【正文】 PLC是在繼電器和接觸器控制和計(jì)算機(jī)控制基礎(chǔ)上開發(fā)的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，是計(jì)算機(jī)技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的一種應(yīng)用技術(shù)，它產(chǎn)生的時(shí)間不長(zhǎng)，但從其發(fā)展趨勢(shì)和在工業(yè)控制中所占比例的不斷上升可以看出，其發(fā)展前景是不可估量的。 配置完成 程序調(diào)試 用STEP7Micro/WIN ，編譯導(dǎo)出，用S7200仿真軟件進(jìn)行仿真模擬。 組態(tài)界面設(shè)計(jì)“組態(tài)(Configure)”的含義是“配置”、“設(shè)定”、“設(shè)置”等意思，是指用戶通過類似“搭積木”的簡(jiǎn)單方式來(lái)完成自己所需要的軟件功能，而不需要編寫計(jì)算機(jī)程序，也就是所謂的“組態(tài)”。系統(tǒng)由塔外箱變690V/50HZ供電，經(jīng)過干式變壓器變?yōu)?00V，通過UPS轉(zhuǎn)換為DC24V給PLC供電，為了保護(hù)電源，此系統(tǒng)配有防雷措施。 低壓斷路器的選擇要滿足如下幾點(diǎn)：① 額定電流和額定電壓應(yīng)大于或等于線路、設(shè)備的正常工作電壓和工作電流。該系列產(chǎn)品屬全金屬設(shè)計(jì)(鋁)),小巧美觀,寬溫度范圍(40...70176。作為測(cè)溫用的熱電阻材料，希望具有電阻溫度系數(shù)大、線性好、性能穩(wěn)定、使用溫度范圍寬、加工容易等特點(diǎn)。 偏航電機(jī)主電路圖 檢測(cè)元件選型與應(yīng)用設(shè)計(jì) 溫度傳感器選型 熱電偶是所有溫度傳感器中溫度測(cè)量范圍最寬的器件，為200~+2315℃(328~+4200℃)，并能用于各種環(huán)境。 偏航軟起端子接線圖 齒輪箱油泵電機(jī)選用YB2132S12電機(jī)。輸入阻抗最大等于10MΩ；輸入濾波器衰減3dB（）；最大輸入電壓為30V（DC）；最大輸入電流為32mA；分辨率為12位，模擬量輸入點(diǎn)數(shù)為4，相互隔離，現(xiàn)場(chǎng)側(cè)到邏輯線路無(wú)隔離，采用差分輸入方式。 隔離性能：現(xiàn)場(chǎng)側(cè)到邏輯電路為500V（AC），現(xiàn)場(chǎng)側(cè)到24V（DC）為500V（AC），24V（DC）到邏輯電路為500V（AC）[21]。 EM222數(shù)字量輸出8繼電器端子接線圖 (3) 光電隔離指標(biāo)為500mV（AC），1min。 擴(kuò)展模塊選型 數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊EM222 本設(shè)計(jì)選用的數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊EM222為8路輸出，輸出類型為繼電器、干觸點(diǎn)。 模擬量輸入輸出信號(hào)代碼和地址編號(hào)表序號(hào)功能信號(hào)序號(hào)功能信號(hào)AIW0溫度傳感器1輸入AIW16壓力傳感器2輸入AIW2溫度傳感器2輸入AIW18液位傳感器2輸入AIW4溫度傳感器3輸入AIW20位置傳感器輸入AIW6溫度傳感器4輸入AIW24風(fēng)向傳感器1輸入AIW8速度傳感器輸入AIW26風(fēng)向傳感器2輸入AIW10壓力傳感器1輸入AIW28風(fēng)速傳感器1輸入AIW12液位傳感器1輸入AIW30風(fēng)速傳感器2輸入 PLC系統(tǒng)選型 從結(jié)構(gòu)上分，PLC分為固定式和組合式（模塊式）兩種。每一次掃描所用的時(shí)間稱作掃描周期或工作周期。第3章 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) PLC概述 PLC的發(fā)展歷程 可編程序控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計(jì)。 本設(shè)計(jì)從工業(yè)實(shí)用角度出發(fā)，研究基于PLC的風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)。 油溫開關(guān)：常閉觸點(diǎn)，未達(dá)到警戒溫度70度時(shí)，402DI48輸入高電平（四通道亮）。/s。 運(yùn)行： 延時(shí)45s且風(fēng)與機(jī)艙的位置偏差小于45176。根據(jù)底座的不同，支撐塔可以為管狀，也可以是格子狀。上述這些部件都安裝在機(jī)艙平面上，整個(gè)機(jī)艙由高大的搭架舉起，由于風(fēng)向經(jīng)常變化，為了有效地利用風(fēng)能，必須要有迎風(fēng)裝置，它根據(jù)風(fēng)向標(biāo)測(cè)得的風(fēng)向信號(hào)，由控制器控制偏航電機(jī)，驅(qū)動(dòng)與塔架上大齒輪嚙合的小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)，使機(jī)艙始終對(duì)風(fēng)。此外，還必須涉及硬件電路的設(shè)計(jì)，才能將PLC控制和風(fēng)力發(fā)電電路成功連接。另一個(gè)缺點(diǎn)是葉片形狀和結(jié)構(gòu)復(fù)雜、重量大，引起風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，在研制大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組時(shí)更為突出。離網(wǎng)式小風(fēng)電機(jī)組對(duì)解決邊遠(yuǎn)地區(qū)農(nóng)、牧、漁民基本生活用電發(fā)揮了重大作用。從國(guó)別來(lái)看，我國(guó)已累計(jì)裝機(jī)容量4478萬(wàn)千瓦穩(wěn)居榜首，美國(guó)以4027萬(wàn)千瓦的裝機(jī)容量位居第二，德國(guó)則以2736萬(wàn)千瓦的容量位居第三位，西班牙和印度位居第四和第五，累計(jì)裝機(jī)容量分別為2030萬(wàn)千瓦和1297萬(wàn)千瓦。但在隨機(jī)擾動(dòng)大、不確定因素多、非線性嚴(yán)重的風(fēng)電系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方法會(huì)產(chǎn)生較大誤差。 by selecting appropriate control method, making the system more stable operation, which can effectively improve the utilization rate of wind power.Design of the main generator control circuit, control circuit, gearbox and hydraulic station running and working conditions for the design, and draw the corresponding electrical schematic diagram. The control circuit also shows PLC, motor and corresponding low voltage devices model selection, rendering the I / O wiring diagram。風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展是時(shí)代的需要。地球上的全部生命都依賴于能源和碳循環(huán)。2009年，全球新增發(fā)電裝機(jī)超過3800萬(wàn)千瓦，比2008年凈增長(zhǎng)1100萬(wàn)千瓦，同比增長(zhǎng)超過31%。預(yù)計(jì)2020年全球風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到6億千瓦，[6]。 目前風(fēng)電市場(chǎng)上和風(fēng)電場(chǎng)中安裝的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，絕大多數(shù)是水平軸、三葉片、上風(fēng)向、管式塔形式，其他形式的機(jī)組較少見到。 盡管海上風(fēng)電項(xiàng)目起步較晚，但越來(lái)越受到重視。監(jiān)測(cè)部分將各種傳感器采集到的數(shù)據(jù)送到控制器，經(jīng)過處理作為控制參數(shù)或作為原始記錄儲(chǔ)存起來(lái)，在機(jī)組控制器的顯示屏上可以查詢。 變漿距裝置：變漿距是指安裝在輪轂上的葉片通過控制可以改變其槳距角的大小。~96176。；逆槳速度限值為0deg/s；轉(zhuǎn)速限定值為0 rpm；自動(dòng)偏航系統(tǒng)激活（緊急停機(jī)時(shí)禁止自動(dòng)偏航）。 維護(hù)條件：維護(hù)模式觸發(fā)條件：維護(hù)開關(guān)動(dòng)作；風(fēng)機(jī)幾種模式維護(hù)模式的過程；待機(jī)模式：直接轉(zhuǎn)換到維護(hù)模式；停機(jī)模式：風(fēng)機(jī)先進(jìn)入待機(jī)模式，再轉(zhuǎn)換到維護(hù)模式；其它模式：風(fēng)機(jī)先經(jīng)過停機(jī)程序進(jìn)入停模式，再經(jīng)待機(jī)進(jìn)入維護(hù)模式。 偏航對(duì)風(fēng)60秒平均偏差大于18176。 溫度控制：對(duì)系統(tǒng)各個(gè)運(yùn)行機(jī)構(gòu)的溫度進(jìn)行控制，確保風(fēng)機(jī)正常運(yùn)行。 PLC工作的整個(gè)過程可分為三部分：第一部分是上電處理。當(dāng)指令中涉及輸入、輸出狀態(tài)時(shí)，PLC就從輸入映像寄存器中“讀入”對(duì)應(yīng)輸入端子狀態(tài)，從元件映像寄存器“讀入”對(duì)應(yīng)元件（“軟繼電器”）的當(dāng)前狀態(tài)。 與一般計(jì)算機(jī)一樣，CPU是PLC的核心，它按PLC中系統(tǒng)程序賦予的功能控制PLC有條不紊的進(jìn)行工作[18]。 繼電器的開關(guān)延時(shí)最大為10ms，機(jī)械壽命（無(wú)負(fù)載）為107次開∕關(guān)循環(huán)，帶標(biāo)稱負(fù)載時(shí)的觸點(diǎn)的壽命為105次開∕關(guān)循環(huán)。EM231熱電偶擴(kuò)展模塊為S7200系列提供了與7種熱電偶類型J，K，E，N，S，T和R相連接的隔離接口，同時(shí)也可以使S7200連接低電平模擬信號(hào)，其測(cè)量范圍為80~80mV[20]。 。輸出電壓的數(shù)字量范圍為32000~+32000，輸出電流的范圍是0~+32000。齒輪箱油泵加熱器、液壓油加熱器選用手提式化油管220V3KW 。③信號(hào)轉(zhuǎn)換器與溫度傳感器一體化安裝，方便用戶使用。本設(shè)計(jì)選用的是CR6061通用型油位傳感器，適合常溫常壓下各種燃料油、液壓油的測(cè)量，性能指標(biāo)如下：：~5m；：；：~32MPa；：50~250℃；：4~20mA、4~20mA疊加HART通訊、485通訊、CAN總線通訊；：12~28V(DC)。 低壓電器選型 接觸器選型 接觸器是一種適用于在低壓配電系統(tǒng)中遠(yuǎn)距離控制、頻繁操作交直流主回路及大容量控制電路的自動(dòng)控制開關(guān)電器。根據(jù)負(fù)載類型，選用GSTA00160S00(160A)。本設(shè)計(jì)對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)齒輪箱系統(tǒng)的控制包含了對(duì)溫度的控制和油量的控制，輸出對(duì)象有齒輪箱水泵、空冷風(fēng)扇、齒輪箱油泵、齒輪箱加熱器、油泵加熱器。 內(nèi)部軟元件表器件地址功能器件地址功能VW200風(fēng)向測(cè)量值VW616VW618液壓油位設(shè)定值VW204風(fēng)速測(cè)量值啟動(dòng)控制邏輯VW208偏航位置測(cè)量值停止控制邏輯VW300風(fēng)速設(shè)定值解纜控制邏輯VW304解纜位置測(cè)量值齒輪箱加熱控制邏輯VW400齒輪箱油溫測(cè)量值、空冷風(fēng)扇控制邏輯VW402齒輪箱壓力測(cè)量值、齒輪箱油泵控制邏輯VW404齒輪箱油位測(cè)量值發(fā)電機(jī)風(fēng)扇控制邏輯VW420齒輪箱油溫測(cè)量值機(jī)艙風(fēng)扇控制邏輯VW430齒輪箱油位低設(shè)定值機(jī)艙加熱器控制邏輯VW432齒輪箱有位高設(shè)定值液壓油加熱器控制邏輯VW440齒輪箱壓力設(shè)定值液壓油液位控制邏輯VW500發(fā)電機(jī)繞組溫度測(cè)量值T3T38偏航時(shí)間210S控制VW502機(jī)艙溫度測(cè)定值T3T40偏航時(shí)間250S控制VW600液壓油溫測(cè)定值T41齒輪箱加熱時(shí)間控制VW602液壓壓力測(cè)定值T42齒輪箱空冷風(fēng)扇時(shí)間控制VW604液壓油位測(cè)定值T43齒輪箱油泵時(shí)間控制VW610VW614液壓油溫設(shè)定值T44發(fā)電機(jī)加熱時(shí)間控制 文本顯示向?qū)? 然后選擇TD400C，單擊下一步。根據(jù)總體要求和控制系統(tǒng)的具體情況，確定程序的基本結(jié)構(gòu)，畫出程序流程圖，是編程的主要依據(jù)。參考文獻(xiàn)[1] 馮江哲. 兆瓦級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制技術(shù)的研究[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。 發(fā)電機(jī)風(fēng)扇啟動(dòng)本章主要闡述了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，包括繪制程序流程圖，編寫控制程序和程序調(diào)試等。 本設(shè)計(jì)采用TD400C設(shè)計(jì)組態(tài)界面，下面介紹為組態(tài)的設(shè)置過程。其中包括對(duì)風(fēng)偏航，自動(dòng)解纜等操作，風(fēng)向標(biāo)和風(fēng)速儀也有備用傳感器，在數(shù)據(jù)采集時(shí)只選用其中的一個(gè)，如果發(fā)現(xiàn)故障，可以立刻啟用備用傳感器，以保證風(fēng)機(jī)的正常運(yùn)行。 熔斷器選型 熔斷器基于電流熱效應(yīng)原理和發(fā)熱元件熱熔斷原理設(shè)計(jì)，具有一定的瞬時(shí)動(dòng)作性，用于電路的短路保護(hù)盒嚴(yán)重過載保護(hù)。一個(gè)用來(lái)防止結(jié)冰的自調(diào)節(jié)PTC一加熱裝置和電阻器彼此連接在傳感器的端口和外罩之間用來(lái)防止靜電放電、信號(hào)通過光電方式產(chǎn)生。產(chǎn)品核心部件采用先進(jìn)的射頻電容檢測(cè)電路，經(jīng)過16位單片機(jī)精確的溫度補(bǔ)償和線性修正，轉(zhuǎn)化成標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)（一般為4~20mA）。 該系列傳感器有如下特點(diǎn)：①二線制傳送，信號(hào)轉(zhuǎn)換器供電的兩根導(dǎo)線，同時(shí)也傳送輸出信號(hào)。規(guī)格型號(hào)：1380X1380X350MM；尺寸: 長(zhǎng)1380高1380寬35公分；風(fēng)葉直徑（mm): 1270mm；葉輪轉(zhuǎn)速（r/min): 450（每秒450轉(zhuǎn)）；實(shí)測(cè)風(fēng)壓(m3/h):44500；聲壓級(jí)（dB（A））：《62；電動(dòng)功率（kw):；額定電壓：三相380V[23]。10V，電流輸出為0~20mA。 數(shù)字量范圍為27648~+27648。每組最大電流為8A，負(fù)載為燈時(shí)最大為30W（DC）∕200W（AC）。 隔離電阻最小為100MΩ。Siemens S7200所具備的高電磁兼容性和強(qiáng)抗振動(dòng)，抗沖擊性，更使其具有最高的工業(yè)環(huán)境適應(yīng)性。所以，一般來(lái)說，輸入信號(hào)的寬度要大于一個(gè)掃描周期，或者說輸入信號(hào)的頻率不能太高，否則很可能造成信號(hào)的丟失。 PLC的工作原理 PLC是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，它的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)工作原理的基礎(chǔ)之上，即通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的。 液壓控制：制動(dòng)機(jī)構(gòu)壓力保持；變槳系統(tǒng)壓力保持等。 低風(fēng)速下自動(dòng)偏航： 60秒平均風(fēng)速小于9 m/s，觸發(fā)偏航程序的條件如下： 偏航對(duì)風(fēng)60秒平均偏差大于10176。 幾種模式間的轉(zhuǎn)換： 待機(jī)——〉啟動(dòng)：無(wú)故障、非解纜、非維護(hù)模式、機(jī)艙溫度超過10度、發(fā)電機(jī)繞組溫度超過機(jī)艙溫度、變槳系統(tǒng)進(jìn)入準(zhǔn)備狀態(tài)、變流器切出本地、產(chǎn)生手動(dòng)啟動(dòng)或自啟動(dòng)信號(hào)； 啟動(dòng)——〉運(yùn)行：、對(duì)風(fēng)角度低于45度、齒輪箱油溫高于10度、未檢測(cè)到暴風(fēng)； 啟動(dòng)、運(yùn)行模式：分別對(duì)應(yīng)槳距角50度和0度； 運(yùn)行——〉發(fā)電：； 停機(jī)——〉待機(jī)：進(jìn)入停機(jī)模式45s后。 停機(jī)：風(fēng)機(jī)處于啟動(dòng)、運(yùn)行或發(fā)電模式，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)出停機(jī)信號(hào)，或在維護(hù)模式下將維護(hù)開關(guān)關(guān)閉，風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)換到停機(jī)模式。 初始化：葉片角度設(shè)定值為89176。偏航裝置由電子控制器操作，電子控制器可以通過風(fēng)向標(biāo)來(lái)探知風(fēng)向。 控制系統(tǒng)包括控制和監(jiān)測(cè)兩部分。最近幾年，各種新型大型風(fēng)電機(jī)組不斷出現(xiàn)并得到迅速推廣應(yīng)用。 。風(fēng)電已經(jīng)成為世界范圍內(nèi)普遍接受的代替能源技術(shù)。 國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀 隨著國(guó)際社會(huì)能源緊缺壓力不斷增大，風(fēng)力發(fā)電得到了高度的重視。 Control system。能源對(duì)經(jīng)濟(jì)級(jí)社會(huì)發(fā)展都至關(guān)重要，但這也帶來(lái)了環(huán)境方面的挑戰(zhàn)。 yaw circuit, design of w