專利名稱：一種用于獲取和傳輸海上風機控制系統數據的裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及風機數據傳輸領域，具體地，涉及一種用于獲取和傳輸海上風機控制系統數據的裝置。
背景技術：
能源和環境問題已經成為全世界的熱點和核心問題，常規能源如煤、石油、天然氣不僅資源有限，而且會造成嚴重的環境污染，發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電技術相比，風力發電具有發 電成本低、自然環境和社會環境影響好等優點。目前，風力發電已成為世界上公認的最接近商業化、市場競爭力最強的可再生能源技術。積極開發利用風力發電對于改善能源系統結構，保護生態環境具有深遠意義。陸上風力發電有占用土地資源多，噪聲污染大，干擾公眾視覺等問題。風電發達國家的經驗表明，將風電場建在海上比建在陸上有更多的社會效益、環境效益和經濟效益。海上風電場的開發必將成為我國風電產業的重要發展方向。相對于陸上風力發電，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巡檢來完成，不利于數據的分析和信息的及時反饋，當海上風機出現故障時，風機的具體位置很難立即定位，無法及時搶修，造成一定的經濟損失。
實用新型內容本實用新型的目的在于克服上述現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數據的裝置，使各個風機的數據能夠及時發出和獲取，降低因風機故障造成的經濟損失。為了實現上述目的，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數據的裝置，包括數據采集模塊、ZIGBEE組網模塊及監測中心PC機；所述數據采集模塊與海上風機主控系統的PLC控制器連接，且所述數據采集模塊通過ZIGBEE組網模塊與監測中心PC機連接。進一步地，所述數據采集模塊通過數據采集接口與海上風機主控系統的PLC控制器中的數據記錄裝置及GPS定位模塊連接。進一步地，所述數據采集接口采用OPC接口。進一步地，所述數據采集模塊包括依次連接的數據采集單元、數據處理單元、主控制器、協議控制器、ZIGBEE數據收發單元。進一步地，所述ZIGBEE組網模塊包括多個ZIGBEE節點及與ZIGBEE節點連接的ZIGBEE中繼網關，所述ZIGBEE節點與數據采集模塊連接，所述ZIGBEE中繼網關通過網絡與監測中心PC機連接。進一步地，所述ZIGBEE組網模塊的多個ZIGBEE節點采用自組網形式，且ZIGBEE組網模塊的拓撲結構為星型網、網狀網、混合網中的一種或多種。[0012]進一步地，所述ZIGBEE節點包括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、狀態指示模塊、存儲器、JTAG調試接口單元、數據接收接口單元、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節點通過多跳的方式連接至ZIGBEE中繼網關。進一步地，所述ZIGBEE中繼網關通過Internet網絡或GPRS/GSM公眾網絡與監測中心PC機連接。與現有技術相比，本實用新型具有以下有益效果ZIGBEE組網模塊具有如下特點低功耗、低成本、時延短、網絡容量大、可靠、安全。本實用新型采用ZIGBEE組網模塊進行數據傳輸，運行維護人員可通過監測中心PC機數據終端獲得實時數據，可及時獲取海上風機的數據并及時分析，發現故障及時解決，降低經濟損失。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數據的裝置的原理結構圖；圖2為ZIGBEE節點的原理結構圖；圖3為ZIGBEE網關的原理結構圖；圖4為海上風機PLC控制器及數據采集接口連接示意圖；圖5a、5b、5c為ZIGBEE組網模塊的網絡拓撲結構圖(分別為星狀網、網狀網、混合網)。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的優選實施例進行說明，應當理解，此處所描述的優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數據的裝置，包括數據采集模塊(包括依次連接的數據采集單元、數據處理單元、主控制器、協議控制器、ZIGBEE數據收發單元)、ZIGBEE組網模塊及監測中心PC機；數據采集模塊通過數據采集接口(如OPC接口或其它專用接口)與海上風機主控系統的PLC控制器中的數據記錄裝置及GPS定位模塊連接(如圖4所示)，且數據采集模塊通過ZIGBEE組網模塊與監測中心PC機連接。其中，ZIGBEE組網模塊包括多個ZIGBEE節點及ZIGBEE中繼網關，ZIGBEE節點通過多跳的方式連接至ZIGBEE中繼網關，ZIGBEE節點與數據采集模塊連接，ZIGBEE中繼網關通過Internet網絡或GPRS/GSM公眾網絡與監測中心PC機連接。如圖2所示，ZIGBEE節點包括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、狀態指示模塊、存儲器、JTAG調試接口單元、數據接收接口單元、復位電路、電源電路、電池管理電路及ZIGBEE/GPRS/GSM轉換模塊，其中，狀態指示模塊用于指示當前采用的是ZIGBEE的網絡節點，以及中繼處理如圖5a、5b、5c所示，為ZIGBEE網絡拓撲，分別為星型網、網狀網、混合網，在海上風機中，會采用這三種網絡拓撲中的一種或幾種。海上風機運行時，通過數據采集模塊采集風機主控系統的PLC控制器中的風機運行關鍵數據，如平均風速、變槳角度、變槳速率、發電機轉矩等關鍵參數以及GPS定位數據， 并將采集到的數據進行處理；部署在現場的ZIGBEE節點通過自組網構建的無線網絡傳輸到ZIGBEE中繼網關進行數據融合、處理，然后ZIGBEE中繼網關通過接入Internet網絡或GPRS/GSM公眾網絡，將監測數據傳回監測中心PC機。其中，ZIGBEE節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據，同時將數據處理后進行傳輸到ZIGBEE中繼網關。ZIGBEE中繼網關主要完成傳感器節點和監測中心的數據轉發、中繼、匯聚處理，ZIGBEE節點通過多跳的方式連接至ZIGBEE中繼網關(基站節點)，ZIGBEE中繼網關收到數據后，通過Internet網絡或GPRS/GSM公眾網絡連接后臺監測中心，并通過監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GPS定位數據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，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。
權利要求1.一種用于獲取和傳輸海上風機控制系統數據的裝置，其特征在于，包括數據采集模塊、Z I GBEE組網模塊及監測中心PC機； 所述數據采集模塊與海上風機主控系統的PLC控制器連接，且所述數據采集模塊通過ZIGBEE組網模塊與監測中心PC機連接。
2.根據權利要求I所述的一種用于獲取和傳輸海上風機控制系統數據的裝置，其特征在于，所述數據采集模塊通過數據采集接口與海上風機主控系統的PLC控制器中的數據記錄裝置及GPS定位模塊連接。
3.根據權利要求2所述的用于獲取和傳輸海上風機控制系統數據的裝置，其特征在于，所述數據采集接口采用OPC接口。
4.根據權利要求1、2或3所述的用于獲取和傳輸海上風機控制系統數據的裝置，其特征在于，所述數據采集模塊包括依次連接的數據采集單元、數據處理單元、主控制器、協議控制器、ZIGBEE數據收發單元。
5.根據權利要求1、2或3所述的用于獲取和傳輸海上風機控制系統數據的裝置，其特征在于，所述ZIGBEE組網模塊包括多個ZIGBEE節點及與ZIGBEE節點連接的ZIGBEE中繼網關，所述ZIGBEE節點與數據采集模塊連接，所述ZIGBEE中繼網關通過網絡與監測中心PC機連接。
6.根據權利要求5所述的用于獲取和傳輸海上風機控制系統數據的裝置，其特征在于，所述ZIGBEE組網模塊的多個ZIGBEE節點采用自組網形式，且ZIGBEE組網模塊的拓撲結構為星型網、網狀網、混合網中的一種或多種。
7.根據權利要求5所述的用于獲取和傳輸海上風機控制系統數據的裝置，其特征在于 所述ZIGBEE節點包括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、狀態指示模塊、存儲器、JTAG調試接口單元、數據接收接口單元、復位電路、電源電路、電池管理電路及ZIGBEE/GPRS/GSM轉換模塊。
8.根據權利要求5所述的用于獲取和傳輸海上風機控制系統數據的裝置，其特征在于所述ZIGBEE節點通過多跳的方式連接至ZIGBEE中繼網關。
9.根據權利要求5所述的用于獲取和傳輸海上風機控制系統數據的裝置，其特征在于，所述ZIGBEE中繼網關通過Internet網絡或GPRS/GSM公眾網絡與監測中心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數據的裝置，包括數據采集模塊、ZIGBEE組網模塊及監測中心PC機；所述數據采集模塊與海上風機主控系統的PLC控制器連接，且所述數據采集模塊通過ZIGBEE組網模塊與監測中心PC機連接。采用本實用新型的裝置可使各個風機的數據能夠及時發出和獲取，降低因風機故障造成的經濟損失。
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 優先權日2012年8月21日
發明者朱蓮, 劉國君, 王寧, 朱寧 申請人:國電聯合動力技術有限公司