【正文】 ............................................................................. 11 風(fēng)向的測量 .............................................................................................. 12 偏航保護 ............................................................................................................. 13 電路設(shè)計 .............................................................................................................. 13 本章小結(jié) ............................................................................................................. 13 第 4 章 偏航系統(tǒng)控制編程 .......................................................................................... 14 程序本體流程 ..................................................................................................... 14 人工偏航控制 ..................................................................................................... 16 偏航解纜程序設(shè)計 ............................................................................................... 16 解纜程序設(shè)計思想 ......................................................................................... 16 自動解纜子程序 ............................................................................................ 18 自動對風(fēng)控制 ...................................................................................................... 19 自動對風(fēng)程序設(shè)計思想 ................................................................................ 19 模擬量輸入的轉(zhuǎn)換 ......................................................................................... 20 自動對風(fēng)子程序 ............................................................................................ 21 4. 5 風(fēng)機自啟動 ......................................................................................................... 22 主程序設(shè)計 ......................................................................................................... 22 本章小結(jié) ............................................................................................................. 23 第 5 章 偏航實驗 .......................................................................................................... 24 實驗構(gòu)成 .............................................................................................................. 24 實驗過程 .............................................................................................................. 25 實驗結(jié)果與分析 ................................................................................................... 25 實驗結(jié)果 ...................................................................................................... 25 實驗分析 ...................................................................................................... 27 第 6 章 總結(jié) ................................................................................................................. 28 參考文獻 ....................................................................................................................... 29 致謝 .............................................................................................................................. 31 附錄 .............................................................................................................................. 32 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 1 第 1 章 緒論 開發(fā)利用風(fēng)力發(fā)電的動因 人類經(jīng)濟的發(fā)展 與能源的開發(fā)和利用 密不可分，每一次新型能源的開發(fā)利用都使社會 發(fā)展產(chǎn)生一次 質(zhì)的飛躍 。隨后以 PLC 作為主控制單元，設(shè)計了偏航系統(tǒng)的 電路 系統(tǒng)。 風(fēng)能是可再生能源中發(fā)展最快的清潔能源之一，其具有安全，無污染，清潔，儲量豐富等特點，受到各個國家的普遍重視。在 眾多 再生能源中，它最具有大規(guī)模開發(fā)和商業(yè)發(fā)展前景。 最后，本文 結(jié)合偏航過程中的常見問題，如偏航最短路徑、 電纜的纏繞 和對風(fēng)角計算等， 用 STEP7軟件 中的 LAD 編程語言 編寫了偏航程序。 在當今社會，世界能源結(jié)構(gòu)也正在發(fā)生著重大的變化 ，即由礦物能源系統(tǒng)向以可再生能源為基礎(chǔ)的可持續(xù)能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)變。各國都在尋找可替代一次能源的新型環(huán)保能源。 由此可見， 風(fēng)力發(fā)電技術(shù) 具有 良好 的經(jīng)濟效益和社會效益， 它 的發(fā)展受到 全世界各國的高度關(guān)注 。 表 11 截止到 20xx 年世界新增風(fēng)電裝機容量最多的 10 個國家 排名 國家 裝機容量（ MW） 排名 國家 裝機容量（ MW） 1 中國 17631 6 加拿大 1267 2 美國 6810 7 西班牙 1050 3 印度 3019 8 意大利 950 4 德國 2086 9 法國 830 5 英國 1293 10 瑞典 763 （ 2）風(fēng)電成本逐年降低 風(fēng)力發(fā)電的成本在過去 5 年中已下降了 20%。預(yù)計到 20xx 年，歐洲海上風(fēng)電的裝機容量將達到 10000MW。從國家能源局獲悉，今年一季度我國風(fēng)力發(fā)電量達到 188 億 kW 時，增長 %，比同期火電、水電、核電增速高出 30 到 50 個百分點。而控制系統(tǒng)以 PLC 為主控制器，其結(jié)構(gòu)簡單，編程方便，可實施性強，并且具有較強的抗干擾能力，可靠 性高，易于維護，能夠直觀的反應(yīng)現(xiàn)場信號的變化狀態(tài)，通過編程工具能夠直接觀測出系統(tǒng)的運行情況，為維護人員查找故障提供了極大的方便，從而縮短了對系統(tǒng)的維護時間。它 主要有以下兩個功能 ：一是要控制風(fēng)輪跟蹤變化穩(wěn)定的風(fēng)向，以便風(fēng)輪獲得最大的風(fēng)能；二是當 風(fēng)電機組 由于偏航作用，機艙內(nèi)引出的電纜發(fā)生纏繞時，自動解除纏繞。偏航系統(tǒng)一般包括感應(yīng)風(fēng)向的風(fēng)向標 ，偏航電機，偏航行星齒輪減速器，回轉(zhuǎn)體大齒輪等。通常它由兩個壓力保持回路組成，一路通過蓄能器供給葉尖擾流器，另一路通過蓄能器供給機械剎車機構(gòu)。液壓泵安裝在油箱油面以下并通過聯(lián)軸器 6，由油箱上部的電動機驅(qū)動。 變 漿 控制系統(tǒng)的節(jié)距控制是通過比例閥來實現(xiàn)的。缸筒的前端通過閥 192 和節(jié)流閥 172 排放到油箱，葉片變距到＋ 88176。為了防止在緊急停機時，蓄能器內(nèi)油量不夠變距油缸一個行程，緊急順槳將由來自風(fēng)的自變 漿 力完成。這時氣流對槳葉不產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 8 轉(zhuǎn)速給定 發(fā)電機轉(zhuǎn)速 圖 23 變槳控制啟動狀態(tài)（轉(zhuǎn)速控制）框圖 為了使控制過程比較簡單，可以在轉(zhuǎn)速達到發(fā)電機同步轉(zhuǎn)速前對槳葉槳距并不加以控制。 額定功率運行狀態(tài) 當風(fēng)速達到或超過額定風(fēng)速后，風(fēng)力發(fā)電機組進入額定功率狀態(tài)。如果沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的。這樣，即使某個 CPU 出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行 [16]?，F(xiàn)代 PLC 具有豐富的功能及 各種擴展單元、智能單元和特殊功能模塊， 可以根據(jù)實際應(yīng)用對象的要求，靈活組合出要求匹配的控制系統(tǒng)。隔離和濾波，是抗干擾的兩大主要措施。這是 PLC 產(chǎn)品的市場生存價值。 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 11 第 3 章 偏航系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu) 硬件組成 風(fēng)力機的偏航系統(tǒng)由偏航控制機構(gòu)和偏航驅(qū)動機構(gòu)兩大部分組成，偏航控制機構(gòu)是風(fēng)力機特有的伺服系統(tǒng)，機械驅(qū)動機構(gòu)則是偏航系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)。偏航時， 剎車松閘 。 旋轉(zhuǎn)式風(fēng)速計的感應(yīng)部分是一個固定在轉(zhuǎn)軸上的感應(yīng)風(fēng)的組件，常用的有風(fēng)杯、螺旋槳葉片和平板葉片三種類型。它通過統(tǒng)計單位時間脈沖數(shù)來測量風(fēng)速。 以 WAV15 為例，它也是光電型傳感器 ,由單風(fēng)標、格雷碼盤、光電組件組成 ,紅外 LED 和光電三極管分別安裝于 6 位格雷碼盤上下兩側(cè)的 6 個窩型孔內(nèi)。 傳感器內(nèi)部設(shè)有微處理器和增量式編碼器，對尼龍齒輪旋轉(zhuǎn)齒數(shù)進行統(tǒng)計與判斷是否需要解纜，向哪個方向解纜以及何時停止解纜等。偏航角度大小的檢測通過安裝在機艙內(nèi)的角度編碼器實現(xiàn)。當緊急停車時，需要通過偏航調(diào)節(jié)使機艙經(jīng)過最短的路徑與風(fēng)向成 90176。風(fēng)向從正北方向順時針變化時，風(fēng)向角正向增加，正南方向為 180176。 風(fēng)向角和偏航角的定義如圖 43 所示 圖 43 風(fēng)向角和偏航角 開始 延時 自動解纜 人工偏航 自動偏航 執(zhí)行自動解纜 執(zhí)行人工偏 航 執(zhí)行自動偏航 結(jié)束 沈陽工業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 16 風(fēng)力機偏航控制系統(tǒng)工作原理是通過測風(fēng)傳感器檢測風(fēng)向、風(fēng)速，并將檢測到的風(fēng)向信號送到控制器。）時，運行解纜控制程序， 使風(fēng)機朝扭纜的相反方向偏航解纜， 防止內(nèi)部電纜發(fā)生纏繞。 表 41 順、逆時針方向位置傳感器 A、 B 狀態(tài)順序圖 左偏航兩 AB 信號的一個周期內(nèi)變化的情況 狀態(tài) 1 狀態(tài) 2 狀態(tài) 3 狀態(tài) 4 狀態(tài) 5 A 0 1 1 0 0 B 0 0 1 1 0 右偏航兩 AB 信號的一個周期內(nèi)變化的情況 狀態(tài) 1 狀態(tài) 2 狀態(tài) 3 狀態(tài) 4 狀態(tài) 5 A 0 0 1 1 0 B 0 1 1 0 0 當風(fēng)力發(fā)電機電纜纏繞達到設(shè)定值時，解纜控制系統(tǒng)根據(jù)限位開關(guān)發(fā)出的信號控制解纜驅(qū)動器回轉(zhuǎn)相同轉(zhuǎn)數(shù)進行電纜解繞。 自動解纜子程序 Y N