一、產品概述

1.1總體描述

風電機組全狀態在線監測系統DBCMS-8000是一款基于對風電機組關鍵部件傳動鏈、塔筒、葉片的數據采集、邊緣計算、實時監測、數據分析、故障診斷的智能監測系統，實現對風電機組的故障預測與健康管理（PHM）——預先識別故障類型、故障程度和故障精確定位、預測失效，從而實現設備預測性運維和視情維修，讓業主優化維修策略，減小意外停機和安全事故，助力客戶實現的節能增效和安全生產的企業目標。

風電機組智能數據采集終端裝置DBCMS-8000（以下簡稱采集裝置）作為風電機組智能監測系統的核心部件，承擔著信號感知、信號調理、邊緣計算、數據傳輸等重要工作，是連接風電機組部件與中控可視化軟件平臺的橋梁。在設計生產中，充分考慮風電應用場景的特殊性，從工作環境溫度、電磁兼容、信號頻率、機械電氣噪聲干擾、關鍵部件監測點位置、線纜部署、安裝方式和數據傳輸等方面都進行全方位的設計和測試，能夠充分適應風電機組在線監測的應用。

“智能終端”——采集裝置的設計，集成了高性能嵌入式處理運算芯片，能夠實時計算信號特征參數，并根據自修正的報警門檻實時上報報警狀態信息，并且能夠根據現場環境噪聲調整數據清洗濾波參數，實現有效的數據前端清洗，為后期故障診斷提供“干凈”的有效數據。

1.2遵循標準

風電機組智能數據采集終端裝置產品遵循如下表所示標準。

二、系統結構

2.1系統介紹

風電機組智能數據采集終端裝置DBCMS-8000-IC01，作為風電機組全狀態監測系統DBCMS-8000的核心部件，應用于風電機組，從信號感知到數據傳輸，結合可視化軟件的預測和診斷，實現了系統的完整功能，系統總體架構如圖1所示。

圖1 風電機組系統應用總體架構圖

2.2采集裝置組成

風電機組全狀態檢測系統，由感知傳感器、采集裝置、分析監測軟件和連接線纜等附件組成，如下表所示。

I采集裝置：采集裝置實現振動、角度、轉速信號采集，并完成信號的降噪處理、模數轉換、信號濾波、特征計算、報警判別、數據傳輸等功能。

II普頻振動傳感器：完成中高速旋轉部件的振動信號能量轉換。

III低頻振動傳感器：完低速旋轉部件的振動信號能量轉換。

IV轉速傳感器：轉速傳感器完成對發電機驅動端齒盤位移的監測，通過齒盤位移信號生成的方波信號計算當前發電機轉速，用于輔助故障的數據分析。

V雙軸振動傳感器：完成對葉片及塔筒的振動信號能量轉換。

VI雙軸傾角傳感器：完成對塔基及塔筒傾斜角度的轉換。

VII數據分析可視化軟件：數據分析可視化軟件實現對風機關鍵部件測點狀態的實時監測、實時報警、數據分析、故障診斷和業務數據可視化顯示。

三、總體功能

I 采集裝置能監測風電機組的主軸承、齒輪箱、發電機、葉片、塔筒等關鍵部件的運行狀態，發現故障、精確定位故障部件，通過故障診斷系統軟件基于軸承、齒輪等對象自動報警；

II 故障診斷系統在接入功率、風速等信號時具有基于風機運行工況與故障危害程度的多物理量聯合診斷與綜合決策功能；

III 具有高速軸系動態不對中、發電機轉子軸動不平衡監測與分析功能；

IV 系統內嵌有傳動鏈滾動軸承、齒輪等故障特征數據庫，數據庫軸承、齒輪及報警門限等輸入參數對用戶公開并可進行編輯；

V 系統應具有用戶友好的人機界面，方便用戶操作，可方便設定設備狀態多級報警值，同時可以輸出不同的統計信息，包括報警報告、測量信息報告、信號異常報告、機器診斷結果報告等。輸出報表支持WORD格式；

VI 系統應能提供數據的時域波形圖、頻譜圖、階次譜圖、解調譜圖、趨勢圖（多臺趨勢比對顯示）、瀑布圖、波特圖、棒圖、軸心位置圖、關聯圖等，方便進行數據分析及故障診斷；

VII 系統支持Windows自帶遠程工具或Web遠程訪問功能，能通過地面系統分析軟件或瀏覽器遠程瀏覽風電機組狀態；

VIII 多機位測量數據對比，分析風場載荷分布，分析風場規劃合理性，數據分析可用于風場改造、控制優化；

IX測量葉片實際狀態，作為樣機調試、控制優化、技術改造評估的依據，評估技改質量、效果和對葉片及機組的影響；

X葉片剩余狀態評估，規模監測可用于判斷需要重點監測維護的葉片；

XI結構健康狀態監測，監測葉片結構健康狀態，避免發生重大失效和非計劃外維修。可辨識一定規模的氣動不平衡、結冰、結構失效、氣動性能衰減等劣化情況；

XII實時分析塔筒晃動位移，塔筒剛度分析；通過塔筒傾角分布，可以分析塔筒變形、焊縫開裂和螺栓受力情況；

XIII實時分析塔基基礎不均勻沉降；

XIV系統基于 B/S 架構，支持集中監控和遠程訪問，實時掌握各地葉片運行情況。

XV 系統診斷故障類型

圖2 采集裝置外觀圖示

四、自然環境

I 工作環境溫度：-40 ℃～70 ℃；

II 存儲環境溫度：-45℃～85 ℃；

III 工作環境濕度：95%RH非冷凝；

IV 大氣壓力：80kPa～110kPa。