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基于rockwell自動化PLC的風(fēng)力發(fā)電通訊系統(tǒng)

放大字體  縮小字體 發(fā)布日期:2014-10-21     來源:[標(biāo)簽:出處]     作者:[標(biāo)簽:作者]     瀏覽次數(shù):119
核心提示:

  1引言

  風(fēng)力發(fā)電技術(shù)發(fā)展很快,裝機(jī)容量不斷增大,在世界各地都受到了廣泛重視。在目前的變速恒頻風(fēng)電系統(tǒng)中,使用雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)(DFIG)的雙饋型風(fēng)電系統(tǒng)市場份額最大,使用永磁同步發(fā)電機(jī)(PMSG)的直驅(qū)型系統(tǒng)發(fā)展很快[1-2]。不管是雙饋型還是直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng),其整體控制都比較復(fù)雜,需要有主控系統(tǒng)來協(xié)調(diào)變槳、偏航、變流器、測量、保護(hù)和監(jiān)控等多項(xiàng)環(huán)節(jié),且風(fēng)電系統(tǒng)通常運(yùn)行環(huán)境比較惡劣,各執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間可能存在一定的距離,因此通訊問題至關(guān)重要 [3-4]。

  可編程序控制器(Programmable Logic Controller,PLC),是一種專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的電子系統(tǒng),采用可編程序的存儲器,在內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算操作的指令,并通過數(shù)字式和模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的生產(chǎn)過程。PLC具有編程簡單,使用方便,抗干擾能力強(qiáng),在特殊的環(huán)境中仍能可靠地工作,故障修復(fù)時(shí)間短,維護(hù)方便,接口功能強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)[5],因此非常適合風(fēng)電系統(tǒng)使用。

  本文首先說明了了風(fēng)力發(fā)電通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu),選擇羅克韋爾自動化的Controllogix作為主控PLC,實(shí)現(xiàn)基于PLC的風(fēng)電通訊系統(tǒng);基于VC++實(shí)現(xiàn)通訊系統(tǒng)上位監(jiān)控,討論了VC++實(shí)現(xiàn)原理,給出了基于Controllogix的直驅(qū)風(fēng)電通訊系統(tǒng)監(jiān)控效果。

  2 風(fēng)力發(fā)電通訊系統(tǒng)結(jié)構(gòu)說明

  直接驅(qū)動型風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖1所示,包括風(fēng)電機(jī)組,永磁同步發(fā)電機(jī),背靠背變流器,由DSP為核心構(gòu)成的變流器控制器,由PLC為核心構(gòu)成的風(fēng)力發(fā)電主控系統(tǒng)及上位機(jī)。通訊系統(tǒng)主要由PLC及上位機(jī)構(gòu)成,PLC還要與變流器控制DSP之間進(jìn)行通訊,由通訊系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對直驅(qū)型風(fēng)電系統(tǒng)的監(jiān)控,上位機(jī)與PLC之間采用串口通訊。PLC作為下位機(jī)使用,完成控制、數(shù)據(jù)采集,以及狀態(tài)判別等工作;上位機(jī)用來完成數(shù)據(jù)分析、計(jì)算、信息存儲、狀態(tài)顯示、打印輸出等功能,從而實(shí)現(xiàn)對風(fēng)電系統(tǒng)的實(shí)時(shí)監(jiān)控。

  由圖1可以看到,PLC既要與上位機(jī)連接,又要與變流器控制DSP連接,圖1中變流器采用雙DSP控制,其他還有變槳控制器等,可能涉及多個處理器,需要由PLC來進(jìn)行協(xié)調(diào)控制,同時(shí)要由中央控制室的上位機(jī)進(jìn)行集中監(jiān)控,因此基于PLC的風(fēng)力發(fā)電通訊系統(tǒng)作用非常重要。

圖1 直接驅(qū)動型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

  本文選用羅克韋爾自動化的Controllogix作為主控PLC,對直驅(qū)型風(fēng)力發(fā)電通訊系統(tǒng)進(jìn)行初步探索。Controllogix是羅克韋爾公司在1998年推出AB系列的模塊化PLC,是目前世界上最具有競爭力的控制系統(tǒng)之一,Controllogix將順序控制、過程控制、傳動控制及運(yùn)動控制、通訊、IO技術(shù)集成在一個平臺上,可以為各種工業(yè)應(yīng)用提供強(qiáng)有力的支持,適用于各種場合,最大的特點(diǎn)是可以使用網(wǎng)絡(luò)將其相互連接,各個控制站之間能夠按照客戶的要求進(jìn)行信息的交換。對于Controllogix,在組建通訊網(wǎng)絡(luò)時(shí),Ethernet/ip、controlnet是比較常用的通訊協(xié)議,除此之外,Controllogix還支持devicenet、DH+、RS232、DH485等,而RS-232/DF1端口分配器擴(kuò)展了控制器的通訊能力。因此,Controllogix比較適合用于構(gòu)建風(fēng)力發(fā)電通訊系統(tǒng)。

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