PG电子官网|NA400PLC在风电控制系统中的应用

一、阐述　　近年来随着国家对可再生能源扶植政策的更进一步实施，可再生能源尤其是风力发电呈现出蓬勃发展的趋势，国内众多厂家于是以通过自律研发和技术引进等形式展开风电设备的成套工作。目前，国内生产厂家对高速齿轮箱、电机和叶片等已具备了独立国家生产能力，但作为风力发电控制系统的大脑风电控制器，仍然以来主要依赖国外技术引进。

通过对国内主流风电设备生产厂家的控制系统研究找到，多数厂家的控制系统是和主机一起成套技术引进而来，如MITA和WINDTEC公司的产品。由于风电设备运营环境更为险恶，加装空间有所容许，并且拒绝有很强的数据处理能力，因此现有的标准化可编程控制器很难超过其技术拒绝。一是高低温拒绝，标准化PLC运营温度一般为0℃～50℃，但风电设备拒绝运营在-25℃～60℃的环境中。虽然有国内厂家使用了标准化PLC作为主控器，但在系统设计时需在机柜减少加热器，以确保在低温环境下的可信运营，这种处理方式虽然能符合运营拒绝，但可能会导致在超低温环境下PLC上电后无法立刻运营，并且安装了加热器造成PLC加装空间更为狭小。

二是数据处理能力，现有的标准化可编程控制器因本身设计思想的严重不足造成在功能上无法符合大规模数据存储的必须。对国外引入控制系统的研究指出，国外控制系统多使用嵌入式PC（如Bachmann、BeckHoff等）作为主控制器来适应环境风电控制系统的市场需求。　　本方案以NA400系列可编程控制器为基础，针对某电站3MW（可限于于2.5MW和1.5MW机组）风机控制器的技术拒绝，在普遍吸取国外同类产品控制系统的技术优点的基础上明确提出的。　　由于变流器和变浆系统使用成熟期系统设施，因此本方案仅有牵涉到3MW风力发电机组主控柜（主车站）和机舱柜（机舱车站）的掌控。

　　二、技术市场需求　　（1）编程软件合乎IEC61131-3国际标准；　　（2）软件反对多任务；　　（3）对CPU速度及处置能力、存储空间等有较高拒绝（拒绝具备100M的数据存储能力）；　　（4）I/O拒绝：输出光电隔绝、输入继电器（总点数在100点以内）；　　（5）运营环境恶劣，拒绝具备较高的可靠性：　　运营温度：-20℃~50℃　　储存温度：-40℃~70℃　　较高的湿热拒绝，拒绝防湿外用凝露　　（6）通信拒绝：　　以太网模块，反对TCP/IP、UDP等　　Profibus-DP现场总线　　CANOpen现场总线　　（7）人机界面使用不具备按键操作者的平板电脑，反对WinXP嵌入式操作系统，不使用常规的触摸屏；　　（8）信号类型：DI、DO、AI（0~10V和4~20mA）、Pt100热电阻、AO、SSI、高速计数器模块；　　（9）结构拒绝：加装便利，所有螺钉不应防水。　　三、技术方案　　针对风力发电设备运营环境严苛、技术拒绝低的特点，现有标准化PLC很难适应环境其应用于市场需求。我公司NA400型可编程控制器使用一系列计算机领域和工业掌控领域的近期技术研制。

系统结构先进设备、功能强大、具备多任务、趋势曲线、环境适应性强劲等特点，合适风电行业的特点。　　3.1系统结构　　风机控制系统结构图　　使用LAN/FieldBus系统结构，主控车站控制器对外获取百兆以太网模块，利用现场总线已完成机舱拓展车站控制器或其它现场智能设备（变频器等）的相连。主控车站以太网模块反对标准的MODBUSTCP/IP规约，并反对UDP协议。

　　现场总线反对ProfiBus-DP或CANOpen。可以便利地利用现场总线已完成远程I/O车站的拓展，能够与其它智能设备通信。

本方案中白鱼使用CAN总线，CAN总线的短信文结构及完善的底层校验和错误处理机制使得CAN总线具备良好的抗干扰性。根据现场环境的有所不同可搭配光通信介质以提升可靠性。

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