【正文】 風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)基本設(shè)計(jì)思路 9 設(shè)計(jì)方案選擇 10 偏航系統(tǒng)硬件的選型 10 電動(dòng)機(jī)選型 10 限位開關(guān)選型 11 接近開關(guān)選型 12 風(fēng)向傳感器的選型 14 PLC選型 15第4章 風(fēng)電機(jī)偏航控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 18 風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)工作過程 18 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 18 PLC I/O地址分配 18 PLC端子連接圖 19 偏航電機(jī)主電路設(shè)計(jì) 20第5章 風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 22 風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)整體流程圖 22 風(fēng)電機(jī)手動(dòng)偏航系統(tǒng)流程圖 24 風(fēng)電機(jī)手動(dòng)偏航梯形圖 25結(jié)　論 27謝　辭 28參考文獻(xiàn) 29附　錄 31外文資料譯文 35IV前　言能源是人類生存所必需的最基本的物質(zhì)，保證國(guó)民經(jīng)濟(jì)穩(wěn)定發(fā)展的主要物資基礎(chǔ)。風(fēng)力發(fā)電行業(yè)的意見也逐漸的統(tǒng)一化，統(tǒng)一向著更大規(guī)模、更高質(zhì)量、更高的能源轉(zhuǎn)換率的新平臺(tái)發(fā)展[1]。如今電力資源日益匱乏，為了解決這一問題人們就漸漸想到了利用風(fēng)能來發(fā)電，所以鋒利發(fā)的根本原理就是先把風(fēng)能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能來時(shí)像個(gè)不同的磁場(chǎng)發(fā)生運(yùn)動(dòng)在根據(jù)磁生電的原理來產(chǎn)生電能。在利用風(fēng)能發(fā)電技術(shù)發(fā)展的100多年里，行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者們通過各種艱難的嘗試、不斷的創(chuàng)新、經(jīng)歷不計(jì)其數(shù)的成功和失敗，正是由于他們的不懈努力，如今的風(fēng)力發(fā)電技術(shù)已經(jīng)越來越成熟了。中國(guó)時(shí)風(fēng)能資源豐富區(qū)，這一優(yōu)勢(shì)也給中國(guó)風(fēng)力發(fā)電技術(shù)事業(yè)的發(fā)展提供了優(yōu)越的先天條件。根據(jù)官方權(quán)威消息稱，在2007年風(fēng)電的新增的市場(chǎng)份額已達(dá)到產(chǎn)品總份額的55%左右。中國(guó)風(fēng)電機(jī)組的單機(jī)容量、生產(chǎn)能力和新產(chǎn)品的開發(fā)能力等方面也在不斷地提高，都有了一個(gè)質(zhì)的提高。 風(fēng)力發(fā)電機(jī)的基本構(gòu)成及原理風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的工作原理是將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)換成風(fēng)機(jī)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能，再將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成電能，以并將電能的頻率保持在要求的頻率后輸送到電網(wǎng)中的過程 。本次主要研究的就是以機(jī)艙底座為固定基礎(chǔ)的偏航機(jī)構(gòu)。常見的發(fā)電機(jī)組一般采用主動(dòng)偏航的齒輪驅(qū)動(dòng)形式，它就是通過偏航電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒圈嚙合達(dá)到偏航目的，其結(jié)構(gòu)如圖21所示[6]。凸輪開關(guān)軸上的三個(gè)可以隨意調(diào)整位置的快速動(dòng)作的凸輪環(huán)，且每個(gè)凸輪環(huán)是都包含一個(gè)常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)[8]。因此必須要有一個(gè)裝置能加測(cè)電纜的絞纏程度，對(duì)此現(xiàn)在加以保護(hù)，所以采用接近開關(guān)和限位開關(guān)以保證絞纏現(xiàn)象不會(huì)發(fā)生，接近開關(guān)能保護(hù)偏航角度在650o（0o為機(jī)艙安裝時(shí)的初始位置，順時(shí)針方向?yàn)檎?，逆時(shí)針方向?yàn)榉聪颍r(shí)向PLC發(fā)出信號(hào)請(qǐng)求啟動(dòng)解纜程序。 設(shè)計(jì)方案選擇當(dāng)今工業(yè)自動(dòng)控制系統(tǒng)中,把單片機(jī)作為自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心元件和把PLC作為自動(dòng)控制系統(tǒng)的核心元件的控制方式是最常見，但PLC比單片機(jī)擁有更高的可靠性和靈活性,而且它的梯形圖編程方法相對(duì)簡(jiǎn)單、擴(kuò)展模塊也很是豐富、并且具有耐腐蝕、抗噪音等等優(yōu)點(diǎn)，是的PLC比單片機(jī)更為適合應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的惡劣環(huán)境中，由德國(guó)研發(fā)生產(chǎn)的西門子系列PLC更是性能優(yōu)越。由于制動(dòng)器的電磁鐵就會(huì)形成電磁力，鐵吸引銜鐵向后壓縮彈簧，制動(dòng)盤就會(huì)從軸蓋上松開，電動(dòng)機(jī)就能工作了。 （3） 根據(jù)電路所需要?jiǎng)幼鞯男盘?hào)的不同，選擇觸頭對(duì)數(shù)及開關(guān)的狀態(tài)（常開或常閉）?？梢苑譃殡姼惺?、電容式、霍爾式、交直流型。特別要注意接到PLC數(shù)字輸入模塊的三線制接近開關(guān)的型式的選擇。風(fēng)向標(biāo)是風(fēng)向傳感器的感應(yīng)元件，當(dāng)風(fēng)向標(biāo)隨風(fēng)向變化時(shí)，風(fēng)向儀中的格雷碼盤會(huì)將風(fēng)向標(biāo)的角位移信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的格雷碼并以電信號(hào)的形式輸出給PLC控制器。它內(nèi)部程序的存儲(chǔ)是采用可編程的存儲(chǔ)器，支持邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)操作等用戶指令，并通過數(shù)字或模擬式I/O控制各種類型的生產(chǎn)過程。模塊式模塊式PLC具有配置靈活，裝配方便，便于擴(kuò)展和維修等特點(diǎn)。表33 S7200 CPU224系列特點(diǎn)分類序號(hào)S7200 CPU224系列的特點(diǎn)1具有了多種功能模塊和人機(jī)界面可供選擇,使得系統(tǒng)的集成非常方便,并且其在網(wǎng)絡(luò)中的強(qiáng)大功能,很容易地可以組成PLC網(wǎng)絡(luò)。（5） 豐富的內(nèi)置集成功能。設(shè)計(jì)電路的時(shí)候首先要知道電路中包含那些設(shè)備，以及設(shè)備在電路當(dāng)中起什么作用，這些設(shè)備需不需要保護(hù)，如需要保護(hù)應(yīng)該采取什么保護(hù)措施，一定要心思縝密，避免因設(shè)計(jì)過程中的失誤而造成實(shí)際生產(chǎn)過程中對(duì)設(shè)備的損害，只有這樣設(shè)計(jì)出來的控制系統(tǒng)才能被廣泛應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。圖43 偏航電機(jī)主電路圖第5章 風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)整體流程圖按下啟動(dòng)按鈕，PLC開始掃描，延遲1S后，接近開關(guān)將當(dāng)前的機(jī)艙位置信號(hào)傳送到PLC中，PLC再將信號(hào)值進(jìn)行處理，與風(fēng)電機(jī)機(jī)艙初始位置的設(shè)定值進(jìn)行處理，如果當(dāng)前位置值高于設(shè)定值，則判斷機(jī)艙當(dāng)前位置與初始位置夾角是否大于+650度，如果達(dá)到正向扭纜設(shè)定值則偏航電機(jī)反轉(zhuǎn)，即機(jī)艙反向偏航進(jìn)行解纜。當(dāng)PLC檢測(cè)到風(fēng)電機(jī)機(jī)艙當(dāng)前位置與原始位置一致則手動(dòng)偏航程序停止。PLC是開關(guān)和繼電器組成的電氣控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)明的能實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)控制的一種裝置，作為計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的其中一種，它產(chǎn)生的時(shí)間并不長(zhǎng)，不過從PLC的發(fā)展趨勢(shì)以及它在工業(yè)控制中不斷提高的地位看來，PLC的發(fā)展前景是十分光明的。從最開始接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)這個(gè)題目的不知所措到現(xiàn)在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完成，每一步對(duì)我來說都是新的嘗試與體驗(yàn)。26參考文獻(xiàn)[1] [J].華北電力大學(xué)(保定)：機(jī)械電子工程,2008[2] 錢江海，謝源，焦斌. 基于PLC的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳系統(tǒng)[J]. 上海電機(jī)學(xué)院學(xué)報(bào),[3] 張雷，鄂春良，李海東. PLC在大型風(fēng)力機(jī)變槳距系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]. 電氣應(yīng)用, [4] 李東東，陳陳. 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組動(dòng)態(tài)模型研究[J]. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),[5] 裴興林，程明杰，薛仰全. 妍張俊。 in people subconsciously form a poor understanding of So get national attention and development.Domestics mall wind power technology in he low wind start, low wind speed generation, pitch moment ,multiple protection, and a series of technical attention by the international market and international clients unanimously approved, has a leading position. Moreover, the small and medium Wind power technology is ultimately distributed independent power supply to meet end market, rather than largescale wind power generation and network technologies to meet the domestic monopoly market, technology, update rate must be adapted to a broad and rapidly growing market. and solar technology:Wind is the integration of technical skills and the Small land Medium Wind Energy Solar Energy Technology, bines a variety of applications of new technology, and it covers many areas, the wide range of applications, technical differentiation is so great that a variety of techniques which can separate match.Wind and solar power is currently the world in the use of new energy technology the most mature, most largescale and industrial development of the industry, separate and individual solar wind has its drawbacks of development, but both wind and solar power plementary bined to realize the two new configuration of energy in natural resources, the technical programs of integration, performance and price pared to aspects of the new energy source for the most reasonable, not only reduces the demand to meet under the same unit cost and expand the scope of application of the market, also increases the reliability of the product.In addition: solar and wind power are both new energy, solar energy than the wind started to be late more than 30 per solar PV/W by the general public about the price of recognition can be converted to a 15% rate。一、風(fēng)能技術(shù)的劃分風(fēng)能技術(shù)分為大型風(fēng)電技術(shù)和中小型風(fēng)電技術(shù)，雖然都屬于風(fēng)能技術(shù)，工作原理也相同，但是卻屬于完全不同的兩個(gè)行業(yè)：具體表現(xiàn)在“政策導(dǎo)向不同、市場(chǎng)不同、應(yīng)用領(lǐng)域不同、應(yīng)用技術(shù)更是不同，完全屬于同種產(chǎn)業(yè)中的兩個(gè)行業(yè)。名副其實(shí)的“瘋電”借著政策的東風(fēng)開始燎原之勢(shì)。這些年來隨著我國(guó)中小型風(fēng)電出口的穩(wěn)步提升。大型風(fēng)電技術(shù)都是為大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)的，而大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組應(yīng)用區(qū)域?qū)Νh(huán)境的要求十分嚴(yán)格，都是應(yīng)用在風(fēng)能資源豐富的資源有限的風(fēng)場(chǎng)上，常年接受各種各樣惡劣的環(huán)境考研，環(huán)境的復(fù)雜多變性，對(duì)技術(shù)的高度要求就直線上升。目前，利用風(fēng)力發(fā)電已成為風(fēng)能利用的主要形式，受到世界各國(guó)的高度重視，而且發(fā)展速度最快。 wall flower wall Bong has intensified. In the country39。在董紅政老師身上我不僅學(xué)到了如何做事，更學(xué)會(huì)了如何做人，如何對(duì)待工作的態(tài)度。這些問題都需要以后進(jìn)行深入的研究并加以解決。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：偏航主電路的設(shè)計(jì)工作和PLC、偏航電動(dòng)機(jī)、風(fēng)向儀、限位開關(guān)、接近開關(guān)型號(hào)的選取工作，PLC I/O地址分配、流程圖、梯形圖的繪制工作。圖51偏航系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì)流程圖 風(fēng)電機(jī)手動(dòng)偏航系統(tǒng)流程圖風(fēng)力發(fā)電機(jī)在調(diào)試、限位開關(guān)被觸發(fā)等情況下需要手動(dòng)偏航或者解纜，所以本控制系統(tǒng)同時(shí)設(shè)計(jì)有手動(dòng)偏航功能。熱繼電器FRFRFRFR4則是為電動(dòng)機(jī)提供過載保護(hù)的。有6路頻率為30KHz的高速計(jì)數(shù)器，2路高速脈沖輸出口，1個(gè)RSS485通信接口，它的中央處理單元CPU224具有很強(qiáng)的模擬量處理能力，模塊擴(kuò)展能力是S7200系列產(chǎn)品中使用最多的。（3） 易于掌握。本設(shè)計(jì)采用S7200系列的PLC，S7200系列是一種小型PLC系統(tǒng)，其功能非常強(qiáng)大，許多功能可以達(dá)到大、中型PLC水平，而價(jià)格卻比大、中型PLC的低廉很多。小型PLC多采用整體式結(jié)構(gòu)。本文設(shè)計(jì)采用光電式風(fēng)向傳感器作為偏航系統(tǒng)風(fēng)向檢測(cè)設(shè)備。 風(fēng)向傳感器的選型 風(fēng)向傳感器是專門用于測(cè)量水平風(fēng)向的專業(yè)氣象儀器。接近開關(guān)的負(fù)載可以是多種形式的。圖33限位開關(guān)結(jié)構(gòu)圖 接近開關(guān)選型 接近開關(guān)是一種不需要和運(yùn)動(dòng)部件進(jìn)行直接接觸就可以操作的一種位置開關(guān)，當(dāng)物體到達(dá)接近開關(guān)的感應(yīng)距離之內(nèi)時(shí)，接近開關(guān)就會(huì)自動(dòng)動(dòng)作，從而切換電路來驅(qū)動(dòng)電器或者將位置信號(hào)傳送給PLC等中央控制單元，來使相應(yīng)的元件動(dòng)作。在選擇用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組中的限位開關(guān)是必須注意以下內(nèi)容：（1） 根據(jù)安裝的位置的不同，選擇合適的形狀以及重量。YEJ系列三相異步電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)器是直接安裝在電機(jī)非軸伸端的端蓋上的。接近開關(guān)：作為風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)的位置監(jiān)測(cè)元件，不但能檢測(cè)并記錄轉(zhuǎn)動(dòng)的齒輪數(shù)量從而檢測(cè)風(fēng)力發(fā)電機(jī)繞纜是否到達(dá)650o；而且還能在解纜時(shí)檢測(cè)并記錄回轉(zhuǎn)的齒輪數(shù)量并與偏航齒數(shù)相比較，確保風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙恢復(fù)原來的位置。而偏航大齒圈是用螺栓（88個(gè)）緊緊固定在塔筒的法蘭盤上面的，所以偏航大齒圈是不能轉(zhuǎn)動(dòng)的，這樣就可以通過小齒輪在大齒圈上圍繞著中心軸線的運(yùn)動(dòng)來帶動(dòng)機(jī)艙的旋轉(zhuǎn)，直到機(jī)艙的位置與風(fēng)向保持一致。限位開關(guān)也是為了防止發(fā)生電纜過分絞纏而設(shè)置的極限位置傳感器，當(dāng)機(jī)艙偏航角度達(dá)到700o時(shí)，限位開關(guān)將被觸發(fā)，并將信號(hào)傳送給PLC。主動(dòng)偏航系統(tǒng)主要是通過電力或液壓系統(tǒng)為動(dòng)力源的拖動(dòng)來實(shí)現(xiàn)偏航功能。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的機(jī)艙內(nèi)的裝置是風(fēng)力發(fā)電機(jī)最重要的設(shè)備。（5）根據(jù)風(fēng)電機(jī)的組成機(jī)構(gòu)的不同可分為直驅(qū)式和雙饋式。 中國(guó)風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀 這些年來在國(guó)家優(yōu)惠政策的大力支持下，風(fēng)力發(fā)電事業(yè)得到了可喜的發(fā)展。隨著我國(guó)風(fēng)電事業(yè)的發(fā)展電能供應(yīng)緊張的情況已經(jīng)得到緩解、不久以后我們也將看到由于風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展給生態(tài)環(huán)境帶來的改變。就在2007年，巨額的風(fēng)電投資基金投向了中國(guó)。中國(guó)在很久以前就懂