【正文】 （ 1）風(fēng)向、風(fēng)速模擬輸入信號(hào)可通過(guò)調(diào)節(jié) 大小 來(lái)改變風(fēng)信號(hào)輸入的大小，由此模擬真實(shí)風(fēng)信號(hào)?？梢詫?duì)各個(gè)定時(shí)器進(jìn)行單獨(dú)撫慰或一起復(fù)位。 使用 S7PLCSIM 進(jìn)行項(xiàng)目仿真時(shí)，不需任何 S7 硬件（ CPU 或信號(hào)模塊），使用 S7PLCSIM 可以相對(duì)真實(shí) PLC 硬件一樣，對(duì)模塊 CPU 進(jìn)行程序下載、測(cè)試和故障診斷，具有方便和安全等特點(diǎn)，非常適合前期的工程測(cè)試。流程圖如圖 47. 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 23 N Y N Y 圖 主程序流程圖 主程序見附錄 四。 4. 5 風(fēng)機(jī)自啟動(dòng) 當(dāng)風(fēng)速儀檢測(cè)到單位時(shí)間內(nèi)的平均風(fēng)速達(dá)到風(fēng)機(jī)的切入風(fēng)速時(shí)， 系統(tǒng)自動(dòng)采集來(lái)自于風(fēng)速儀的風(fēng)速數(shù)據(jù) ， PLC發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，開始偏航對(duì)風(fēng)，機(jī)械剎車松開，自動(dòng)控制槳距角到合適的角度，直到發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速達(dá)到額定轉(zhuǎn)速，并發(fā)出并網(wǎng)信號(hào) [30]。 θ?180176。 STEP7 中的功能 FC105 能完成這樣的轉(zhuǎn)換。當(dāng)偏航條件具備時(shí)， 風(fēng)電機(jī)組 釋放偏航剎車，偏航電動(dòng)機(jī)動(dòng)作執(zhí)行偏航任務(wù)。 逆時(shí)針偏航 θ角度對(duì)風(fēng) 0,1,2 0176。 ,則風(fēng)機(jī)需進(jìn)行逆時(shí)針偏航對(duì)風(fēng)，使逆時(shí)針偏航信號(hào) =1； 若 360176。 ； （ 2） 當(dāng)偏航角 γ 0176。當(dāng)達(dá)到允許的誤差范圍內(nèi)時(shí)，自動(dòng)對(duì)風(fēng)停止。這方法同時(shí)用于計(jì)算解纜時(shí)電機(jī)需要回轉(zhuǎn)的角度。順、逆時(shí)針的狀態(tài)順序圖如表 41 所示。1080176。風(fēng)輪主軸順時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏航角正向增加；風(fēng)輪主軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，偏航角反向增加 [25]。方向。 風(fēng)電機(jī)組 無(wú)論處于運(yùn)行狀態(tài)還是待機(jī)狀態(tài)均可以主動(dòng)對(duì)風(fēng)。 風(fēng)向信號(hào) 風(fēng)輪軸方向 圖 41 偏航控制系統(tǒng)框圖 風(fēng)機(jī)上裝有風(fēng)向儀，當(dāng)風(fēng)輪的主軸與風(fēng)向儀指向偏離時(shí)，控制器開始計(jì)時(shí)，這種方向偏差達(dá)到一定的時(shí)間后，才認(rèn)為風(fēng)向確實(shí)改變，由控制器發(fā)出向左或者向右偏航的指令，直到方向偏差消除。解纜傳感器安裝在機(jī)艙底部，通過(guò)一個(gè)尼龍齒輪與偏航大齒圈嚙合，這樣在偏航過(guò)程中，尼龍齒輪也一起轉(zhuǎn)動(dòng)。傳送和指示風(fēng)向標(biāo)所在方位的方法有電觸點(diǎn)盤、環(huán)形電位、自整角機(jī)和光電碼盤四種類型，其中最常用的是碼盤。 以 WAA — 15 為例，它是一種高響應(yīng)、低門限、三風(fēng)杯的光電型風(fēng)速計(jì) 。它的種類較多，常見的風(fēng)速測(cè)量?jī)x器有散熱式風(fēng)速計(jì)、旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計(jì)、和聲學(xué)風(fēng)速計(jì)，但是最經(jīng)常 使用的是旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計(jì)。電磁制動(dòng)器的直流勵(lì)磁電源 電機(jī)接線盒內(nèi)的整流裝置 提供 ，制動(dòng)器具有手動(dòng)釋放裝置。同時(shí)，對(duì) PLC 的基本結(jié)構(gòu)做了大體介紹，并描述其相對(duì)其他控制器的優(yōu)點(diǎn)。 PLC 的技術(shù)條件能在一般高溫、振動(dòng)、沖擊和粉塵等惡劣環(huán)境下工作，能在強(qiáng)電磁干擾環(huán)境下可靠工作。 （ 4）抗干擾能力和可靠性能力都強(qiáng)，遠(yuǎn)高于其他各種機(jī)型。 PLC 的特點(diǎn) （ 1） 功能完善，組合靈活，擴(kuò)展方便，實(shí)用性強(qiáng)。 為了進(jìn)一步提高 PLC 的可靠性，對(duì)大型 PLC 還采用雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)，或采用三 CPU 的表決式系統(tǒng)。 PLC 基本結(jié)構(gòu) （ 1） 電源 電源是構(gòu)成 PLC 控制系統(tǒng)的不可或缺的組成部分。這時(shí)的變槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與定槳距風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相同，其功率輸出完全取決于槳葉的氣動(dòng)性能。其控制系統(tǒng)框圖如下圖 所示，轉(zhuǎn)速控制的給定值是恒定的，即同步轉(zhuǎn)速。風(fēng)輪的空轉(zhuǎn)速度也最小。在緊急停機(jī)位時(shí)，泵很快斷開，順槳只由來(lái)自蓄能器 161 的壓力油來(lái)完成。 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 （ 3） 液壓系統(tǒng)在停機(jī) / 緊急停機(jī)時(shí)的工作情況 停機(jī)指令發(fā)出后，電磁閥 19— 1 和 192 斷電，油從蓄能器 161 通過(guò)閥 191和節(jié)流閥 17— 1及閥 24 傳送到油缸后端。 （ 2） 變 漿 控制 液壓變槳距控制機(jī)構(gòu)屬于電液伺服系統(tǒng)，變槳距液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu) 是 槳葉通過(guò)機(jī)械連桿機(jī)構(gòu)與液壓缸相連接 ,節(jié)距角的變化同液壓缸位移基本成正比。 沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 圖 22 變槳距 風(fēng)電機(jī)組 液壓 系統(tǒng) 1— 油箱 2— 油位開關(guān) 3— 空氣濾清器 4— 溫度傳感器 5— 液壓泵 6— 聯(lián)軸器 7— 電動(dòng)機(jī) 8— 主模塊 9— 壓力測(cè)試口 10— 濾清器 11— 單向閥 12 壓力傳感器 13— 溢流閥 14— 壓力表 15— 壓力表接口 16— 蓄能器 17— 節(jié)流閥 18— 可調(diào)節(jié)流閥 19— 電磁閥 20— 比例閥 21— 電磁閥 22— 減壓閥 23— 壓力開關(guān) 24— 先導(dǎo)止回閥 （ 1） 液壓泵站 液壓泵站的動(dòng)力源是齒輪泵 5，為變距回路和制動(dòng)器回路所共 用 。 定槳距 風(fēng)電機(jī)組 的液壓系統(tǒng) 定槳距 風(fēng)電機(jī)組 的液壓系統(tǒng)實(shí)際上是制動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，主要用來(lái)執(zhí)行 風(fēng)電機(jī)組 的開關(guān)機(jī)指令。 大中型風(fēng)力機(jī)一般采用電動(dòng)的偏航系統(tǒng)來(lái)調(diào)整風(fēng)輪并使其對(duì)準(zhǔn)風(fēng)向。 圖 21 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖 偏航控制系統(tǒng) 風(fēng)力機(jī)的偏航系統(tǒng)也稱為對(duì)風(fēng)裝置，它是 風(fēng)電機(jī)組 特有的伺服系統(tǒng) 。 課題研究的背景和意義 在傳統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中，控制方法存在諸多不足，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，編程繁瑣，可靠性穩(wěn)定性不強(qiáng)等眾多因素引起較大的能量損失，致使風(fēng)力發(fā)電的成本仍高于常規(guī)電力成本。 20xx 年一季度中國(guó)風(fēng)力發(fā)電量大增。位于丹麥南海岸的 Nysted風(fēng)電場(chǎng) 目前 是世界上最大的海上風(fēng)電場(chǎng) ，其 容量為 ，由 72 臺(tái) 海上風(fēng)電機(jī)組組成， 并 于 20xx 年 12月開始發(fā)電。 我國(guó) 的裝機(jī)容量較 20xx 年的 18GW 有所下降 [3]。建設(shè)一個(gè)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)，從土建、安裝到投產(chǎn)，只需半年至一年時(shí)間 [1 ]。順著全球變暖，人居環(huán)境不斷惡化。 hardware design 目 錄 摘要 .............................................................................................................................. Ⅰ Abstract ......................................................................................................................... Ⅱ 第 1 章 緒論 ................................................................................................................... 1 開發(fā)利用風(fēng)力發(fā)電的動(dòng)因 ...................................................................................... 1 風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀 ........................................................................................................ 1 世界風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀 ........................................................................................... 1 中國(guó)風(fēng)力發(fā)電現(xiàn)狀 ........................................................................................... 2 課題研究的背景和意義 ......................................................................................... 3 第 2 章 系統(tǒng)構(gòu)成 ............................................................................................................ 4 控制系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) ............................................................................................. 4 偏航控制系統(tǒng) ........................................................................................................ 4 液壓控制系統(tǒng) ........................................................................................................ 5 定槳距風(fēng)電機(jī)組的液壓系統(tǒng) ............................................................................ 5 變槳距風(fēng)電機(jī)組的液壓系統(tǒng) ............................................................................ 5 變漿距控制系統(tǒng) ..................................................................................................... 7 啟動(dòng)運(yùn)行狀態(tài) .................................................................................................. 7 欠功率運(yùn)行狀態(tài) .............................................................................................. 8 額定功率運(yùn)行狀態(tài) ........................................................................................... 8 主控制 PLC 結(jié)構(gòu)與特點(diǎn) ......................................................................................... 9 PLC 基本結(jié)構(gòu) ................................................................................................... 9 PLC 的特點(diǎn) ..................................................................................................... 10 本章小結(jié) ......................................................................................................... 10 第 3 章 偏航系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) ........................................................................................... 11 硬件組成 ............................................................................................................. 11 偏航驅(qū)動(dòng) .............................................................................................................. 11 偏航驅(qū)動(dòng)裝置 ................................................................................................ 11 風(fēng)速風(fēng)向傳感器 ........................................................................................... 11 風(fēng)速的測(cè)量 .................