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1、. . . . . 密级：公司秘密 东方汽轮机有限公司DONGFANG TURBINE Co., Ltd.2.0MW108C型风力发电机组主控制系统说明书编 号KF20-001000DSM版本号A2014年 7 月S. . . . . . . . . .编号编制校对审核会签审定批准换版记录版本号日期换 版 说 明A2013.07首次发布目 录序号章节名称页数备注10-1概述120-2系统简介130-3系统硬件1140-4系统功能550-5主控制系统软件说明1260-6故障及其处理说明64S. . . . . .0-1 概述风能是一种清洁环保的可再生能源，取之不尽，用之不竭。随着地球生态保护和人
2、类生存发展的需要，风能的开发利用越来越受到重视。风力发电机就是利用风能产生电能，水平轴3叶片风力发电机是目前最成熟的机型，它主要是由叶片、轮毂、齿轮箱、发电机、机舱、变频器、偏航装置、刹车装置、控制系统、塔架等组成。风力发电机的控制技术和伺服传动技术是其核心和关键技术，这与一般工业控制方式不同。风力发电机组控制系统是一个综合性的控制系统，主要由机舱主控系统、变桨系统、变频控制系统三部分组成，通过现场总线以及以太网连接在一起，各个模块都有独立的控制单元，可独立完成与自身相关的功能（图0-1-1）。目的是保证机组的安全可靠运行、获取最大风能和向电网提供优质的电能。图0-1-1S. . . . .
3、.0-2 系统介绍风机的主控系统是整个风力发电机组的核心部件，它主要完成机舱数据采集、判断和处理，检测每个部分传感器是否有故障，通过各类传感器对电网、风况及风机运行参数进行监控，并与变频系统、变桨系统保持数据通讯，根据各方面的数据做出综合分析，发出控制指令，实现系统的启动与停机控制、并网与脱网控制、开桨与收桨控制、偏航与解缆控制、运行数据的采集与统计、远程数据传输、风机远程控制等。系统主要参数如下：l 控制柜外形尺寸：1800mm1200mm400mml 柜自带照明、加热及除湿系统l 主电源：690V AC，50Hzl 辅电源：400V AC，50Hz, 230V AC，50Hzl 主控制器硬
4、件：FCN控制器l 生存温度：-40+70（变化率1/min）l 工作温度：-30+60（变化率0.5/min）l 工作海拔：02000ml 通讯接口：RS485、RS232、Ethernet，可支持CANopen、MODBUS等l 允许本地和远程设备操作人员通过以太网口进行数据读取和操作l 可以通过网口进行远程软件升级和调试l 可生成各种运行数据报表和文档l CPU 平均寿命20 年l VX-Works 实时操作系统l CPU：166MHzl RAM 存：128Ml FLASH 存：128Ml 掉电存储：410Kl 编程语言: 符合IEC61131-3标准,支持功能框图（FBD）、梯形图（L
5、D）、顺序功能图（SFC）、结构化文本（ST）、指令清单（IL）编程l 多任务操作：可以同时进行16个任务S. . . . . .0-3 系统硬件在整个风力发电控制系统中，根据控制要求可以配置不同的模块以实现不同的功能，从而使整个控制系统具有很强的扩展性。采用模块化组合可以提高控制系统的可靠性和灵活性。系统硬件表：序号名称型号数量1FCN用CPU模块NFCP100-S0012FCN用基板模块NFBU200-S1023FCN用电源模块NFPW442-1024RS485通讯模块NFLR121-S0015数字量输入模块NFDV16116数字量输入模块NFDV15117PT100输入模块NFAR181
6、-S0018模拟量输出模块NFAI54319CANOpen通讯模块NFLC121210模拟量输入模块NFAI143111高速计数输入模块NFAF135-S00112数字量输出模块NFDV561113SB模块NFSB100114液晶操作面板T70115交换机1（非管理型）116交换机2（面板用）117电网测量模块3.1 CPU模块NFCP100a）主要技术特点l 处理器型号为MMX-Pentium166MHzl 主存储器128MB（ECC）；静态RAM为1MB（ECC），电池供电l 全双重化通信方式，异步同2个以太网端口：100/10Mbps，100BASE-TX或10BASE-T，RJ45模数
7、插口l I/O接口支持SB总线l 具有看门狗定时器、温度监视器等功能b）功能描述 每个控制单元上安装有一个CPU模块，也可安装两个以用于双重化CPU配置。CPU模块运行一套实时操作系统（OS），支持符合IEC61131-3国际标准的编程语言，并可用作Java虚拟机。3.2 基板模块NFBU200a）主要技术特点l 标准配备两个专用插槽(P1和P2)用于双重化电源模块l 双重化SB总线配置l 可选用一套控制单元或扩展单元l 十个功能插槽(其中有两个专供CPU模块使用)b）功能描述基板模块是一个底架。各种功能模块，例如CPU、电源、SB总线重复模块和I/O模块均安装在该底架上，从而配置成一个控制单
8、元或扩展单元。3.3 电源模块NFPW442a）主要技术特点l 额定输入电压 AC 220240V（输入电压围AC 170264V）l 输入频率 4766Hz（额定：50/60Hz）l 输入电流 最大0.7A （熔丝额定值3.15A）l 额定输出电压 +5.1V DC总线l 额定输出电流 07.8A（峰值电流11.8A）l 总输出40W(峰值60W)b）功能描述电源模块安装在基板模块上，为其他模块提供稳定的电源。除了主电源输入之外，本电源模块还配备DC 24V电源的输入端子。来自这些端子的DC 24V电源输入作为模拟现场电源并为模拟I/O模块供电，以驱动它们的现场接口电路并通过基板模块为连接的
9、现场设备供电。当DC 24V电源用于数字输出时，则必须将其接至相应I/O模块的单独端子上。3.4 RS485通讯模块NFLR121RSa）主要技术特点l 支持半双工/全双工通讯方式l 一点对多点连接方式l 最大波特率为115200bpsl 最长通讯距离为1200ml 使用屏蔽双铰线b）功能描述通过RS-485通讯模块与电网测量模块，振动测量模块和变桨控制器进行通讯。3.5 数字量输入模块 NFDV151a）主要技术特点l 输入通道数 32l 额定输入电压 DC 24Vl 输入ON电压 DC 1826.4Vl 输入OFF电压 DC 5.0V或更低l 输入电流（额定输入电压时）4.1mA20%/通
10、道l 瞬时容许最大输入电压 DC 30.0Vl 压接端子接线b）功能描述数字输入模块接收32通道DC 24V ONOFF信号。具有检测ON/OFF状态功能以及按钮边计数功能。3.6 数字量输入模块 NFDV161a）主要技术特点l 输入通道数 64l 额定输入电压 DC 24Vl 输入ON电压 DC 2026.4Vl 输入OFF电压 DC 5.0V或更低l 输入电流（额定输入电压时）2.5mA20%/通道l 瞬时容许最大输入电压 DC 30.0Vl MIL连接电缆b）功能描述数字输入模块接收64通道DC 24V ONOFF信号。具有检测ON/OFF状态功能以及按钮边计数功能。3.7 PT100
11、输入模块NFAR181a）主要技术特点l 三线制PT100测温l 12通道，隔离l 允许输入电压5Vl 最大承受电压 输入和系统之间1500V ACl 精度为满量程的0.03%（0400）l 测量电流1mAb）功能描述PT100输入模块用于测量各种需要检测的温度值，例如机舱外温度，定子温度，齿轮箱温度等，并将这些温度信号传送给主控系统。3.8 模拟量输入模块NFAI143a）主要技术特点l 16通道输入，通道隔离l 精度：满量程的0.1%l 420mA信号输入l 容许输入电流27mAl 输入阶跃响应时间100msl 数据刷新周期 10msl 为每个通道设置引脚，可选择2线或4线变送器b）功能描述
