專利名稱：一種用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及風機數(shù)據(jù)傳輸領域，具體地，涉及一種用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置。
背景技術：
能源和環(huán)境問題已經(jīng)成為全世界的熱點和核心問題，常規(guī)能源如煤、石油、天然氣不僅資源有限，而且會造成嚴重的環(huán)境污染，發(fā)展新能源已是大勢所趨。風能取之不盡，用之不竭，是一種清潔的可再生資源。與太陽能和生物能源等其他可再生能源發(fā)電技術相比，風力發(fā)電具有發(fā) 電成本低、自然環(huán)境和社會環(huán)境影響好等優(yōu)點。目前，風力發(fā)電已成為世界上公認的最接近商業(yè)化、市場競爭力最強的可再生能源技術。積極開發(fā)利用風力發(fā)電對于改善能源系統(tǒng)結構，保護生態(tài)環(huán)境具有深遠意義。陸上風力發(fā)電有占用土地資源多，噪聲污染大，干擾公眾視覺等問題。風電發(fā)達國家的經(jīng)驗表明，將風電場建在海上比建在陸上有更多的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。海上風電場的開發(fā)必將成為我國風電產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向。相對于陸上風力發(fā)電，海上風機多坐落于海上，交通十分不便，風機的日常檢查只能靠工作人員常規(guī)巡檢來完成，不利于數(shù)據(jù)的分析和信息的及時反饋，當海上風機出現(xiàn)故障時，風機的具體位置很難立即定位，無法及時搶修，造成一定的經(jīng)濟損失。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術的缺點和不足，提供一種用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置，使各個風機的數(shù)據(jù)能夠及時發(fā)出和獲取，降低因風機故障造成的經(jīng)濟損失。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置，包括數(shù)據(jù)采集模塊、ZIGBEE組網(wǎng)模塊及監(jiān)測中心PC機；所述數(shù)據(jù)采集模塊與海上風機主控系統(tǒng)的PLC控制器連接，且所述數(shù)據(jù)采集模塊通過ZIGBEE組網(wǎng)模塊與監(jiān)測中心PC機連接。進一步地，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過數(shù)據(jù)采集接口與海上風機主控系統(tǒng)的PLC控制器中的數(shù)據(jù)記錄裝置及GPS定位模塊連接。進一步地，所述數(shù)據(jù)采集接口采用OPC接口。進一步地，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括依次連接的數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、主控制器、協(xié)議控制器、ZIGBEE數(shù)據(jù)收發(fā)單元。進一步地，所述ZIGBEE組網(wǎng)模塊包括多個ZIGBEE節(jié)點及與ZIGBEE節(jié)點連接的ZIGBEE中繼網(wǎng)關，所述ZIGBEE節(jié)點與數(shù)據(jù)采集模塊連接，所述ZIGBEE中繼網(wǎng)關通過網(wǎng)絡與監(jiān)測中心PC機連接。進一步地，所述ZIGBEE組網(wǎng)模塊的多個ZIGBEE節(jié)點采用自組網(wǎng)形式，且ZIGBEE組網(wǎng)模塊的拓撲結構為星型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)、混合網(wǎng)中的一種或多種。[0012]進一步地，所述ZIGBEE節(jié)點包括ARM處理器及與ARM處理器連接的ZIGBEE無線通訊模塊、存儲器、JTAG調試接口單元、采集接口單元、復位電路、電源電路及電池管理電路；所述ZIGBEE中繼網(wǎng)關包括ARM處理器及與ARM處理器連接的ZIGBEE無線通訊模塊、狀態(tài)指示模塊、存儲器、JTAG調試接口單元、數(shù)據(jù)接收接口單元、復位電路、電源電路、電池管理電路及ZIGBEE/GPRS/GSM轉換模塊。進一步地，所述Z I GBEE節(jié)點通過多跳的方式連接至ZIGBEE中繼網(wǎng)關。進一步地，所述ZIGBEE中繼網(wǎng)關通過Internet網(wǎng)絡或GPRS/GSM公眾網(wǎng)絡與監(jiān)測中心PC機連接。與現(xiàn)有技術相比，本實用新型具有以下有益效果ZIGBEE組網(wǎng)模塊具有如下特點低功耗、低成本、時延短、網(wǎng)絡容量大、可靠、安全。本實用新型采用ZIGBEE組網(wǎng)模塊進行數(shù)據(jù)傳輸，運行維護人員可通過監(jiān)測中心PC機數(shù)據(jù)終端獲得實時數(shù)據(jù)，可及時獲取海上風機的數(shù)據(jù)并及時分析，發(fā)現(xiàn)故障及時解決，降低經(jīng)濟損失。下面通過附圖和實施例，對本實用新型的技術方案做進一步的詳細描述。

圖I為本實用新型一種用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置的原理結構圖；圖2為ZIGBEE節(jié)點的原理結構圖；圖3為ZIGBEE網(wǎng)關的原理結構圖；圖4為海上風機PLC控制器及數(shù)據(jù)采集接口連接示意圖；圖5a、5b、5c為ZIGBEE組網(wǎng)模塊的網(wǎng)絡拓撲結構圖(分別為星狀網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)、混合網(wǎng))。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的優(yōu)選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優(yōu)選實施例僅用于說明和解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。如圖I所示，本實用新型的一種用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置，包括數(shù)據(jù)采集模塊(包括依次連接的數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、主控制器、協(xié)議控制器、ZIGBEE數(shù)據(jù)收發(fā)單元)、ZIGBEE組網(wǎng)模塊及監(jiān)測中心PC機；數(shù)據(jù)采集模塊通過數(shù)據(jù)采集接口(如OPC接口或其它專用接口)與海上風機主控系統(tǒng)的PLC控制器中的數(shù)據(jù)記錄裝置及GPS定位模塊連接(如圖4所示)，且數(shù)據(jù)采集模塊通過ZIGBEE組網(wǎng)模塊與監(jiān)測中心PC機連接。其中，ZIGBEE組網(wǎng)模塊包括多個ZIGBEE節(jié)點及ZIGBEE中繼網(wǎng)關，ZIGBEE節(jié)點通過多跳的方式連接至ZIGBEE中繼網(wǎng)關，ZIGBEE節(jié)點與數(shù)據(jù)采集模塊連接，ZIGBEE中繼網(wǎng)關通過Internet網(wǎng)絡或GPRS/GSM公眾網(wǎng)絡與監(jiān)測中心PC機連接。如圖2所示，ZIGBEE節(jié)點包括ARM處理器及與ARM處理器連接的ZIGBEE無線通訊模塊、Flash存儲器、JTAG調試接口單元、采集接口單元、復位電路、電源電路及電池管理電路；如圖3所示，ZIGBEE中繼網(wǎng)關包括ARM處理器及與ARM處理器連接的ZIGBEE無線通訊模塊、狀態(tài)指示模塊、存儲器、JTAG調試接口單元、數(shù)據(jù)接收接口單元、復位電路、電源電路、電池管理電路及ZIGBEE/GPRS/GSM轉換模塊，其中，狀態(tài)指示模塊用于指示當前采用的是ZIGBEE的網(wǎng)絡節(jié)點，以及中繼處理如圖5a、5b、5c所示，為ZIGBEE網(wǎng)絡拓撲，分別為星型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)、混合網(wǎng)，在海上風機中，會采用這三種網(wǎng)絡拓撲中的一種或幾種。海上風機運行時，通過數(shù)據(jù)采集模塊采集風機主控系統(tǒng)的PLC控制器中的風機運行關鍵數(shù)據(jù)，如平均風速、變槳角度、變槳速率、發(fā)電機轉矩等關鍵參數(shù)以及GPS定位數(shù)據(jù)， 并將采集到的數(shù)據(jù)進行處理；部署在現(xiàn)場的ZIGBEE節(jié)點通過自組網(wǎng)構建的無線網(wǎng)絡傳輸?shù)絑IGBEE中繼網(wǎng)關進行數(shù)據(jù)融合、處理，然后ZIGBEE中繼網(wǎng)關通過接入Internet網(wǎng)絡或GPRS/GSM公眾網(wǎng)絡，將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳回監(jiān)測中心PC機。其中，ZIGBEE節(jié)點作為檢測信息的傳感器載體，但又與一般概念的傳感器不同，它不僅能感知監(jiān)測量的變化，還能對采集信息進行處理，從中提取出有用的數(shù)據(jù)，同時將數(shù)據(jù)處理后進行傳輸?shù)絑IGBEE中繼網(wǎng)關。ZIGBEE中繼網(wǎng)關主要完成傳感器節(jié)點和監(jiān)測中心的數(shù)據(jù)轉發(fā)、中繼、匯聚處理，ZIGBEE節(jié)點通過多跳的方式連接至ZIGBEE中繼網(wǎng)關(基站節(jié)點)，ZIGBEE中繼網(wǎng)關收到數(shù)據(jù)后，通過Internet網(wǎng)絡或GPRS/GSM公眾網(wǎng)絡連接后臺監(jiān)測中心，并通過監(jiān)測中心的處理提供給用戶，用戶從中獲取最關心的信息，例如報警信息，然后根據(jù)GPS定位數(shù)據(jù)進行定位并及時處理。最后應說明的是以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，對于本領域的技術人員來說，其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內(nèi)。
權利要求1.一種用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，包括數(shù)據(jù)采集模塊、Z I GBEE組網(wǎng)模塊及監(jiān)測中心PC機； 所述數(shù)據(jù)采集模塊與海上風機主控系統(tǒng)的PLC控制器連接，且所述數(shù)據(jù)采集模塊通過ZIGBEE組網(wǎng)模塊與監(jiān)測中心PC機連接。
2.根據(jù)權利要求I所述的一種用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊通過數(shù)據(jù)采集接口與海上風機主控系統(tǒng)的PLC控制器中的數(shù)據(jù)記錄裝置及GPS定位模塊連接。
3.根據(jù)權利要求2所述的用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集接口采用OPC接口。
4.根據(jù)權利要求1、2或3所述的用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，所述數(shù)據(jù)采集模塊包括依次連接的數(shù)據(jù)采集單元、數(shù)據(jù)處理單元、主控制器、協(xié)議控制器、ZIGBEE數(shù)據(jù)收發(fā)單元。
5.根據(jù)權利要求1、2或3所述的用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，所述ZIGBEE組網(wǎng)模塊包括多個ZIGBEE節(jié)點及與ZIGBEE節(jié)點連接的ZIGBEE中繼網(wǎng)關，所述ZIGBEE節(jié)點與數(shù)據(jù)采集模塊連接，所述ZIGBEE中繼網(wǎng)關通過網(wǎng)絡與監(jiān)測中心PC機連接。
6.根據(jù)權利要求5所述的用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，所述ZIGBEE組網(wǎng)模塊的多個ZIGBEE節(jié)點采用自組網(wǎng)形式，且ZIGBEE組網(wǎng)模塊的拓撲結構為星型網(wǎng)、網(wǎng)狀網(wǎng)、混合網(wǎng)中的一種或多種。
7.根據(jù)權利要求5所述的用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于 所述ZIGBEE節(jié)點包括ARM處理器及與ARM處理器連接的ZIGBEE無線通訊模塊、存儲器、JTAG調試接口單元、采集接口單元、復位電路、電源電路及電池管理電路； 所述ZIGBEE中繼網(wǎng)關包括ARM處理器及與ARM處理器連接的ZIGBEE無線通訊模塊、狀態(tài)指示模塊、存儲器、JTAG調試接口單元、數(shù)據(jù)接收接口單元、復位電路、電源電路、電池管理電路及ZIGBEE/GPRS/GSM轉換模塊。
8.根據(jù)權利要求5所述的用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于所述ZIGBEE節(jié)點通過多跳的方式連接至ZIGBEE中繼網(wǎng)關。
9.根據(jù)權利要求5所述的用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置，其特征在于，所述ZIGBEE中繼網(wǎng)關通過Internet網(wǎng)絡或GPRS/GSM公眾網(wǎng)絡與監(jiān)測中心PC機連接。
專利摘要本實用新型公開了一種用于獲取和傳輸海上風機控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)的裝置，包括數(shù)據(jù)采集模塊、ZIGBEE組網(wǎng)模塊及監(jiān)測中心PC機；所述數(shù)據(jù)采集模塊與海上風機主控系統(tǒng)的PLC控制器連接，且所述數(shù)據(jù)采集模塊通過ZIGBEE組網(wǎng)模塊與監(jiān)測中心PC機連接。采用本實用新型的裝置可使各個風機的數(shù)據(jù)能夠及時發(fā)出和獲取，降低因風機故障造成的經(jīng)濟損失。
文檔編號H04L29/08GK202798802SQ20122041756
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月21日 優(yōu)先權日2012年8月21日
發(fā)明者朱蓮, 劉國君, 王寧, 朱寧 申請人:國電聯(lián)合動力技術有限公司