風電監測設備在線控制模擬信號隔離變送新器件_風電監測_電機監測

風電監測設備在線控制模擬信號隔離變送新器件

2016/7/5 15:41:11

風力發電是一種成長中的干凈的可再生能源。無論是單個機組還是組合機組的風力發電場，它們都是目前世界上發展很快的新能源。風力發電機組原理是將風力機械能轉化成電能。風力發電的規?？梢詮?00KW到6MW。最常用的風力發電機組是水平軸布置，發電機組基本上是一個大型低速風扇，但是它不是電能驅動，沒有將機械能通過減速箱驅動大型低速風扇，相反的，它提供機械能，通過加速箱驅動發電機產生電能。這個反向的過程帶有很多會產生振動的旋轉部件，長時間的損耗可能會導致最終失效。風力發電機組能否正常工作是運維的核心問題。對風力發電機組來說，主要軸承，齒輪箱和發電機失效是不可以接受的。這些部件的替換將會非常昂貴，而且重量大，安裝地點是50-100 米的高空上。在風力發電機組上安裝永久型加速度振動傳感器可以檢測下述問題： •齒輪失效 •齒輪磨損 •葉輪振動 •電子故障 •不平衡 •不對中 •松動 •共振等。

風電機組控制系統檢測設備包括PLC、PC電腦、輸入電源、重載連接器以及與PLC相連接的交流電源輸出模塊、溫度信號輸出模塊、模擬信號輸出模塊、數字信號輸出模塊、脈沖信號輸出模塊、數字信號檢測模塊、交流信號檢測模塊、編碼器信號檢測模塊。這些模塊可以實現對風電機組控制系統的輸出電源、控制信號等的測量，對各類輸入的模擬信號通過PC電腦與PLC和待測風電機組控制系統的PLC的數據交換與處理，實現對檢測過程的自動控制。

隔離放大器和數據采集器用于同步采集風電機組振動傳感器產生的振動模擬信號，并對這些模擬信號進行AD模數轉換，便于中控機對這些信號進行存儲處理。理論上講，同步數據采集器最好根據設計指標需求進行單獨設計，這樣會降低成本，但是從時間效益方面考慮，不太符合現階段實際情況，因此擬采用市場上現有的通道隔離型（防竄擾）同步數據采集器。同步數據采集器的選型主要從以下幾個方面考：

1.數據同步采集通道。數據同步采集通道主要取決于振動傳感器的安裝數量、數據同步采集需求以及風電機組檢測裝置的可擴展性能。 2.數據采集通道的采樣頻率。同步數據采集卡的通道采樣頻率由每通道數據采樣頻率決定，數據采樣頻率既不能太低，又不能過高。采樣頻率過低會使信號產生疊加，不能夠正確還原為原數據信號，因此通道采樣頻率必須要滿足采樣定理，即fs>=2fc。其中fs為采樣頻率，fc為采集信號的中心頻率。采樣頻率過高，會產生大量數據，對于數據的后續處理及存儲產生不便。 3.采集數據模數轉換精度。理論上，模數轉換的精度越高越好，但是高精度帶來大的數據量，大數據的處理難度較高，因此對于模數轉換精度的選取，滿足需求即可。 4.數據采集卡的接口類型。數據采集卡的接口用于和中控機進行數據通信。為了便于維修和擴展，擬采用現在比較通用的數據PCI總線接口。根據以上分析，為滿足風電機組檢測裝置的同步采集通道較多的需求，擬采用16路隔離型同步數據采集系統。主要采用兩種方案：采用一塊16路通道隔離型防竄擾（ISO AD16）同步數據采集卡和多塊通路較少的數據采集卡外接同步。

針對當前風電產業在新能源背景下蓄勢待發，風機性能及運行系統可靠性管理影響著整個產業發展，是風能發電產業化過程中的重要環節。當前，面對風能行業機組運維成本過高的問題，風電場業主和整機廠商都在尋求技術解決方案。該問題的背后包含了機組部件的工作穩定性差，故障頻發，需要經常檢修甚至更換等因素，也包含了在一個風電場內部，需要檢修的機組不能提前預知，經常是機組故障停機之后再去進行故障排查的被動情況。

如果能利用在線監測系統，實時監控機組的運行情況，通過監測數據較早評估機組的工作健康狀態，可以提前安排每臺機組的檢修時間，及時準備備件，合理協調運維計劃，從而減少停機時間，提高發電量，降低風電機組運維成本。順源科技研發生產的ISO系列隔離放大器和數據采集器產品已廣泛應用于風電機組控制系統檢測設備之中。

風電監測設備在線控制模擬信號隔離變送新器件.（溫度、震動傳感器模擬信號放大變送隔離系列IC）

一、風電監測設備總線通訊接口高隔離DC-DC模塊電源

VB系列/ VD系列 / WRFS系列/ WRFH系列 / WRHH系列隔離模塊電源。輸入與輸出之間的隔離電壓3KV/6KVDC，8KV輸出抗靜電防護，寬電壓輸入穩壓輸出（標稱誤差< 2%），輸出具有自恢復過載短路保護功能。標準SIP 7 /SIP10Pin阻燃封裝。

當負載變化或空載時輸出電壓值變動較小，不會升高超出額定設計電壓值。特別為工業現場CAN總線、RS232/RS485通訊、以太網RJ45通訊等接口供電提供隔離電源設計，可以有效隔離地線環流干擾、抑制通訊接口竄擾及增強通訊接口抗靜電防護功能。廣泛應用在計算機控制裝置、工業自動化設備、機器人、數控機床、停車場智能控制、智能家居以太網物聯網通訊、醫療儀器、電力儀表、安防數據采集控制等行業。

詳細技術資料：

VB系列 http://www.sun-yuan.com/download/html/DownDetail_41.html

VD系列 http://www.sun-yuan.com/download/html/DownDetail_162.html

WRFS系列 http://www.sun-yuan.com/download/html/DownDetail_39.html

WRFH系列 http://www.sun-yuan.com/download/html/DownDetail_163.html

WRHH系列 http://www.sun-yuan.com/download/html/DownDetail_60.html

二、風電（電機）運行轉速、頻率、位移、溫度、霍爾元件等傳感器模擬信號V/I、I/V低成本隔離放大轉換IC

ISO EM系列4-20mA轉0-5V隔離放大器隔離變送器 IC，是一種將（傳感器輸出）模擬電壓或電流信號經隔離轉換成精度、線性度相匹配的混合集成電路。產品主要用于工業控制系統中模擬信號輸入輸出控制，傳感器與儀器儀表,PLC信號傳輸過程的隔離放大轉換。系統內部通過DSP、PLC的DA轉換輸出信號來顯示和控制其它裝置的可調輸出，現場工作電壓、電流和各種運行參數的監測及系統外部增加4-20mA（0-20mA）/0-5V標準信號接口等。該IC為標準Sip12 Pin符合UL-94的阻燃封裝，占用PCB板面積少。裝入儀器內部可以并聯安裝實現多路信號的監測、隔離和轉換。 IC在同一芯片上集成了一個多隔離的DC/DC變換電源和一組模擬信號隔離放大器，輸入及輸出側寬爬電距離及內部隔離措施使該芯片可達到3000VDC絕緣電壓。ISO EM系列產品使用非常方便，免零點和增益調節，無需外接調節電位器等任何元件，即可實現工業現場信號的隔離轉換功能。

詳細技術資料：http://www.sun-yuan.com/download/html/DownDetail_1.html

三、防竄擾16通道模擬量數據采集器

ISOAD系列產品實現傳感器和主機之間的信號安全隔離和高精度數字采集與傳輸，廣泛應用于RS232/485總線工業自動化控制系統，4-20mA / 0-5V信號測量/Pt100等熱電阻測量監視和控制，小信號的測量以及工業現場信號隔離及長線傳輸等遠程監控場合。通過軟件配置，可接入多種傳感器類型，包括電流輸出型、電壓輸出型、以及熱電偶等等。

產品內部包括電源隔離，信號隔離、線性化，A/D轉換和RS-485串行通信等功能模塊。每個串口最多可接256只ISOAD系列模塊，通訊方式采用ASCII碼字符通訊協議或MODBUS RTU通訊協議，其指令集兼容于ADAM模塊，波特率可由用戶設置，能與其他廠家的控制模塊掛在同一RS-485總線上，便于主機編程。

ISOAD系列產品是基于單片機的智能監測和控制系統，所有用戶設定的校準值，地址，波特率，數據格式，校驗和狀態等配置信息都儲存在非易失性存儲器EEPROM里。 ISOAD系列產品按工業標準設計、制造，信號輸入 / 輸出之間隔離，可承受3000VDC隔離電壓，抗干擾能力強，可靠性高。寬工作溫度范圍- 45℃～+70℃。