电控柜控制系统.docx

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1、1、蓬勃发展的风电技术　　风力发电正在中国蓬勃发展，即使在金融危机的大形势下，风力发电行业仍然不断的加大投资。在2008年，风力发电仍然保持着30%以上的强劲增长势头，包括Vestas、Gemsa、GE、国内的金风科技、华锐、运达工程等其订单交付已经到2011年后。　　国内的风力发电控制技术起步较晚，目前的控制系统均是由欧洲专用控制方案提供商提供的专用系统，价格高昂且交货周期较长。开发自主知识产权的控制系统必须要提上日程，一方面，由于缺乏差异化而使得未来竞争中的透明度过高，而造成陷入激烈的价格竞争，另一方面，寻找合适的平台开发

2、自主的风电控制系统将使得制造商在未来激烈竞争中获得先手。　　然而，风电控制系统必须满足风电行业特殊的需求和苛刻的指标要求，这一切都对风力发电的控制系统平台提出了要求，而B&R的控制系统，在软硬件上均提供了适应于风力发电行业需求的设计，在本文我们将介绍因何这些控制器能够满足风力发电的苛刻要求。2、风力发电对控制系统的需求　　2.1高级语言编程能力　　由于功率控制涉及到风速变化、最佳叶尖速比的获取、机组输出功率、相位和功率因素，发电机组的转速等诸多因素的影响，因此，它包含了复杂的控制算法设计需求，而这些，对于控制器的高级语言编程能

3、力有较高的要求，而B&RPCC产品提供了高级语言编程能力，不仅仅是这些，还包括了以下一些关键技术：　　2.1.1复杂控制算法设计能力　　传统的机器控制多为顺序逻辑控制，而随着传感器技术、数字技术和通信技术的发展，复杂控制将越来越多的应用于机器，而机器控制本身即是融合了逻辑、运动、传感器、高速计数、安全、液压等一系列复杂控制的应用，PCC的设计者们很早就注意到这个发展方向而设计了PCC产品来满足这一未来的需求。　　为了满足这种需求，PCC设计为基于AutomationRuntime的实时操作系统（OS）上，支持高级语言编程，对于

4、风力发电而言，变桨、主控逻辑、功率控制单元等的算法非常复杂，这需要一个强大的控制器来实现对其高效的程序设计，并且，代码安全必须事先考虑，以维护在研发领域的投资安全。　　2.1.2功能块调用　　PCC支持PLCopenMotion、PLCopenSafety和PLCopenHydraulic库的调用，这对于风电这一集合了变桨运动控制、安全逻辑设计、液压控制的综合系统来说是再好不过的选择.变桨控制将考虑多个伺服的定位和同步关系，而safety为机组提供了多种安全回路设计以保护机组的安全可靠运行，液压控制被极其容易的集成到系统中而无

5、需购置专用的液压控制模块。同时，PCC支持用户自定义库的封装设计，用户可以将其自身的核心算法封装为功能块来调用，这使得一方面代码的安全性得到了很好的保证，而另一方面，它也提供了针对不同机组的系统调用，大大简化了软件的重构，支持快速开发。　　2.1.3AllInOne的设计理念-AutomationStudio™　　AutomationStudio™设计初衷是建立在一种放眼整机控制而不是局部（只关心驱动或者逻辑，独立组件），30年的丰富OEM控制设计使得B&R深刻理解“整体”的意义，因此，其软件包设计为面向整个机器的各个对象（逻

6、辑、运动、测量、通信、显示）和过程（配置、项目规划与管理、诊断、调试、维护）。　　对于B&RAutomationStudio而言，控制器的设计、变桨伺服、液压控制、Safety技术、通信均在一个”AllInOne”的工具包AutomationStduio中实现，对于风力发电这样的综合多种控制需求的系统而言，AutomationStudio提供了一个完整的工程设计与应用的平台，它使得代码生成、仿真分析、远程诊断与维护集成为一体，难道还有什么需要不能满足吗?　　抛开技术的因素，对于用户而言，一套软件即可实现所有的应用需求，这降低工

7、程师的学习成本，也作为一个平台，为用户提供了长期持续创新的软件平台基础。3、Matlab/Simulink自动风力发电控制器代码生成　　这是一个令人振奋的设计-Matlab/SIMULINK被集成到AutomationStudio中，提供了一种将MATLAB这一广泛应用于工程设计和仿真分析的工具。　　2008年开始，B&R与Mathworks建立了深度的合作关系，采用MATLAB/SIMULINK工具，提供针对电力行业的模型构建、仿真分析与代码生成设计。　　3.1基于建模的系统设计　　控制系统设计是基于数学建模的，这是所有工程

8、应用的目标和基础理论，而Matlab正是提供了建模设计架构上的系统仿真和分析。　　通过SIMULINK，建立模型就如同装配物理系统本身一样，模型中的组件就像实际的物理线路连接一样方便，这些物理连接代表理想的传导路径，通过这个方法，可描述系统的物理结构，而无需推导和实现用于系统