大功率風電齒輪箱的無線監(jiān)控系統(tǒng)研究

【摘要】：近幾年來由于受到全球經(jīng)濟對化石燃料高度依賴的影響,以及出于對環(huán)境問題的關心,發(fā)電方式的替代選擇受到越來越多的重視。同時,在能源市場逐漸多樣化這一大趨勢下,風能可能是最有前途的可持續(xù)能源之一。全球風電場的數(shù)目正逐年增多,但是風電場齒輪箱發(fā)生故障的事情也是接連不斷,特別是我國風電場的齒輪箱發(fā)生故障的幾率在風電機組出現(xiàn)的故障中占有很大比重。正是因為這樣,如何保障風電機組中的齒輪箱正常運行,在齒輪箱出現(xiàn)故障時及時得到維修或者可以預知發(fā)電過程中齒輪箱可能會出現(xiàn)的故障及時更換設備,減少因生產(chǎn)事故帶來的損失。這就要求有一套實時監(jiān)控系統(tǒng)對風電齒輪箱進行實時監(jiān)控,及時了解現(xiàn)場問題。本文主要是介紹了對大功率風電齒輪箱的無線監(jiān)控系統(tǒng)的研究。 首先,從整體結構上介紹了大功率風電齒輪箱的無線監(jiān)控的總體構架和該系統(tǒng)采取網(wǎng)狀拓撲結構的優(yōu)點。在硬件設計方面,主要介紹了終端節(jié)點、路由器節(jié)點和協(xié)調器節(jié)點的設計。終端節(jié)點主要是介紹了基于CC2430的無線傳感器網(wǎng)絡模塊節(jié)點設計和采集齒輪箱運行狀態(tài)數(shù)據(jù)的傳感器設計。路由器節(jié)點是在無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點設計的基礎上增加了一個串口。協(xié)調器的設計主要是介紹了USB設計、液晶顯示模塊設計和LEDS設計等。 然后,介紹了大功率風電齒輪箱的無線監(jiān)控系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)和上位機管理系統(tǒng)的研發(fā)。該系統(tǒng)的軟件編程主要是終端節(jié)點模塊、路由器節(jié)點模塊、和協(xié)調器節(jié)點模塊終端節(jié)點三個模塊的軟件開發(fā)。終端節(jié)點軟件編程主要是傳感器采集齒輪箱數(shù)據(jù)；路由器節(jié)點軟件編程主要是實現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收和發(fā)送、協(xié)調器節(jié)點軟件編程主要是通過路由器收集終端節(jié)點采集的數(shù)據(jù)然后通過串口上傳到上位機。上位機的管理系統(tǒng)是用VB實現(xiàn)的人機友好界面的管理系統(tǒng),主要介紹了管理系統(tǒng)的主窗體、實時監(jiān)控和系統(tǒng)管理等功能模塊。 最后,對本文所做的工作進行了總結和展望,提出了系統(tǒng)不完善之處和改進部分。 圖[28]參[49] 【關鍵詞】：無線監(jiān)控 傳感器網(wǎng)絡 風力發(fā)電 齒輪箱
【學位授予單位】：安徽理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2010
【分類號】：TM315;TP277
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 1 引言14-20
• 1.1 研究背景14-16
• 1.2 大功率風電齒輪箱的監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀16-17
• 1.3 該系統(tǒng)在應用方面的意義17-18
• 1.4 本文所做的工作18-20
• 2 系統(tǒng)總體設計20-28
• 2.1 系統(tǒng)總體介紹20-23
• 2.1.1 網(wǎng)絡拓撲結構21-22
• 2.1.2 上位機管理系統(tǒng)簡介22-23
• 2.2 大功率風電齒輪箱的無線監(jiān)控系統(tǒng)硬件平臺選擇23-27
• 2.2.1 處理器模塊的選擇要求23-24
• 2.2.2 無線通信方式的選擇24-26
• 2.2.3 傳感器模塊26-27
• 2.2.4 電源模塊27
• 2.3 本章小結27-28
• 3 無線監(jiān)控系統(tǒng)的硬件設計28-42
• 3.1 無線監(jiān)控系統(tǒng)的終端節(jié)點設計28-36
• 3.1.1 無線傳感器網(wǎng)絡節(jié)點的基本原理28-29
• 3.1.2 CC2430的特點29
• 3.1.3 節(jié)點模塊設計29-32
• 3.1.4 傳感器模塊設計32-33
• 3.1.5 溫度傳感器模塊硬件設計33-35
• 3.1.6 電池電壓檢測電路設計35-36
• 3.2 路由器節(jié)點設計36
• 3.3 協(xié)調器節(jié)點的設計36-40
• 3.3.1 協(xié)調器節(jié)點原理36-38
• 3.3.2 協(xié)調器節(jié)點的電源模塊電路設計38-39
• 3.3.3 協(xié)調器節(jié)點的USB和LEDS設計39-40
• 3.3.4 協(xié)調器節(jié)點的液晶顯示模塊電路設計40
• 3.4 本章小結40-42
• 4 無線監(jiān)控系統(tǒng)的軟件開發(fā)42-60
• 4.1 風電齒輪箱的無線監(jiān)控系統(tǒng)開發(fā)軟件架構42-47
• 4.1.1 風電齒輪箱的無線監(jiān)控系統(tǒng)軟件總體架構42-43
• 4.1.2 IAR EV8051集成開發(fā)環(huán)境的簡介43
• 4.1.3 ZigBee協(xié)議棧結構的簡介43-44
• 4.1.4 TI Z-Stack軟件架構44-47
• 4.2 終端節(jié)點的軟件設計47-53
• 4.2.1 終端節(jié)點的軟件設計構架47
• 4.2.2 終端節(jié)點的溫度測量47-49
• 4.2.3 程序設計49-53
• 4.3 路由器的軟件設計53-57
• 4.3.1 路由器簡介53
• 4.3.2 初始化53-54
• 4.3.3 選擇信道54-55
• 4.3.4 選擇通信模式55-56
• 4.3.5 發(fā)送模式56
• 4.3.6 接收模式56-57
• 4.4 協(xié)調器的軟件設計57-59
• 4.4.1 協(xié)調器軟件設計57-58
• 4.4.2 協(xié)調器向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)設計58-59
• 4.5 本章小結59-60
• 5 上位機管理60-66
• 5.1 系統(tǒng)登陸界面設計60-61
• 5.2 主窗體設計61
• 5.3 主要功能窗體設計61-62
• 5.4 系統(tǒng)管理設計62-63
• 5.5 系統(tǒng)調試63-64
• 5.6 本章小結64-66
• 6 結論與展望66-68
• 參考文獻68-72
• 致謝72-74
• 作者簡介及讀研期間主要科研成果74

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