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1、兆瓦级风电机组偏航系统的设计自动化06-2贺烨指导教师李爱莲摘要风能是绿色能源。我国在风力发电上的投入和研究也正进入一个快速发展的时期。偏航控制一直未能取得有效的发展。针对这方面的问题，本论文展开了相应的设计。在设计过程主控制器选用了德国beckhoff的软PLC，文中对其硬件模块的组态和编程环境TwinCAT以及现场通讯协议Profibus-DP做了详细介绍和设计说明。偏航电机的控制选用了西门子G120变频器实现了变频调速，在恶劣环境下减小了偏航系统的振动。运用TwinCAT编程软件对偏航系统的
2、四个部分：自动偏航、自动解缆、自动润滑、人工偏航的程序进行了编写。最后，在个人计算机进行了编译、下载和运行，在联机模式下，通过TwinCAT实时可视化的画面对各种状态进行了模拟运行，该偏航系统在各种状态下呈现出很好的控制效果。关键词风力发电；偏航控制系统；软PLCAbstractWindenergyisagreenenergy.WindpowerwillfleetlydevelopinChina,too.thetechnologyforyawsystemwasn’tstilldevelopedfo
3、ralongtime.Therefore,aimatthissubject,relatedresearchanddesignwillbereportedinthisthesis.MastercontrollerusedtheGermanbeckhoffsoftPLCinthedesignprocess,Paper,thehardwaremodulestotheirconfigurationandprogrammingenvironmentTwinCATandPROFIBUS-DPcommunica
4、tionprotocolsiteadetaileddescriptionanddesignspecification.ElectricmotorcontrolyawselectedSiemensG120frequencyconverterfrequencycontrolinharshenvironmentsreducestheyawsystemvibration.TwinCATprogrammingsoftwareusingthefourpartsoftheyawsystem:automaticy
5、aw,automaticCablerelease,automaticlubrication,artificialyawprogramwaswritten.Finally,inthepersonalcomputertocompile,downloadandrun,inonlinemode,real-timevisualizationbyTwinCATpictureofthevariousstatesimulationrun,theyawsysteminvariousstatesshowsgoodco
6、ntroleffect.KeywordsWindPowerGeneration;YawControlSystem;softPLC前言能源是人类生存的基本要素，国民经济发展的主要物质基础。由于化石资源的日益枯竭和人类对全球环境恶化的倍加关注，风力发电技术也随之得到迅猛发展。偏航控制机构是风力机特有的伺服系统，用于控制风电机组跟踪变化的风向，并且当电缆发生缠绕时，能够自动解缆的功能,并能够定时润滑偏航机械机构。1偏航控制系统硬件设计及选型风力机的偏航系统由偏航检测机构、偏航控制机构和偏航驱动机构三大部
7、分组成，其中偏航检测机构包括：风传感器、机舱位置传感器；偏航控制机构包括：偏航控制器、变频器；机械驱动机构包括：偏航轴承、偏航润滑系统、偏航驱动装置、偏航制动器。1.1偏航检测机构风向信号作为偏航控制系统中最关键的输入信号，对其准确的测量将影响整个控制系统的性能。风作为矢量，既有大小，又有方向，其测量包括风向和风速两项。设计中测风感器采用的ThiesClima公司测风传感器，风向传感器型号：4.3519.00.141。风速传感器型号：4.3129.60.141。由于风力机总是选择最短距离最短时间内
8、偏航对风，由于风向的变化随意性，风力机有可能长时间往一个方向偏航对风，这样就会造成电缆的缠绕，如果缠绕圈过多，超过了规定值，将造成电缆的损坏。为了防止这种现象的发生，通常安装有机舱位置编码器。设计中采用了绝对值编码器，选型为HEIDENHAIN公司ROQ425的绝对型多转编码器。1.2偏航控机构偏航控制平台拥有四层结构,包括网络层,主站层,从站层和现场层。网络层通过TCP/IP协议可以实现远程操作、资源共享及网络化;主站层由嵌入式PC、电源模块、现场总线模块以及其他I/O模块等组成
