【正文】 more attention on the global environmental degradation. This design mainly researches the yaw system which is an important ponent of the wind turbine. Because the yaw mechanism installed at the bottom of the engine room and connected to the engine room through the yaw bearing. When the wind changes, wind vane will send the signal to the control system to control the drive work. The pinion rotated on the big gear ring, which can turn the engine room to make the wind wheel turbines on the direction of the wind. When the revolving direction of the engine room is closed to the switch to do detection and the engine room reaches the maximum yaw angle to the same direction, the limited switch will send the signals to the control device in time. Then the control device could quickly send a signal to make the set quick stop and turn over the cast loop. After above the process, it will realize the yaw control and make the wind wheel keep the state of facing the wind. According to the working principle of the edge system, this design should solve the problem as follow. Realizing the double control system of automatic yaw control and manual yaw control。伴隨著一次資源的儲存量越來越稀少和環(huán)境污染越來越嚴重導致人類對環(huán)境惡化的倍加關(guān)注，因此開發(fā)新型的清潔型能源也越來越受到全世界的重視?？砷_發(fā)利用的的風能豐富。 風力發(fā)電是開發(fā)利用風能的主要形式也是可再生能源發(fā)展的重點，市場遼闊、前景光明，將為國民經(jīng)濟發(fā)展提供更充足的物質(zhì)保證。而偏航系統(tǒng)的其中一個作用就是用一系列的元件跟蹤風向的變化，通過動力元件帶動機艙動作，使風輪掃掠面與風向保持垂直，以便最大限度的吸收風能，提高風力發(fā)電機的可利用率；還有就是它還具有一定的制動功能，為的就是在風機風輪與風向的夾角達到在 90o 保持機艙的位置不變，是風電機組穩(wěn)定的運行。由于風能資源的許多優(yōu)點現(xiàn)在也被世界上的很多國家當做重要的技術(shù)大力 的發(fā)展。正是因為這些優(yōu)勢，風力發(fā)電技術(shù)也漸漸成為了很多國家實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要組成部分。我們站在巨人的肩膀上，從國外借鑒先進的技術(shù)，再結(jié)合我國的實際情況進行改進和發(fā)展才是正確的、行之有效的方法。在風力發(fā)電這個領(lǐng)域的投資總額也在不斷增加。據(jù)估計，中國內(nèi)陸及近海地區(qū)的風能可開發(fā)量可達到為 100000 萬 KWh，這些地區(qū)主要在沿海地區(qū)和海拔比較高的內(nèi)陸地區(qū)，例如，內(nèi)蒙古、新疆、青藏高原等地區(qū) [3]。在不久以后我國將成為全世界最大的風電發(fā)展市場。相較于 20xx 年的數(shù)據(jù)提高了 10 個百分點，中國自主生產(chǎn)風電機組的能力也有了大幅提高，在風電開發(fā)建設(shè)方面也有了可喜的進步。另外，我國還開發(fā)形成了世界上最大的小型風力發(fā)電機市場，為實現(xiàn)農(nóng)村偏遠地區(qū)的電氣化建設(shè)提供了動力。目前，中國風電機組生產(chǎn)制造市場不斷的改革創(chuàng)新，風電機組 的單機容量也在不斷的加大，這表明我國風電的技術(shù)已經(jīng)發(fā)展的十分成熟了。 （ 4）按功率調(diào)節(jié)方式的不同分為定槳恒頻型、變槳恒頻型、主動失速型和獨立變槳型。 風力發(fā)電機組由四大組成部分，分別是風輪、機艙、塔架和基礎(chǔ)。風輪吸收風能能力的大小直接決定發(fā)電機組的發(fā)電能力 [4]。 風力發(fā)電機中機艙的支撐力主要來源于塔架和基礎(chǔ)，塔架和基礎(chǔ)承受來自風電機組的各種載荷，因此，塔架一定要有足夠的疲勞強度、強度和剛度。 偏航系統(tǒng)的分類 偏航系統(tǒng)一般分為兩大類，一類是主動偏航系統(tǒng)，別一類是被動偏航系統(tǒng)。 7 圖 21 齒輪驅(qū)動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 偏航系統(tǒng)的組成 偏航系統(tǒng)主要由偏航驅(qū)動裝置、接近開關(guān)、限位開關(guān)、風速風向儀、解纜系統(tǒng)等部分組成 [7]。偏航一般不超過 ? 650 度，以防止出現(xiàn)扭攬現(xiàn)象。 風向儀是偏航系統(tǒng)的風向傳感器，當控制器接收到風向信號時，首先會把接收到的風向位置與機艙的當前位置進行比較，然后結(jié)果輸出給偏航驅(qū)動裝置，使偏航驅(qū)動裝置發(fā)生相應(yīng)的動作。 由于偏航驅(qū)動裝置是用螺栓固定在主機架上的。限位開關(guān)作為機艙偏航角度的極限位置保護開關(guān)在機艙旋轉(zhuǎn)角度達到 ? 700o 時，限位開關(guān)將被觸發(fā)，并將信號傳送給PLC 使風電機組快速停機，以保護電纜不被損壞。 偏航驅(qū)動裝置：作為風電機偏航系統(tǒng)的動力裝置，可利用三相異步電機的轉(zhuǎn)動使風力發(fā)電機機艙的位置發(fā)生變化，從而實現(xiàn)偏航效果。通過對風力發(fā)電機整體工作環(huán)境，經(jīng)濟適用方面綜合考慮，決定選擇用西門子系列的 PLC 作為風電機偏航控制系統(tǒng)的主要控制元件 [13]。 它是全封閉自然風冷式鼠籠型三相異步電動機，完全符合上述所需要求。當斷開電源時，制動器后端的電磁鐵失電，同時電磁鐵失去吸力，在彈簧的彈力的作用下銜鐵會使制動盤緊緊卡在電機非軸伸端的端蓋上增加電機轉(zhuǎn)動時的摩擦力矩，使電動機停止。限位開關(guān)在風電機偏航系統(tǒng)中的作用是為扭纜角度提供保護。 （ 4） 根據(jù)工作環(huán)境條件的不同，選擇合適的型號，以保證其穩(wěn)定工作。 ） 4 90、 180 限位開關(guān)結(jié)構(gòu)如圖 33 所示。 接近開關(guān)可以分為兩線制接近開關(guān)和三線制接近開關(guān)，三線制接近開關(guān)根據(jù)組成結(jié)構(gòu)的不同又分為 NPN 型和 PNP 型兩種類型，它 們的接線方式也有區(qū)別 [16]。而 NPN 型和 PNP 型接近開關(guān)的負載接線方式也是有區(qū)別的， NPN 14 型接近開關(guān)要求將負載接到電源正極， PNP 型則要求將負載接到電源負極。PLC 的數(shù)字量輸入模塊在一般情況下分為公共輸入端是陰極，電流直接從輸入模塊進入的情況，遇到這種情況就必須選用 NPN 型接近開關(guān)。 本設(shè)計采用 NPN 型三線制接近開關(guān)如圖 34（ b）所示。 風向傳感器根據(jù)其工作原理的不同可以分為光電式、電壓式和羅盤式等，并被廣泛應(yīng)用于氣象、電力、科研、農(nóng)林水 牧魚等領(lǐng)域。 電子羅盤式風向傳感器是利用電子羅盤定位系統(tǒng)為重要元件，然后輸 15 出不同的風向信息。 PLC 的分類及功能介紹如表 32 所示。它將電源、 CPU、 I/O 接口等部件都集中裝在一個機箱內(nèi)。模塊式 PLC 將 PLC 分成若干個單獨的模塊，如 CPU 模塊、 I/O 模塊、電源模塊以及各種功能模塊。 大 型 大型 PLC— I/O 點數(shù)大于 2048 點；多 CPU， 處理器是 16 或32 位，用戶存儲器容量 8～ 16K。 2 具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件 ,使得在控制系統(tǒng)的設(shè)計時更加簡單 ,幾乎可以完成任何功能的控制任務(wù)。 （ 2） 極豐富的指 令集。 （ 6） 實時特性。其中還包含 2 個模擬量的電位器，最多可擴展 35 個輸入輸出點。 PLC I/O 地址分配 由系統(tǒng)設(shè)計需要輸入信號有正向啟動、反向啟動、停止、風向儀、限位開關(guān)等；輸出信號被控對象有電機、制動裝置、報警裝置等， PLC I/O地址分配情況如表 41 所示。 在電路中起到電機的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的功能，即正向偏航與反向偏航。如果比較結(jié)果小于設(shè)定值，則判斷機艙當前位置與初始位置夾角是否小于 650 度，如果達到 反向扭纜設(shè)定值則偏航電機正轉(zhuǎn)，即機艙正向偏航進行解纜。（假設(shè)限位開關(guān)被觸發(fā)而導致偏航電機不能動作，則必須經(jīng)手動解纜才能恢復正常）其工作流程如圖 51所示。 25 圖 52 手動解纜系統(tǒng)流程圖 風電機手動偏航梯形圖 當按下正向啟動按鈕時，常開出入點 閉合，輸出點 置 1，同時輸出點 清 0，即電機正轉(zhuǎn)，帶動風電機機艙正向旋轉(zhuǎn)。 紐纜角度是否大于 0逆時針偏航順時針偏航Y(jié)電機反轉(zhuǎn)電機正轉(zhuǎn)N是否解纜偏航停止YN手動啟動解纜 26 圖 53 手動偏航系統(tǒng)梯形圖 27 結(jié) 論 本設(shè)計以 PLC 作為風發(fā)電機偏航系統(tǒng)控制的核心， 完成了 風力發(fā)電機偏航系統(tǒng) 的硬件和軟件設(shè)計， 實現(xiàn)了對風力發(fā)電機偏航系統(tǒng)的控制工作 。研究基于 PLC 控制的風力發(fā)電機偏航系統(tǒng)，不但能提高其發(fā)電效率，增強系統(tǒng)運行穩(wěn)定性，又能達到現(xiàn)代高精度控制要求。除此之外，系統(tǒng)對于 PLC 編程過程中的很多種高級指令都沒有使用到。在這里我要感謝人很多。董紅政老師負責的工作態(tài)度、嚴謹?shù)闹螌W精神、深厚的理論水平和精益求精的工作作風都深深鼓勵著我。PLC 調(diào)速系統(tǒng)對風電機組的偏航控制 [J].裝備制造技術(shù)， [6] 吳光宇 .基于 Visual 軟件開發(fā)風電機組監(jiān)控系統(tǒng)人機界面 [J]. 電氣 技術(shù) , [7] 武鑫，趙斌，鄂春良 .許洪華 S7200PLC 在大型風力發(fā)電機控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J].電氣自動化， [8] 任致程 . 電動機變頻器實用手冊 [M]. 北京：中國電力出版社 , 20xx [9] 周潔 .王立新 .應(yīng)用 PLC 設(shè)計自動控制系統(tǒng)的幾種方法 [J].農(nóng)業(yè)技術(shù) .20xx（ 06）， 206209. 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Now, use wind power has bee the main form of wind, the world39。 with international has now started a small wind power in China brand。 while the price of small wind power conversion rationally 1/51/6 of the same 60%80%,only the low price Worse still suppressed, photoelectric production of pollution on the environment grea