一种用于风电叶片生产状态及运维状态监控的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于材料成型工艺技术领域，涉及纤维增强复合材料加工成型技术，主要涉及一种风电叶片生产状态和运维状态监控的方法。
【背景技术】
[0002]风力发电叶片是由两个半壳体粘接组成的大型复合材料制品，通常采用的生产工艺包含多个工序，依次是:铺层(玻璃纤维织物、泡沫芯材及导流介质)、真空灌注、涂胶合模、脱模、后处理(切边加强、锯切打孔、打磨修型、涂层和称重配重)，最终成套入库。在传统的风电叶片制程中，叶片生产状态的关键信息(如工序、原材料、质量问题等)均采用过程记录表单的形式进行填写和汇总，流转速度很慢。当后处理工段遇到问题需要参考成型工序的关键信息时，难以对信息进行迅速调取和筛选，导致信息传递效率很低，无法对叶片的生产状态进行有效监控，降低了生产效率。
[0003]风电叶片是大型制品，风电技术发展至今叶片的长度已超过70m，在叶片的生产过程中，经常需要对叶片进行流转和临时存放，当叶片在堆放场地积压较多时，寻找和定位某支叶片就显得较为困难。当面临对某支叶片进行问题判定和维修时，通常的做法是人工到叶片根部根据叶片编号逐个查找，增加了额外工作时间，进一步降低了生产效率。
[0004]此外，风电叶片的设计寿命为20年，在质保期内，根据风机的运行状况，需要及时对叶片进行损伤修复和定期维护。目前叶片的运维记录都是针对单次单支的数据信息，难以形成整个质保期内的信息汇总，并且目前还没有一种简便的方法能够在叶片运维时对叶片整个制程过程的关键信息进行快速调取、读取分析的，导致运维时对于叶片问题处理和风险评估缺乏依据。专利号为200710005277.3“用于检测风力涡轮机的叶片条件/状况的方法和装置”专利申请文献中将应答器技术结合到风力涡轮机叶片中，包括设置在叶片上的RFID应答器和设置在塔支承上(内)的读出器/接收器，当叶片通过塔时用来监测RFID设备，如快速负荷冲击、叶片过度弯曲等信息。该专利仅局限于根据RFID芯片中预设的程序来监测叶片运转过程中的机械性能信息，对叶片寿命期内的运维过程并无信息写入和监控，更没有叶片制程过程中的相关数据信息，不能实现风电叶片从原材料至运维结束整个生命周期的信息共享和分析。
【发明内容】
[0005]鉴于现有技术中所存在的问题，本发明将射频识别(RFID)技术结合到风力叶片中，将其用于风电叶片生产状态和运维状态的监控。利用无线射频电子标签重量轻、体积小、信号可穿透性、可无源设计以及在一定距离范围内可重复读取写入数据等特性，将其内置于风电叶片尖部，相当于为每支叶片加上了身份数据标签，在叶片的生产过程及运维过程中，通过终端读写器随时为标签写入关键信息，做到下个工序/下次维护有了上个工序/上次运维的数据为依据，实现叶片生产状态和运维状态的监控。
[0006]为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案: 一种风电叶片生产状态和运维状态监控的的方法，其具体步骤如下:
1)在风电叶片的尖部设置无线射频电子标签，所述的无线射频电子标签与风电叶片一体成型:风电叶片的生产工艺包括有铺层工序、真空灌注工序、涂胶合模工序、和后处理工序；在风电叶片铺层工序过程中，将薄膜状的无线射频电子标签铺设在风电叶片的尖部，通过与无线射频电子标签匹配的手持式终端读写器将叶片原材料的关键信息以及铺层过程中出现的质量问题写入无线射频电子标签；
2)在真空灌注工序中，将无线射频电子标签牢牢固定在叶片内部，成为每一支风电叶片的电子识别符，并通过与无线射频电子标签匹配的手持式终端读写器将真空灌注工序中所使用原料的关键信息以及真空灌注工序中所涉及的参数写入无线射频电子标签；
3)在涂胶合模工序中，首先由手持式终端读写器读取无线射频电子标签内所记录的信息，参考铺层工序和真空灌注工序的原材料信息及质量问题记录，为涂胶合模工序的问题处理提供依据；涂胶合模工序结束后，通过与无线射频电子标签匹配的手持式终端读写器将涂胶合模工序中所用胶黏剂的生产厂家、批号、用量、环境温、湿度及出现的异常问题写入无线射频电子标签；
4)后处理工序:将合模后的风电叶片进行后处理，首先由手持式终端读写器读取无线射频电子标签内所记录的信息作为参考，在叶片后处理完成后，将叶片后处理过程中的信息写入无线射频电子标签，由此得到一片生产信息完整的风电叶片；
5)重复上述步骤制备与上述风电叶片配套的其它风电叶片，然后将一套风电叶片中的三支生产信息完整的风电叶片进行编号，并将一套风电叶片中每片风电叶片的编号写入对应的无线射频电子标签，形成一套风电叶片的完整数据信息流；
6)手持式终端读写器可以同时读取多个叶片无线射频电子标签，在叶片堆放场地，在多支叶片中利用无线射频电子标签发出的信号实现对某支叶片进行快速定位；
7)首次对风电叶片进行维修或维护时通过手持式终端读写器随时读取叶片制造过程信息，为本次运维提供依据，同时将本次运维过程中的重要信息写入无线射频电子标签，为下次运维提供依据，在风电叶片长期的运行维护过程中，每次维修或维护时均通过手持式终端读写器随时读取叶片制造过程信息和之前所有的运维信息，做到叶片运维有据可依，同时写入本次运维的重要信息，形成每一支叶片的运维信息流；通过风电叶片内置的无线射频电子标签实现叶片运维状态的监控。
[0007]本发明提出的一种风电叶片生产状态和运维状态监控的的方法，利用无线射频电子标签重量轻、体积小、信号可穿透性、可无源设计以及在一定距离范围内可重复读取写入数据等特性，将其内置于风电叶片尖部，相当于为每支叶片加上了数据标签，在叶片的生产过程中，每个工序完成后将该工序的关键信息写入标签，同时将叶片在工序间流转产生的质量问题信息写入，为下个工序的执行提供依据，并通过终端读写器随时调取叶片制程信息；在叶片的运维过程中，风场通过终端读写器读取叶片数据标签，让制程信息为运维提供依据，同时将每次的运维信息及叶片状态写入标签，可为下次维护提供依据，结合多个叶片长期形成的数据信息流，可通过数据分析进行问题预测，降低风机运行的潜在风险；当叶片出现批量性的异常时，通过读取多个标签数据，对比分析，可以从原材料入手、从制程中某个工序入手、从某个质量问题的处理方式入手、从叶片某一次运维后的状态入手找到问题所在；此外，在风电叶片堆放场地通过手持式终端读写器接收到的信号快速在叶片群中找到所需的某一支叶片，节省各个部门大量的查找叶片时间。
【附图说明】
[0008]图1为无线射频电子标签内置于风电叶片上的示意图；
图2为无线射频电子标签的结构示意图。
[0009]图3为RFID射频技术用于风电叶片生产状态监控及定位识别的示意图；
图4为RFID射频技术用于风电叶片运维状态监控的示意图。
[0010]图中:1、风电叶片；2、后缘梁；3、抗剪腹板；4、无线射频电子标签；5、外蒙皮玻璃纤维织物；6、手持终端读写器；7、铺层工序；8、真空灌注工序；9、涂胶合模工序；10、后处理工序；11、成套入库工序；12、风力涡轮发电机；13、风机部件；14、风机塔筒；401、嵌入基底；402、天线；403、标签芯片；404、条带。
【具体实施方式】
[0011]下面结合附图和具体实施例对本发明加以说明:
RFID射频识别是通过无线电讯号识别射频标签并读写相关数据的无线通信技术:射频标签进入磁场后，接收解读器(读写器)发出的射频信号，凭借感应电流所获得的能量发送出存储在芯片中的产品信息，或者由标签主动发送某一频率的信号，解读器读取信息并解码后，送至中央信息系统进行数据处理。射频标签是产品电子代码的物理载体，附着于可跟踪的物品上。RFID技术可工作于各种恶劣环境、同时识别多个标签、操作便捷，目前RFID技术已经广泛用于身份识别、门禁控制、供应链和库存跟踪、汽车收费、资产管理、电子支付等领域。
[0012]如图1、图3、图4所示，一种风电叶片生产状态和运维状态监控的的方法，其具体步骤如下:
I)在风电叶片的尖部设置无线射频电子标签4，结合图2，所述的无线射频电子标签4包括有嵌入基底401、天线402、标签芯片403和条带404 ;所述的无线射频电子标签4与风电叶片一体成型:风电叶片的生产工艺与现有技术中风电叶片的生产工艺相同，包括有铺层工序7、真空灌注工序8、涂胶合模工序9和后处理工序10，即:首先在叶片模具上从根部到尖部铺设一层外蒙皮玻璃纤维织物5，然后在模具尖部靠近后缘边的位置用风电叶片成型喷胶将薄膜状的无线