iDAQ风力发电机状态监测与故障诊断系统

风力发电作为可再生能源的重要方式，已广泛应用于世界各地。为了降低风力发电机维护成本，提高故障诊断效率，需要安装风力发电机故障诊断系统。

本系统通过安装振动、速度、温度、电压电流等传感器对齿轮箱、叶片、轴系等各部位信号进行采集和分析，获取RMS、峰峰值、一倍频、N倍频、圆心轨迹等特征。当故障趋势发生时，通过频谱分析、时频分析、小波分析等，进行特征值提取和预测判断故障点。通过网络技术与云平台连接，再通过机器学习进行数据再建模，提高设备利用率，减少运营成本，提高发电量，增加经济效益。

该系统基于开放式架构，采用研华模块化分布式测控系统，包括256kS，24-bit，4通道动态信号采集模块iDAQ-801、32通道隔离DIO模块iDAQ-731、4槽独立式机箱iDAQ-964、独立式控制器AMAX-5580等。针对风机齿轮箱，轴承，传动轴等进行监测；提供叶片，塔筒，螺栓，电气绝缘特性等健康监测和故障预警，预知性维修。

系统实施

在主轴承轴向和径向、齿轮箱输入端、行星级、中间轴、高速轴的水平和垂直方向、发电机驱动端和非驱动端径向安装8路加速度IEPE振动传感器、2路速度传感器、8路发电机功率、轴承温度等工艺参数传感器。振动信号通过iDAQ-801进行数据采集，工艺信号通过控制器采集并通过以太网上传到AMAX-5580中。

系统功能

1. 高分辨率同步采集：多达12路的振动信号24位高分辨率同步采集，并可以弹性扩充；
2. 多种分析手段：频谱分析、倒谱分析、时频分析、小波分析、信号滤波；
3. 丰富展现形式：时域、频谱、倒谱、阶次、包络、瀑布图等；
4. 专家模型：转子不平衡、不对中、动静摩擦、轴弯曲、油膜涡动、支撑部件松动、齿轮局部异常、轴承内外滚道滚动体损伤等；
5. AI建模：时间轴数据挖掘、数据压缩、平面轴数据挖掘、参比设备数据挖掘；
6. 多种通讯：支持有线，无线传输，基础参数可编辑，具有自学习功能；
7. 开放式架构：模块化部署、弹性扩充、易于升级。
8. 远程诊断与维护。

主要核心产品

振动采集

iDAQ-801-AE 256kS/s/ch,24位,4通道DSA iDAQ模块

•支持热插拔

•4通道同步采样256kS/s

•24位分辨率,IEPE供电

•可配置抗锯齿滤波器

•高增益，可达±187.5mV输入范围

高速数字DIO

iDAQ-731-AE 16通道隔离DI,16通道隔离DO iDAQ模块

•32通道隔离DI/O(16通道数字输入，16通道数字输出)

•支持高达10kHz的buffer采集/更新速率

•高驱动能力，中断处理能力

•数字输出类型可在sink (NPN)类型和source (NPN)类型之间切换

•600VRMS隔离保护

独立式机箱

iDAQ-964 4槽独立式iDAQ模块机箱

• 连接AMAX-5000系列控制器的PCIe接口
• LED状态指示
• 4个iDAQ槽
• 2个可编程功能引脚，用于定时信号(触发器，时钟)输入/输出

CPU模块AMAX-5580

Intel® Core™ i7/i5/Celeron® 边缘控制器 支持iDAQ&EtherCAT扩展

• 第六代Intel® Core™i7 / i5 / Celeron® 处理器，最高2.6 GHz，4GB / 8GB DDR4内存
• 2×GbE，4×USB 3.0，2×RS-232/422/485，1×VGA，1×HDMI
• 双电源输入，报警输出
• 紧凑型无风扇设计，可用于控制柜中的DIN导轨安装
• 与iDAQ之间可放置3个AMAX-5400系列模块，扩展3G / LTE / WIFI / GPS

该系统整个组件在5Grms随机振动和30G冲击测试下进行测试，这些测试旨在承受最极端的振动场景。iDAQ系列采用铝合金外壳，具有更好的EMC性能。工作温度范围是-20 - 60°C，可以在大多数工厂和室外环境中24/7稳定运行。