采用基於 PC 和 EtherCAT 控製技術高效控製風力發電機組

　　Beckhoff  將會在 2012 年 9 月 18 日-22 日於德國舉辦的世界最大的風能展會 — Husum國際風能展上展示其基於 PC 和 EtherCAT 技術的風力發電機組控製解決方案。僅 2011 年一年，Beckhoff 就已經為 7000 台風力發電機組提供自動控製技術，總裝機容量達到 11.2 GW。在全世界範圍內，超過20000台風力發電機運用了 Beckhoff 控製技術 — 包括陸上和海上風力發電機組。在今年的展會上，Beckhoff 展出的亮點將是其基於 EtherCAT 的超高速風場監控係統。

　　Beckhoff 自動化技術已在全球範圍內的風力發電機組中得到成功應用，其應用的單機容量已達到 5 MW。基於PC的自動化技術提供了功能強大的控製器
，它們可以將一台風力發電機組的所有部分 — 如變槳、發電機、變頻器和製動器的操作管理和控製，以及狀態檢測和風場網絡監控 — 都dou整zheng合he到dao同tong一yi個ge平ping台tai上shang。它ta無wu需xu使shi用yong特te殊shu硬ying件jian，可ke顯xian著zhu降jiang低di風feng力li發fa電dian機ji組zu基ji礎chu電dian氣qi設she備bei的de成cheng本ben和he維wei護hu費fei用yong
，同tong時shi提ti高gao了le風feng力li發fa電dian機ji組zu的de可ke利li用yong率lv。

　　開放、可擴展的自動化軟件 TwinCAT 是 Beckhoff 基於PC 控製平台的核心組成部分。開放式接口允許集成第三方軟件
，例如用於 SCADA、狀態監測
、障礙照明或者基礎監測等軟件。這些功能的硬件接口通過標準的 EtherCAT 端子模塊集成到控製係統中。可以使用各種接口集成下位現場總線，例如 CANopen

、PROFIBUS 和 Ethernet TCP/IP 以及 RS232/RS485。將子係統重新部署到現場大大減少了基礎設施費用並簡化了通訊。

　　超高速風場網絡監控係統：響應時間低於1 ms

　　與傳統的 IP 解決方案相比，基於 EtherCAT defengchangwangluojiankongxitongxiangyingsudugengkuaiqiechengbenyoushigenggao。fengchangwangluojiankongxitongdesuduyuekuai
，nenglianggongyingyuanduiyudianyadieluohuobuduanbianhuadeyaoqiudefanyingjiuyuelingmin。tongguojichengzaizidonghuaxitongzhongde EtherCAT 電力測量端子模塊可以在公共接入點以高達 10000 個采樣點/秒的速度測量瞬時電流和電壓值
，從而保證能夠對電壓跌落進行早期的診斷。與替代方案不同，它可以讓整個風場實現低電壓穿越（LVRT）。因此，如果在公共接入點診斷出有電壓跌落，它可以在1 ms 的時間內將信號傳輸給整個風場的所有風力發電機組。通過 EtherCAT 中的分布式時鍾，所有風力發電機組的測量值和風場公共接入點的測量可以在不到 1 μs 的時間內同步。有了這些數據
，電流、電dian壓ya和he頻pin率lv可ke以yi得de到dao相xiang應ying控kong製zhi且qie電dian網wang可ke以yi得de到dao最zui優you的de支zhi持chi。可ke以yi使shi用yong現xian有you的de光guang纖xian以yi太tai網wang結jie構gou。使shi用yong這zhe項xiang技ji術shu甚shen至zhi還hai可ke以yi實shi現xian與yu風feng場chang內nei的de各ge風feng機ji變bian流liu器qi的de IGBT同步。

　　集成式狀態監測解決方案

　　由於對風力發電機組可利用率的嚴格規定和需求的提高，狀態監測係統（CMS）也變得越來越重要。基於 PC 和 EtherCAT 技術的控製平台將 CMS 功能無縫集成到現有的自動化係統中，CMS可以用於監測所有風力發電機組的狀態，包括齒輪箱、主軸承和發電機。除了相當大的成本優勢和靈活的可擴展性之外，該解決方案的診斷性能也更高。CMS 功能通過 Beckhoff EtherCAT 端子模塊（如 EL3632）集成到 I/O 端子模塊係統中。數據通過端子模塊采集，然後通過 TwinCAT 自動化軟件平台在控製器內將原始數據轉化為可用數據。CMS 軟件的實時組件通過 TwinCAT 集成到控製器中。CMS 分析軟件診斷采集到的數據並啟動相應的下遊服務

，用戶可以通過一個標準接口（比如OPC）連接 CMS分析軟件。這一結構使他們的用戶能夠更接近他們的實際目標：使用實時同步數據監測整台風機狀態
，而不是單個部件的診斷。

　　TwinCAT 3 — 通用控製平台降低工程成本

　　TwinCAT 讓用戶能夠非常自由地選擇編程語言：除了麵向對象的擴展 IEC61131-3 標準語言擴展外
，C 和 C++ 現在也可用作實時應用程序的編程語言。例如
，通過集成 Matlab®/Simulink® ， TwinCAT 3 也可以用於設備仿真和載荷計算。

　　新聞圖片

　　圖片注釋：

　　基於 PC 的自動化控製技術可以提供一個功能強大的控製器
，它能夠將一個風力發電機組的所有組件 — 例如變槳、發電機、變頻器和製動器的操作管理和控製，以及狀態監測和風場網絡監控 — 都整合到同一個平台上。