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网络式风电监测数据采集系统

作　者: 刘扬
导　师: 韩红彪
学　校: 河南科技大学
专　业: 机械制造及其自动化
关键词: 以太网 风电监控 数据采集
分类号: TP274.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


风力发电机一直采用计划维修与事后维修方式，无法全面及时了解设备运行状况和发现问题，易造成重大损失。为了全面深入掌握风机的使用工况，了解塔架、机舱、齿轮箱、主轴承等关键部件的受力情况和动态性能，对风力发电机进行性能分析、寿命及可靠性预评估，需要一种对风电运行状态和参数进行监测的系统。而风电场通常地处边远地区，风电场机组之间物理距离远、维护难度大，运行环境差，对风电检测系统的设计具有一定的难度。本文分析了风电的国内外发展状况，根据风场的环境、条件确定了系统的功能与技术要求，确定了风电监控系统的总体方案，完成了数据采集卡的软硬件设计和上位机检测软件设计。数据采集卡主要由模拟调理板、采集板、核心板等组成，可对6路模拟信号进行程控放大、自动调零和数据采集，并可计算出其均方根、峰峰值和均值等特征值。利用CPLD和82C54计数器实现了1路转速信号频率的测量，数据可通过TC/IP协议传送到上位机。上位机可同时连接单个或多个采集卡并对其进行远程参数配置和数据监控等。通过硬件制作和软硬件调试试验，该系统能够正常工作，使用户方便的监测风力发电机的运行状态，从而有效的保护机组，避免设备过多的损坏。

全文目录


摘要  2-3
ABSTRACT  3-7
第1章 绪论  7-15
  1.1 课题研究来源、背景和意义  7-9
  1.2 国内外研究现状  9-12
    1.2.1 国内外风电监测存在的问题  9-10
    1.2.2 国内外风电监测系统研究现状  10-12
  1.3 课题研究的主要内容  12-15
    1.3.1 风电监测系统分析  12-14
    1.3.2 本文主要研究内容  14-15
第2章 网络式风电监测数据采集系统总体方案设计  15-21
  2.1 引言  15
  2.2 风力发电机的基本组成  15-16
  2.3 风电监测的技术要求与方案  16-20
    2.3.1 在线监测系统的技术及功能要求  16-17
    2.3.2 在线监测系统方案  17-20
  2.4 本章小结  20-21
第3章 硬件系统设计  21-47
  3.1 硬件系统组成及功能  21
  3.2 模拟调理板  21-24
    3.2.1 LM317 稳压器  22-23
    3.2.2 LF356 输入型运算放大器  23-24
  3.3 核心板设计  24-29
    3.3.1 EM9160 的 CN1 信号定义  25-27
    3.3.2 EM9160 的 CN2 信号定义  27-29
  3.4 采集板设计  29-42
    3.4.1 放大调零电路  30-31
    3.4.2 82C54 计数器  31-34
    3.4.3 A/D 转换电路  34-35
    3.4.4 CPLD 逻辑电路  35-39
    3.4.5 CPLD 对 A/D7656 的控制  39
    3.4.6 CPLD 对 82C54 的控制  39-42
  3.5 硬件调试  42-46
    3.5.1 SPI 通信的调试  42-44
    3.5.2 CPLD 的读写调试  44-46
  3.6 本章小结  46-47
第4章 系统软件设计  47-59
  4.1 软件的系统架构及其功能  47-48
    4.1.1 软件系统的功能  47
    4.1.2 风力发电机在线监测装置软件架构  47-48
  4.2 下位机软件设计  48-53
    4.2.1 下位机软件架构  49-50
    4.2.2 下位机软件的逻辑控制  50-51
    4.2.3 自动调零程序  51
    4.2.4 A/D 采样程序  51-52
    4.2.5 数据处理程序  52-53
  4.3 上位机软件设计  53-58
    4.3.1 上位机软件架构  53-55
    4.3.2 监测程序的主界面  55
    4.3.3 监测项目与监测设备的管理  55
    4.3.4 通道信号面板  55-57
    4.3.5 信号历史报表  57-58
    4.3.6 采集装置参数设置  58
  4.4 本章小结  58-59
第5章 结论与展望  59-61
  5.1 结论  59
  5.2 展望  59-61
参考文献  61-65
致谢  65-66
攻读硕士学位期间的研究成果  66

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 自动化技术及设备 > 自动化系统 > 数据处理、数据处理系统 > 数据收集和处理系统
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