存储至磁盘,并能够在所需时刻内取得该频率的信号。

确诊运用

考虑到动力相对的缺乏,该体系会逐次收集材料并稍后处理所收集到的材料。 在每一轮的基础上咱们进行不同通道和频率的收集,这是依据定时确诊进行的;咱们将悉数的成果存储在本地材料库中,而且只将最明显的成果或警报发送至中心数据库。

多个模块组成运用程序, 监督模块读取数据库设定,并依据这些设定、指令在预定时刻履行各种收集、后续处理与可用数据的确诊。 用户界面模块供给已收集信号的存取,以及用确诊成果进行简略的剖析功用,例如1个或多个收集的快速傅里叶(FFT)显现,而且该模块可彼此比较。 无需下载已收集的信号,任何用户都能够经过网络浏览器衔接至该界面。

模块化规划便于处理演算法的履行修正,且不用从头廉价编译运用程序就能添加新的功用。 在此事例中,该演算法坐落动态衔接库,可在体系处理没有运行时对其进行修改。

确诊网络

该体系的管理机制可便利每个数据库坚持最新状况,即便其间一个点失去了联络,一切的机器仍会接连主动进行预定的确诊。
咱们规划了一个坐落中心服务器上、可从任何网络浏览器存取、监控或进行数据收集(SCADA)的用户界面,所以该运用程序的用户能够快速取得各种机器所发生的确诊信息,而且具有高度的灵活性。 为了快速地存取或剖析收集的信号,用户能够衔接到机器上(而非中心服务器上)的界面。 在Apache服务器上,咱们将该办法建立在LabVIEW运用程序上。

为了在测验期间让各种网络元素彼此通讯,咱们建立了一个无线确诊网络,使其独立于风力场中一切其他通讯之外。

运用LabVIEW简化模块集成

咱们运用LabVIEW作为整个确诊运用程序的开发软件。 LabVIEW图形化编程环境,不需任何额定费用即可将模块整合至研制阶段。 虽然咱们独立规划了数据收集、处理与确诊模块,此模块规划能够推动软件开发过程,而且能够依据核算要求与设备功用,在不同渠道(或多核心体系及不同的微处理器)上履行该模块。 咱们在Iberdrola Renovables公司的电厂中完成了该体系,他们的大力支持对咱们项目的展开起了巨大的效果。

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