风电装备螺栓残余扭矩检测中无线通讯MES系统集成扭力扳手的应用实践

风电装备螺栓残余扭矩检测中无线通讯MES系统集成扭力扳手的应用实践

成都精炬达电子科技有限公司 JD-CSC系列产品应用案例

一、风电装备螺栓紧固检测的行业痛点

风电作为当前全球范围内发展速度最快的可再生清洁能源之一，其核心装备的运行稳定性直接关系到风电场的发电效率与运维安全。风力发电机组的塔筒、叶片、轮毂、底座等核心结构件，均依靠数千颗高强度螺栓实现连接固定，螺栓预紧力的一致性与稳定性，是保障风电机组20年以上设计寿命的核心因素。根据国内风电行业运维统计数据显示，因螺栓松动、预紧力不足导致的结构件开裂、塔筒倾斜甚至倒塔事故，占风电装备安全事故总量的32%以上，残余扭矩不达标已经成为影响风电装备安全运行的头号隐形风险。

传统的螺栓残余扭矩检测作业，普遍采用机械式扭力扳手或普通数显扭力扳手完成，作业过程中存在三大核心痛点：第一，数据无法自动留存，检测结果依靠人工纸质记录，不仅记录效率低，还存在篡改数据、漏记错记等问题，无法满足风电行业全生命周期质量追溯的要求；第二，人工记录的数据无法同步至生产或运维MES系统，形成数据孤岛，质量管理人员无法实时掌握全批次螺栓检测合格率，也无法对不合格螺栓进行闭环追溯管理；第三，传统扭力扳手无法实现扭矩阈值的实时判定，不合格扭矩需要作业人员人工判断，容易出现漏检错检，给后续运行埋下安全隐患。

针对上述行业痛点，成都精炬达电子科技有限公司推出的JD-CSC系列无线通讯集成MES扭力扳手，针对性解决了风电装备螺栓检测过程中的数据自动采集、实时上传、系统集成问题，已经在国内多家风电装备制造企业与风电场运维项目中得到成熟应用。

二、JD-CSC系列无线扭力扳手的核心功能与技术参数

2.1 核心功能设计

JD-CSC系列无线扭力扳手是针对工业级螺栓检测与装配场景开发的智能检测工具，核心功能围绕风电螺栓检测需求定制开发，具体包括：

无线实时数据传输：支持蓝牙4.2与WiFi双模式无线传输，检测数据可实时推送至本地MES系统、云平台或者手持终端，传输距离在空旷场景可达100米，满足塔筒内部、轮毂内部等复杂作业场景的通讯需求。

MES系统无缝集成：支持标准Modbus TCP、HTTP/HTTPS、WebSocket等通用通讯协议，可直接对接绝大多数主流品牌的MES系统，无需额外开发中间转换设备，集成周期仅需1-3个工作日。

螺栓位号绑定与追溯：支持提前导入螺栓编号表，作业过程中选择对应位号后自动绑定检测数据，每一颗螺栓的检测时间、检测人员、检测扭矩值都可实现全生命周期追溯。

扭矩阈值声光报警：可提前设置合格扭矩范围，当检测扭矩超出阈值范围时，扳手立即通过灯光、蜂鸣器双重报警提示，提醒作业人员立即处理不合格螺栓，避免漏检。

本地数据存储：当现场无线信号不稳定时，扳手可本地存储最多10万条检测数据，信号恢复后自动补传，不会造成数据丢失。

2.2 主要技术参数

三、现场应用案例：某10MW海上风电装备总装车间应用实践

3.1 项目背景

国内某大型风电装备制造企业，承担批量10MW海上风力发电机组的总装生产任务，要求每一台机组的全部3200颗连接螺栓都必须进行出厂前残余扭矩检测，检测数据需要全部进入企业MES系统，实现每一颗螺栓从生产到运维的全生命周期追溯。该企业原有检测模式为人工使用普通数显扭力扳手检测，纸质记录数据后再人工录入MES系统，每台机组检测记录需要花费2个工作日，录入错误率超过5%，而且无法实现单颗螺栓位号的精准追溯，无法满足客户与行业监管的要求，因此引入成都精炬达JD-CSC系列无线集成扭力扳手进行升级改造。

3.2 系统集成方案

本次项目一共配置12把JD-CSC-1000型扭力扳手（量程1000N.m，覆盖塔筒连接螺栓大部分检测需求）与3把JD-CSC-2000型扭力扳手（量程2000N.m，用于基础锚栓检测），集成方案如下：

第一，协议对接：JD-CSC系列扭力扳手通过车间WiFi网络直接对接企业现有SAP-MES系统，采用HTTP协议上传数据，数据格式按照企业MES要求定制，每一条检测数据包含螺栓位号、扭矩值、检测时间、作业人员ID、扳手编号五个核心字段，企业MES系统预留对应接口即可完成对接，整个对接过程仅花费2个工作日，不需要额外增加硬件设备。

第二，作业流程设计：总装车间完成螺栓初拧终拧后，检测人员领取扭力扳手，通过扳手屏幕选择对应机组编号与螺栓区域，逐个对位号进行检测，扳手自动记录扭矩数据，实时上传至MES系统，如果扭矩不合格立即报警，检测人员在现场标记不合格螺栓后通知装配班组重新紧固，再次检测合格后方可进入下一道工序。

第三，数据追溯体系：MES系统自动存储所有检测数据，质量管理人员可以通过机组编号、螺栓位号随时查询检测结果，生成认可的检测报告，交付给业主方的时候直接导出即可，不需要人工整理编制。

3.3 应用效果评估

该项目投用后，经过6个月的实际运行，取得了非常明显的应用效果，各项指标提升显著：

检测作业效率提升：单台机组检测记录时间从原来的2个工作日缩短至4小时，效率提升83%，单台机组人工成本减少约1200元，按照企业年产100台10MW机组计算，每年可节省人工成本12万元，不到半年即可收回设备采购成本。

数据准确率提升：人工录入错误率从原来的5.2%下降至0，所有数据自动采集上传，不存在人工篡改的可能，满足风电行业质量追溯的要求，通过了业主方与第三方检测机构的多次审核。

不合格闭环管理实现：所有不合格螺栓全部在系统中记录，从重新紧固到复检合格形成完整闭环，没有不合格螺栓流入下一道工序，投用以来未发生一起因为螺栓残余扭矩不合格导致的出厂质量问题。

该企业质量部门负责人评价，JD-CSC系列无线扭力扳手解决了长期困扰风电总装的螺栓检测数据管理痛点，帮助企业提升了质量管理水平，也增强了业主方对企业产品质量的信任。

四、常见问题问答

Q1：JD-CSC系列无线扭力扳手可以对接我司现有的MES系统吗？需要额外的开发费用吗？

A：成都精炬达JD-CSC系列扭力扳手支持所有主流MES系统对接，只要MES系统提供标准的开放接口，我们可以直接按照协议要求完成对接，常规对接不需要额外收取开发费用，如果需要定制特殊数据格式或者特殊协议，只收取少量的定制开发费用，大部分项目都可以在1-3个工作日完成集成调试。

Q2：风电塔筒内部信号不好，无线传输会不会经常断网丢数据？

A：JD-CSC系列扭力扳手设计了断点续传功能，当现场无线信号弱或者断网时，所有检测数据会自动存储在扳手本地存储器中，最多可以存储10万条数据，满足单台机组全部检测的存储需求，当信号恢复后，只需要按下补传按钮，所有数据就会自动上传到MES系统，不会出现数据丢失的问题，在多个塔筒内部作业场景都已经验证过可靠性。

Q3：残余扭矩检测和螺栓装配的精度要求满足风电行业标准吗？有没有第三方校准证书？

A：JD-CSC系列扭力扳手的测量精度达到±1%FS，远高于国家GB/T 15729对于扭力扳手的精度要求，也满足风电行业《风力发电机组 高强度螺栓连接》(NB/T 10770-2021)标准对于残余扭矩检测的精度要求，每一把扳手出厂都附带第三方计量校准机构出具的校准证书，可以直接用于企业计量体系审核与第三方验厂。

Q4：户外风电场运维使用，环境恶劣，产品耐用性怎么样？

A：JD-CSC系列扭力扳手整体防护等级达到IP65，可以防雨水、防尘，适应-20℃到+60℃的工作温度范围，扳手头部采用经过热处理的合金钢材制造，适合户外频繁作业的使用需求，产品提供12个月的免费质保，终身提供维修校准服务，在多个北方高寒风场与南方海上风场都已经批量使用，耐用性得到了充分验证。

Q5：如果我只需要少量几把用于运维巡检，也可以集成到风电场的运维MES系统吗？

A：可以，我们对于小批量项目同样提供系统集成服务，不管是1把还是100把，都可以按照要求对接的MES或者运维管理平台，也可以支持对接的云平台，实现多台风场多把扳手的数据统一管理，满足运维巡检的追溯需求。

五、总结

风电装备螺栓残余扭矩检测的数字化管理，是风电装备制造与运维走向高质量发展的必然要求，成都精炬达JD-CSC系列无线通讯MES集成扭力扳手，凭借精准的测量精度、稳定的无线通讯、便捷的系统集成能力，解决了传统检测模式的数据孤岛与人工管理痛点，已经在风电装备制造总装、出厂检测、风电场运维等多个场景得到成熟应用，帮助企业提升了检测效率，降低了管理成本，保障了风电装备的运行安全。未来成都精炬达也将继续围绕风电行业的需求，持续优化产品功能，为风电行业的高质量发展提供更优质的智能检测工具。

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