风电机组在线振动监测系统

风电机组在线振动监测系统主要由振动数据采集、通信、监测、分析及远程控制组成，具体系统架构如图1所示。振动传感器检测风电机组传动链振动情况，在前端处理层将振动信号转化为电信号。位于机舱中的数据采集柜对传感器检测到的电信号进行调理，并进行A/D转化为数字信号，经转化后的数字信号将通过风电场光纤环网送至后端处理层。同时，传送至中控室的数字信号通过互联网络可送至远程监控中心，实现风电机组振动数据的远程分析、诊断。风电机组在线振动监测、数据采集站、内网服务器和风电机组振动分析软件均在风电场局域网内，且是不依赖于外网而独立运行的。风电场局域网内的风电机组振动信息可以经过现场网络隔离器，通过以太网的形式发送给远程监控中心。

一、在线振动监测系统硬件

在线振动监测系统硬件一般由传感器、信号调理、数据采集站、服务器四部分组成。传感器主要包括位移传感器、速度传感器。信号调理对采集到的微弱信号进行隔离、放大、补偿和变换，具有较强的远距离驱动能力和抗干扰能力。数据采集站将采集到的模拟量转换成数字量，便于系统分析处理。振动数据采集系统完成振动数据的采样、信号调理、数据输出。

传感器的测量方式采用加速度测量，通过振动监控模块实现输出在X、Y、Z三个方向上的加速度测量值获取。系统采用近年来迅速发展的MEMS（微电子机械系统）加速度计作为振动检测传感器。此类传感器具有成本低、功耗低、测量范围宽、动态性能好等特点。外围接口使用简单方便，完全可以满足风电机组振动检测需求。传感器安装配置为：主轴拟配置3个振动加速度传感器，齿轮箱拟配置5个振动加速度传感器，发电机拟配置3个振动加速度传感器，另配置1个转速传感器采集高速轴转速。

信号采集主要由信号调理（包括信号转换器、信号预处理）和数据采集模块组成，完成风电机组各测点振动信号的收集工作，确保信号从风电机组传输到控制室时不失真和衰减，并将模拟电信号通过A/D转化为数字信号送至上位机，实现上位机对数字信号的显示、分析功能。采集站同时具有参数设置、数据采集、数据存储、通信与预警功能。数据采集系统中的信号调理部分通常会嵌入采集站内的采集卡中，采集卡既可完成信号调理，也能实现信号A/D转化功能。