基于PLC的风电回转支承实验台控制系统设计.pdf

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1、机械设计与制造第4期188MachineryDesign&Manufacture2011年4月文章编号：1001—3997(2011)04—0188—03基于PLC的风电回转支承实验台控制系统设计木朱飞洪荣晶陈捷高学海戴克芳(t南京工业大学机械与动力工程学院，南京210009)(马鞍山方圆回转支承股份有限公司，马鞍山243052)DesignoftestingtablecontrolsystemusedforwindpowerslewingbearingbasedonPLCZHUFeii,HONGRong-jing，CHENJie，GAOXue-haiDAIKe

2、-fang：(CollegeofMechanicalandPowerEngineering，NanjingUniversityofTechnology，Nanjing210009，China)(2MaanshanFangyuanSlewingRingCompanyLimited，Maanshan243052，China)l【摘要】以风电回转支承实验台为研究对象，简单介绍了实验台结构原理，阐述了其控制系统原理l；及构成、下位机程序设计、上位机软件及实验流程等，并以自由口通信为例介绍了其在上下位机中的具体；3实现。同时针对系统存在的非线性问题，通过逆求控制值的方法进

3、行修正，减小比例阀非线性的影响。l；关键词：风电；回转支承；实验台；控制系统ll【Abstract】Testingtableusedforwindpowerslewingbearingisdiscussed，whichisintroducedsim—l；plyflrst．~en，301T~contentsol-eexpounded，suchprincipleandstructureofcontrolsystem，programde一；lsinlowercomputer，programdesigninuppercomputerandexperimentalproc

4、ess．死erecdiz"ationof一{；wareiseforexamplebyfree-portcommunication．Ontheotherhand，controlvaluesareconvene；isolvedtoreducethenonlincarityeffectofsystemproducedbyproportionalvalve．1lKeywords：windpower；Slewingbea~ng；Testingtable；Controlsystem；，％∞∞々々。口'。6口，。。。口。。-∞。々。∽。伽。。。铝疗·c，x々∽c，c疗。：。c

5、，。∽c。々6。∽5。啪。c，。9的。，∞口-簧·。。5d中图分类号：TH16文献标识码：A1前言桨回转支承还可能受到冲击。因此，需要综合考虑回转支承在具体应用场合中的实际工况，模拟其运转与受载情况。回转支承是风电机组中的关键部件之一，一般用于偏航系风电回转支承实验台由机械、液压、控制和测试等几部分组统和变桨系统中，由于其造价昂贵，拆装费用高、时间长，并且受成，如图1所示，回转支承固定于基础上，由液压马达带动回转支承载复杂、使用环境相对恶劣，对其动静载性能和可靠性指标提出的动圈旋转，采用液压缸对回转支承进行力和力矩的加载。控制电了严格的要求，一般要求其寿命与风电

6、机组的寿命相同，且在20机的旋转来控制回转支承的转动隋况，控制液压缸加载力来控制回年以上[tl。另一方面，对于回转支承的可靠性设计，国内公司大多转支承的受力隋况，通过改变马达的转速和液压缸加载力的大小可是建立自己的经验公式，而对经验公式的修正需要大量的实验数以模拟回转支承在不同应用场合不同工况下的实际受载情况。据。因此建立一套风电回转支承的实验设备是目前国内回转支承行业及风电行业的迫切需要目。即在这样的背景下，以回转支承实验台为研究对象，进行了基于PLC的控制系统设计。实验台包括机械、液压、控制和测试等几部分组成，控制系统是实验台的核心，其下位机采用SIEMEN

7、S公司的$7-200，上位机选用NI公司的LabVIEW软件，并选择SQLServer作为其应用数据库。2实验台控制系统原理图1实验台加载驱动系统由南京工业大学机电—体化研究所研制的风电回转支承实验2．2控制系统基本原理台，包括机械、液压、控制和测试等几部分，其详细内容介绍可参考控制系统下位机采用SIEMENS公司的s7—200(226系列)，文献专利号为200820217201)，其测试系统设计可参考文献∞。上位机选用NI公司的LabVIEW软件进行组态，数据库选用SQL2．1加载及驱动系统Server。如图2所示，上位机LabVIEW负责向下S7-200发送

8、指中，偏航和变桨回转支承