DSP和ARM双处理器在风电机组在线监测系统中的应用

摘要

随着风电机组的长期运行，其故障日益增多，为了提高风电设备运行的安全可靠性，预防故障、减少损失，及时发现设备的异常，掌握设备的运行状态，把握它的发展趋势，全面提高生产力，就要提高对风电设备的在线监控水平。在风力发电方面，国外监控技术的研究和应用已趋于成熟，并建立了比较全面的监控分析系统，而我国的发展比较滞后，风电机组的故障不能提早预测，严重影响了风电场的产能效率。因此，研究开发风电机组在线监测系统有着重要的现实意义。
　　 通过对国内外在线监测系统的分析总结，本课题基于DSP和ARM双处理器，研究设计了一个功能丰富、性能可靠的风电机组在线监测系统。系统以TI公司的DSPTMS320VC5402为数据处理核心，实现数据采集、数据处理及特征提取功能；以三星公司的ARMS3C2410A为控制核心，实现人机接口及通讯功能。DSP和ARM的通讯通过DSP的主机接口HPI完成，这种方式不会打断DSP的正常运行，确保了系统的实时性与可靠性。
　　 通过风电机组故障机理的分析，系统主要对轴承的振动信号进行了监测。利用振动信号判断异常部位、异常原因和异常程度，是当前采用最多的、最有效的在线监测方法。在振动信号分析时，采用了更适合振动信号的小波包变换提取其特征，提高了故障诊断的准确率。
　　 系统软件开发分两部分完成。在DSP软件设计时，对信号特征的提取方法进行了具体分析，并且在CCS软件中对小波程序做了调试。在ARM软件设计时，确定了基于LIUNX操作系统的软件方案，对部分应用程序进行了流程设计。