风电巨人的“神经末梢”：ifm如何实现零缺陷运维与百万级故障拦截

2025年风电行业迎来转折。从草原到山地、沿海到高原，巨型机组拔地而起，将风能转化为清洁能源，重塑全球能源格局。这些"钢铁巨人"在风中舞动，以自然之力驱动绿色未来。

然而，机组建设与运维如同在狂风中起舞——从设备稳定性到精准监测，从高效维护到系统智能化管理，每个环节都至关重要，稍有不慎，就可能影响整个项目的顺利交付和长期稳定运行。

ifm凭借高性能创新技术，为风电行业提供位置传感器、过程传感器及诊断系统的全栈解决方案：

■位置传感器精准实现机组部件到位检测与转速监控，确保传动链协同运作；

■过程传感器集成液压系统压力/温度/液位监测，保障介质供应可靠性；

■诊断系统通过油液湿度检测、颗粒物分析及转子锁定传感器，构建预测性维护体系，覆盖设备全生命周期健康管理。

01电动变桨系统

现代兆瓦级风力涡轮机通过变桨系统实现转速控制。该系统通过调节转子叶片角度优化风轮转速，整套变桨系统（含控制器）集成于轮毂前端。

转子叶片末端位置检测

电感式接近开关IGS232可用于检测风力涡轮机转子叶片终端位置，当传感器检测到目标位置时，会向变桨控制器发送信号并停止驱动装置运行。该传感器凭借优异的感应范围、坚固结构及寒冷环境适应性，成为该场景的理想选择。

02变桨液压驱动设备

变桨系统通过调节叶片角度控制转速。变桨控制器接收发电机转速信号，计算出叶片角度指令；停机时需将叶片回撤至0°位置。

变桨系统输入压力监控

气缸压力由压力变送器PT5404实时监测，确保控制回路稳定运行。

蓄能器压力监测

变桨系统故障时，蓄能器通过失效安全阀自动触发，利用液压压力推动叶片归位至0°，保障停机安全。系统通过压力变送器PT5404监测压力，确保控制回路可靠性。

03中央润滑系统

中央润滑系统的核心功能是为关键部件（如叶片固定器、齿轮箱轴承及发电机轴承等）提供充足且自动的润滑保护，以显著降低维护频次与运维成本。

润滑油可视化液位监测

采用MK系列磁性气缸开关或KG系列电容式传感器实时监测储油罐液位，当液位低于预设阈值时发出报警信号。传感器支持非接触式介质识别，可根据不同油液特性定制校准参数。

润滑油分配器状态监测

润滑系统总管内的传感器组用于持续监测活塞阀的开闭状态。电感式接近开关IFS214凭借短小坚固外壳，适用于空间受限的情况，-25℃至+70℃宽温域适应性，特别适合风电设备振动环境下的长期稳定运行。

04主轴

兆瓦级风力涡轮机额定转速通常为18-25转/分钟，具体视机组尺寸和设计而定。主轴前端（慢轴）安装的转速传感器实时监测转子转速，为传动系统或联轴器故障诊断提供关键数据。多数机组通过转速监测模块将传感器脉冲信号转为模拟量传输以实现转速测量。

主轴转速监测

为预防风力涡轮机因超速导致的机械损毁，采用电感式接近开关IGS232对主轴转速进行实时监测，并通过DD系列安全型转速监控器进行数据评估。

05转子锁

检修叶片、轮毂或传动链时，需启用转子锁防止转子意外转动。该装置采用螺栓式锁定机构，可通过液压/电气/机械方式驱动螺栓缩回转子盘内。为确保维护期间锁定有效，传感器系统会持续向控制器反馈锁定状态信号，形成双重安全验证机制。

转子锁位置检测

风力涡轮机维护期间，采用电感式接近开关IIS246检测转子锁位置，当锁体到位时传感器触发信号，向控制器发送解锁指令，实现从部分锁定到完全锁定的可靠过渡。

06液压动力装置

中央液压动力单元为液压驱动部件（如刹车、变桨系统、服务吊机、转子锁）提供压力。ifm提供多款过程传感器保障系统可靠性。

压力监测

油压过低时，可能导致转子叶片螺距或液压制动系统失效。此时，PP系列压力传感器会向控制器发送警报信号，还支持通过IO-Link接口自动导入开关点参数，实现批量生产的快速编程，彻底避免误设问题。PT系列压力变送器能持续监测液压系统状态，凭借其坚固耐用的特性与易用设计，确保长期稳定运行。

液位监测

LMT系列点液位传感器实时监测液压油位，当油位降至阈值时触发报警信号，预防系统故障。该传感器兼容IO-Link接口调节，集成抗泡防垢设计，确保长期可靠运行。

07齿轮箱

含齿轮箱的风力涡轮机通过齿轮箱将转子转速从低速提升至匹配发电机的额定转速。其主齿轮箱通常采用三级行星齿轮结构，设计需综合考虑寿命、重量、尺寸、维护和成本等因素。关键参数包括油位状态、油温及齿轮箱内所有旋转部件的润滑状态。

液位监测

通过PA系列静压传感器连续监测齿轮箱油位，避免严重损坏，降低高昂维护成本。

08机油过滤系统

机油过滤系统实时监测风力涡轮机传动链状态。通过检测微小颗粒预防故障，并通过过滤油液和污垢延长维护周期，显著降低机组运行成本。

滤芯饱和度监测

差压滤器的压差可用于判断滤芯饱和度。通过紧凑型压力变送器PT5404持续监测滤器前后压差，当前后压差增大时可判定滤芯污染或饱和。该传感器采用金属薄膜测量单元，具有高强韧性，且在-40℃下符合CCV防爆标准，其模拟量输出可用于持续监测滤器。

油品水分监测

液压油与润滑剂中的高浓度水分可能导致设备异常甚至损坏。LDH系列油湿度传感器同步监测油液相对湿度（0%-100%）与温度，并通过两路模拟量信号将数据传输至PLC，实现连续监控。

09结构健康监测

风力涡轮机设计要求结构在20年内抵御风暴、雷击、结冰及高温。ifm振动传感器可持续监测塔筒、基础及叶片结构完整性，监测数据助力优化风机运行参数，避免共振风险，保障长期结构可靠性。

转子叶片裂纹监测

转子叶片裂纹会在负载变化时产生瞬态脉冲。采用振动传感器VSA101持续测量叶片内表面加速度，专为结构测量设计，即使叶片运动也不会产生干扰信号。VSE系列振动分析模块可检测冲击事件并触发控制器报警。

ifm将与风电企业紧密合作，以创新为引领，以技术为支撑，共同迎接绿色能源新时代的挑战与机遇！