一种风力发电机组数据采集分析装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及风力发电技术领域，具体是一种风力发电机组数据采集分析装置。本实用新型专利技术的风力发电机组数据采集分析卡包括外部连接器、FPGA数据采集模块、FPGA数据分析模块、USB转换模块、ARM处理器和以太网口、以及上位机监测系统；其中，外部连接器与ADC数据转换电路的输出端连接、ARM处理器的以太网接口和上位机的以太网接口连接。本实用新型专利技术适用于风力发电机组的振动故障监测。本实用新型专利技术解决了现有风力发电机组数据采集技术采集速度慢、采集数据类型单一、采集精度低的问题。采集精度低的问题。采集精度低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组数据采集分析装置


[0001]本技术涉及电力设备
，尤其涉及一种风力发电机组数据采集分析装置。

技术介绍

[0002]近年来，随着全球性能源短缺，风力发电得以迅速发展。在风力发电机组运行过程中，通常需要对风力发电机组的运行数据进行实时采集，以此提高风力发电机组的效率和运行的可靠性，同时对机组实现故障的及时发现、分析及排除。在现有技术条件下，风力发电机组数据采集技术由于自身结构原理所限，普遍存在如下问题：其一，现有风力发电机组数据采集技术普遍采用PLC处理器进行数据的采集处理和传输，因而其采集速度慢。其二，现有风力发电机组数据采集技术普遍采用单一类型的传感器进行数据的采集，因而其采集数据类型单一。其三，现有风力发电机组数据采集技术的模数转换器位数小，因而其采集精度与转换速率低。其四，现有风力发电机组数据采集技术普遍缺少上位机监测系统监测技术，因而其无法对风力发电机组进行远程控制。基于此，有必要专利技术一种全新的风力发电机组数据采集装置，以解决现有风力发电机组数据采集技术采集速度慢、采集数据类型单一、采集精度低的问题。

技术实现思路

[0003]为解决现有技术的不足，本技术提出了一种风力发电机组数据采集分析装置。
[0004]为了实现上述目的，本技术提供一种风力发电机组数据采集分析装置，包括：外部连接器、FPGA数据采集模块、FPGA数据分析模块、USB转换模块、ARM处理器和上位机监测系统监测系统；其中，外部连接器连接于FPGA数据采集模块与外部模拟量板卡之间，与FPGA数据采集模块的输入端口连接；FPGA数据采集模块的输出端口分别跟FPGA数据分析模块和USB转换模块的输入端口连接；USB转换模块与ARM处理器通过USB总线连接进行双向通信；ARM处理器的数据传输端与上位机监测系统监测系统的数据传输端通过以太网双向连接。
[0005]其中，外部连接器和FPGA数据采集模块之间设置 ADC数据转换芯片，ADC数据转换芯片的数据通过SPI总线传输到FPGA中的数据采集模块。
[0006]其中，FPGA数据采集模块和FPGA数据分析模块之间设置DDR3存储芯片，FPGA数据采集模块将SPI总线的串行信号转换为32bit并行数据后，存储到DDR3存储芯片中；FPGA数据分析模块从DDR3存储芯片中获取数据，进行计算。
[0007]其中，FPGA数据分析模块和USB转换模块的并行接口连接，将原始数据和分析结果传到USB转换模块中；ARM处理器通过FTDI的官方USB驱动，将原始数据和分析结果从USB转换模块中读出并存入到ARM处理器的DDR3存储模块中。
[0008]其中，还包括SD存储卡和电源模块；SD存储卡的数据传输端与ARM处理器的数据传
输端双向连接；电源模块的输出端分别与FPGA数据采集模块、FPGA数据分析模块的电源输入端、USB转换芯片的电源输入端、ARM处理器的电源输入端连接；工作时，SD存储卡对ARM处理器采集到的实时数据和分析结果进行离线存储，在和上位机监测系统的连接中断后，离线缓存至少48小时的数据；电源模块对FPGA数据采集模块、FPGA数据分析模块、USB转换芯片、ARM处理器进行供电。
[0009]其中，ADC数据转换芯片为AD7766、AD7767、AD7796、AD7768型24位模数转换器中的一种；所述FPGA数据采集模块为Spartan
‑
6系列FPGA数据采集器；所述ARM处理器为Cortex
‑
A9型ARM处理器；所述USB转换模块为FTDI 的FT2232系列USB数据传输转换芯片。
[0010]其中，外部模拟量板卡连接不同振动传感器，以接收振动传感器产生的振动分析指标；其中，所述振动分析指标的类型至少包括：均值、有效值、峰值、波性指标、峰值指标、脉冲指标、裕度指标、峭度指标和4096点FFT。
[0011]区别于现有技术，本技术所述的风力发电机组数据采集分析装置具有如下优点：
[0012]其一，本技术所述的风力发电机组数据采集系统采用FPGA对数据进行高速采集和在线分析，通过ARM处理器对数据进行传输，因而其保证了系统数据采集的准确度高、传输速度快、处理能力强。
[0013]其二，本技术所述的风力发电机组数据采集系统支持多种类型的ADC转换芯片进行数据的采集，因而其采集数据类型更加多样化。
[0014]其三，本技术所述的风力发电机组数据采集分析卡支持最高单总线256Khz/24bit的数据传输速率、支持对16路ADC信号进行同步采样，采样精度高，采样速率高，满足现场实际使用要求。
[0015]其四，本技术所述的风力发电机组数据采集系统增设了上位机监测系统监测系统，因而其实现了对风力发电机组实时监测功能。
[0016]综上所述，本技术所述的风力发电机组数据采集系统基于全新结构，有效解决了现有风力发电机组数据采集技术采集速度慢、采集数据类型单一、采集精度低的问题。
附图说明
[0017]下面将结合附图及实施例对本技术作进一步说明，附图中：
[0018]图1为本技术提供的一种智能可再生供电电源的结构示意图。
具体实施方式
[0019]为了对本技术的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图详细说明本技术的具体实施方式。
[0020]参阅图1，本技术提供了一种风力发电机组数据采集分析装置，包括：外部连接器1、FPGA数据采集模块2、FPGA数据分析模块3、USB转换模块4、ARM处理器5和上位机监测系统监测系统6；其中，外部连接器1连接于FPGA数据采集模块2与外部模拟量板卡之间，与FPGA数据采集模块2的输入端口连接；FPGA数据采集模块2的输出端口分别跟FPGA数据分析模块3和USB转换模块4的输入端口连接；USB转换模块4与ARM处理器5通过USB总线连接进行双向通信；ARM处理器5的数据传输端与上位机监测系统监测系统6的数据传输端通过以太
网双向连接。
[0021]其中，外部连接器1和FPGA数据采集模块2之间设置 ADC数据转换芯片7，ADC数据转换芯片7的数据通过SPI总线传输到FPGA中的数据采集模块2。
[0022]其中，FPGA数据采集模块2和FPGA数据分析模块3之间设置DDR3存储芯片8，FPGA数据采集模块2将SPI总线的串行信号转换为32bit并行数据后，存储到DDR3存储芯片8中；FPGA数据分析模块3从DDR3存储芯片8中获取数据，进行计算。
[0023]其中，FPGA数据分析模块3和USB转换模块4的并行接口连接，将原始数据和分析结果传到USB转换模块4中；ARM处理器5通过FTDI的官方USB驱动，将原始数据和分析结果从USB转换模块5中读出并存入到ARM处理器5的DDR3存储模块中。
[0024]其中，还包括SD存储卡9和电源模块10；SD存储卡9的数据传输本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组数据采集分析装置，其特征在于，包括：外部连接器、FPGA数据采集模块、FPGA数据分析模块、USB转换模块、ARM处理器和上位机监测系统监测系统；其中，外部连接器连接于FPGA数据采集模块与外部模拟量板卡之间，与FPGA数据采集模块的输入端口连接；FPGA数据采集模块的输出端口分别跟FPGA数据分析模块和USB转换模块的输入端口连接；USB转换模块与ARM处理器通过USB总线连接进行双向通信；ARM处理器的数据传输端与上位机监测系统监测系统的数据传输端通过以太网双向连接。2.根据权利要求1所述的风力发电机组数据采集分析装置，其特征在于，外部连接器和FPGA数据采集模块之间设置ADC数据转换芯片，ADC数据转换芯片的数据通过SPI总线传输到FPGA中的数据采集模块。3.根据权利要求1所述的风力发电机组数据采集分析装置，其特征在于，所述FPGA数据采集模块和FPGA数据分析模块之间设置DDR3存储芯片。4.根据权利要求3所述的风力发电机组数据采集分析装置，其特征在于，FPGA数据分析模块和USB转换模块的并行接口连接。5.根据权利要求1所述的风力发电机组数据采集分析装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：王灵梅，孟恩隆，李永龙，司荣国，耿淑强，王凯林，王强，贾成真，刘玉山，姬继文，闫卓民，
申请(专利权)人：山西大学，
类型：新型
国别省市：