倍福]風(fēng)電庫是由倍福德國風(fēng)電團(tuán)隊傾力打造的一套完整風(fēng)機(jī)控制應(yīng)用庫,它是倍福德國風(fēng)電專家Robert先生30年的風(fēng)電行業(yè)應(yīng)用經(jīng)驗和倍?;赑C控制思想的風(fēng)電控制系統(tǒng)的結(jié)晶。倍福wind libs風(fēng)電庫適用于任何MW級別的風(fēng)機(jī)系統(tǒng)控制,也適用于陸上型和海上型風(fēng)機(jī)控制;該風(fēng)電庫基于TwinCAT 2的IEC61131-3的ST編程語言,采用對面對象的編程思想和模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計,是一套完整的風(fēng)電控制解決方案??蛻粼诨谠擄L(fēng)電控制庫的基礎(chǔ)上可以非常容易地實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的完整控制,并且可以靈活地實(shí)現(xiàn)自定義的功能。
浙江運(yùn)達(dá)1.5MW系列風(fēng)電機(jī)組采用了兆瓦級風(fēng)電機(jī)組的經(jīng)典設(shè)計:葉輪采用三葉片、水平軸、上風(fēng)向布置,三點(diǎn)式支撐;傳動系統(tǒng)采用三級變速行星齒箱和雙饋異步發(fā)電機(jī);功率控制采用變速恒頻和伺服驅(qū)動的獨(dú)立變漿技術(shù),并運(yùn)用了國際先進(jìn)的載荷優(yōu)化控制策略。具有運(yùn)行可靠穩(wěn)定、風(fēng)能利用率高、電網(wǎng)適應(yīng)性強(qiáng)、抗低溫、抗風(fēng)沙、抗雷擊等特點(diǎn),主控系統(tǒng)核心控制器采用德國倍福的CX1020加EtherCAT I/O模塊實(shí)現(xiàn)。主控軟件系統(tǒng)采用倍福的基于PC架構(gòu)的wind libs風(fēng)電庫實(shí)現(xiàn)。
浙江運(yùn)達(dá)風(fēng)力發(fā)電工程有限公司成立于2001年,從事風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的研究已經(jīng)有40年的歷史,公司主營并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計、生產(chǎn)和銷售以及風(fēng)電場的運(yùn)行維護(hù)、備品備件的供應(yīng),并提供風(fēng)力發(fā)電工程的風(fēng)場規(guī)劃、技術(shù)咨詢、設(shè)計、施工等服務(wù),是浙江省高新技術(shù)研發(fā)生產(chǎn)企業(yè)。公司分別在南北兩地設(shè)立了年產(chǎn)100萬千瓦的大型兆瓦級風(fēng)力發(fā)電設(shè)備研發(fā)和生產(chǎn)基地。
完整且開放的風(fēng)機(jī)控制解決方案
倍福風(fēng)電庫提供了完整的實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)控制的各種功能塊,并且采用內(nèi)存表形式存儲當(dāng)前參數(shù),用戶可以通過參數(shù)索引直接獲取或更新參數(shù),所有參數(shù)都是在PLC初始化時自動生成,在程序的不同控制狀態(tài)下只需要對當(dāng)前唯一的參數(shù)表進(jìn)行操作即可完成整個風(fēng)機(jī)的控制。由于參數(shù)表在內(nèi)存中是唯一的,因此程序的任何控制策略都指向了這唯一的參數(shù)表,從而避免了控制操作與參數(shù)存儲的混亂現(xiàn)象,完美地實(shí)現(xiàn)了控制與數(shù)據(jù)的分割,使程序結(jié)構(gòu)更加簡單、靈活。
該功能庫的所有源代碼都是對用戶完全開放的,用戶可以對功能庫的底層代碼進(jìn)行增加或刪減,可以依據(jù)實(shí)際的風(fēng)機(jī)做相應(yīng)的修改,也可以在自己的新機(jī)型上使用該功能庫。
系統(tǒng)管理與診斷——一切盡在掌控
倍福風(fēng)電庫提供了大量風(fēng)電主控系統(tǒng)的管理與診斷功能。用戶只需要關(guān)注于風(fēng)機(jī)的控制即可,而不需要考慮底層的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié),利用該功能庫可以實(shí)現(xiàn)事半功倍的效果。功能庫還提供了完整的Log文件管理和存儲功能,所有Log文件都是以CSV格式存儲,以方便在EXCEL中對Log數(shù)據(jù)的分析。用戶可以方便地對Log文件的存儲數(shù)據(jù)、時間間隔、文件名稱、存儲路徑等進(jìn)行自定義。功能庫也提供了對控制器的CPU占用率、PLC運(yùn)行相關(guān)參數(shù)、EtherCAT I/O模塊的診斷等功能塊,用戶可以依據(jù)實(shí)際需要自由調(diào)用這些功能塊,也可以把這些診斷信息綁定在狀態(tài)碼中實(shí)現(xiàn)對風(fēng)機(jī)整體運(yùn)行的完美掌控。
代碼生成工具倍福wind libs風(fēng)電庫提供了4個代碼生成工具,這些工具是以參數(shù)配置形式實(shí)現(xiàn)PLC代碼自動生成的。代碼生成工具可以對風(fēng)機(jī)的運(yùn)行參數(shù)、I/O和通訊參數(shù)、遠(yuǎn)程控制命令、狀態(tài)碼等參數(shù)進(jìn)行配置并自動生成PLC代碼,用戶只需要在對應(yīng)工具中增加需要的參數(shù)并設(shè)置參數(shù)的對應(yīng)屬性,并把設(shè)置好的參數(shù)以(*.exp)導(dǎo)出,然后在PLC工程中導(dǎo)入即可,也可以把這些配置參數(shù)保存成CSV文件方便日后的更新和維護(hù)。浙江運(yùn)達(dá)依據(jù)這些工具大大提高了代碼的編寫速度。
HMI和SCADA接口
功能庫中也包含了對用戶登錄和用戶級別的管理控制功能,把所有用戶分為100個等級,0為最低級別,100為最高級別,不同級別的用戶登錄后所對應(yīng)的操作和HMI的顯示也不一樣,例如:狀態(tài)碼復(fù)位操作。只有登錄的用戶級別高于當(dāng)前狀態(tài)碼的設(shè)定級別后才可以復(fù)位該狀態(tài)碼。
該風(fēng)電庫包含了一個基于PLC的Visulization的HMI界面,該HMI不需要任何通訊接口,直接和PLC變量采用內(nèi)存綁定,可以實(shí)時顯示當(dāng)前風(fēng)機(jī)的所有實(shí)時參數(shù),功能庫中還提供了大量底層的HMI界面,客戶只要在基于該HMI界面上做一些簡單的配置即可以實(shí)現(xiàn)自定義的風(fēng)機(jī)控制HMI界面或?qū)崟r曲線等功能。
如果想遠(yuǎn)程訪問PLC的數(shù)據(jù)也非常容易實(shí)現(xiàn),功能庫提供了默認(rèn)為ADS接口遠(yuǎn)程訪問的結(jié)構(gòu)體,用戶只需要在遠(yuǎn)程通過ADS的變量名方式即可訪問PLC內(nèi)部的任何參數(shù)或?qū)崿F(xiàn)遠(yuǎn)程控制功能。其它通訊協(xié)議可以選擇MODBUS、TCP/IP、OPC等方式訪問,浙江運(yùn)達(dá)是通過Modbus TCP與遠(yuǎn)程SCADA系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互的,通過代碼生成工具自動定義了指定PLC的內(nèi)存地址和Modbus地址。
采用該風(fēng)電庫的1.5MW樣機(jī)已經(jīng)在浙江運(yùn)達(dá)張北風(fēng)場進(jìn)行了一個月的并網(wǎng)發(fā)電,系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定可靠,浙江運(yùn)達(dá)計劃于2013年年底進(jìn)行大批量應(yīng)用于1.5MW風(fēng)機(jī)控制。
摘自《自動化博覽》2013年6期