风力发电机组在线监测系统数据采集器设计

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1、专业学位硕士研究生学位论文新疆大学论文题目(中文)：风力发电机组在线监测系统数据采集器设计论文题目(外文)：DesignoftheDataacquisitionusinginWindturbineon-linemonitoringsystem研究生姓名：张文强学位类别：专业学位专业名称：电气工程导师姓名职称：王海云副教授论文答辩日期2015年5月23日学位授予日期年月日新疆大学硕士学位论文摘要风电机组在线监测和故障诊断的难点在于机组叶片的载荷分布与机组的振动信号、噪声信号之间存在复杂的关联性，如叶片发生裂痕，载荷分布不均匀等典型故障情况下噪声和振动信号之间的关系，且

2、这种关联性在检测到的信号之间体现的规律也较为复杂，目前对这种多信号之间故障关系的判别研究还是空白。为了全面深入地掌握风电机组的工作状况，包括塔架、机舱、齿轮箱、主轴承等关键部件的动态性能，需要设计一款专用于风电机组在线监测的数据采集器。本论文针对数据采集器的国内外发展状况进行了分析，根据风电机组的典型故障类型，通过对典型故障振动信号的特征分析以及现有产品设计方案的对比研究确定了风力发电机组在线监测系统数据采集器的性能指标以及总体设计方案，完成了基于PCI总线模块化结构的大型风电机组数据采集器的硬件设计。利用以工控机为核心的主控器和存储设备，当外部系统通讯中断的时候，

3、实现了数据采集器独立不间断工作，同时，PCI总线的设计，使得多个PCI采集卡可和下位机进行扩展连接，实现了采集通道的扩展。通过基于GPRS的无线通讯模块实现了数据的无线传输，采集器可方便的与上位机通信，进行数据交换，进而通过人机接口界面实现风电机组的在线监测。评析结果表明，模块化设计的数据采集器具有较高的可靠性和稳定性以及良好的可扩展性和独立性，能够满足现场在线监测工作的需求，并且具有较高的性价比等特点。关键词：数据釆集器，在线监测，工控机，PCI总线I新疆大学硕士学位论文ABSTRACTThedifficultyofWindturbineon-linemonito

4、ringandtroubleshootingisthecomplexcorrelationthatexistsbetweentheunitleavesloaddistributionandtheunitvibrationsignalsandthenoise.Suchastherelationshipbetweenthenoiseandvibrationsignalsinthetypicalfailurethatcracksoccuredinbladeandtheunevendistributionload,betweenthedetectedsignalthisco

5、rrelationreflectedinthelawisalsomorecomplex,atpresent,thedistinguishingofthefaultrelationshipbetweenthismulti-signalisstillblank.Tofullyanddepthgraspthefanworkingconditions,includingthedynamicperformanceofthetower,nacelle,gearbox,mainbearingsandotherkeycomponents,adedicateddataacquisit

6、ionisneededforwindturbinesonlinemonitoringsystem.domesticandinternationalThispaperanalyzesthedevelopmentofthedataacquisition.Accordingtothetypicalfailuretypesofwindturbines,throughthecomparativestudyofexistingproductdesignsolutionsitdeterminedtheperformanceandoveralldesignofthewindturb

7、ineon-linemonitoringsystemdatacollector,andcompletedthehardwaredesignofdataacquisitionbasedonPCIbus.Whentheexternalsystemcommunicationinterrupts,byusingtheindustrialcontrolcomputerandstoragedevices,thedatacollectorcoulduninterruptedworkindependently,meanwhile,duetothedesignofPCIbus,t