一、 概述
近年來隨著國家對可再生能源扶持政策的進(jìn)一步出臺，可再生能源特別是風(fēng)力發(fā)電呈現(xiàn)蓬勃發(fā)展的趨勢，國內(nèi)眾多廠家正通過自主研發(fā)和技術(shù)引進(jìn)等形式進(jìn)行風(fēng)電設(shè)備的成套工作。目前，國內(nèi)生產(chǎn)廠家對高速齒輪箱、電機(jī)和葉片等已具有了獨立生產(chǎn)能力，但作為風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)的大腦——風(fēng)電控制器，一直以來主要依靠國外技術(shù)引進(jìn)。通過對國內(nèi)主流風(fēng)電設(shè)備生產(chǎn)廠家的控制系統(tǒng)研究發(fā)現(xiàn)，多數(shù)廠家的控制系統(tǒng)是和主機(jī)一起成套技術(shù)引進(jìn)而來，如MITA和WINDTEC公司的產(chǎn)品。由于風(fēng)電設(shè)備運(yùn)行環(huán)境較為惡劣，安裝空間有所限制，并且要求有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理能力，因此現(xiàn)有的通用可編程控制器很難達(dá)到其技術(shù)要求。一是高低溫要求，通用PLC運(yùn)行溫度一般為0℃～50℃，但風(fēng)電設(shè)備要求運(yùn)行在-25℃～60℃的環(huán)境中。雖然有國內(nèi)廠家采用了通用PLC作為主控器，但在系統(tǒng)設(shè)計時需在機(jī)柜增加加熱器，以保證在低溫環(huán)境下的可靠運(yùn)行，這種處理方式雖然能滿足運(yùn)行要求，但可能會造成在超低溫環(huán)境下PLC上電后不能立即運(yùn)行，并且加裝了加熱器導(dǎo)致PLC安裝空間更加狹窄。二是數(shù)據(jù)處理能力，現(xiàn)有的通用可編程控制器因本身設(shè)計思想的不足導(dǎo)致在功能上無法滿足大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲的需要。對國外引進(jìn)控制系統(tǒng)的研究表明，國外控制系統(tǒng)多采用嵌入式PC（如Bachmann、BeckHoff等）作為主控制器來適應(yīng)風(fēng)電控制系統(tǒng)的需求。
本方案以NA400系列可編程控制器為基礎(chǔ)，針對某電站3MW（可適用于2.5MW和1.5MW機(jī)組）風(fēng)機(jī)控制器的技術(shù)要求，在廣泛吸收國外同類產(chǎn)品控制系統(tǒng)的技術(shù)優(yōu)點的基礎(chǔ)上提出的。
由于變流器和變漿系統(tǒng)采用成熟系統(tǒng)配套，因此本方案僅涉及3MW風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控柜（主站）和機(jī)艙柜（機(jī)艙站）的控制。
二、 技術(shù)需求
（1） 編程軟件符合IEC61131-3國際標(biāo)準(zhǔn)；
（2） 軟件支持多任務(wù)；
（3） 對CPU速度及處理能力、存儲空間等有較高要求（要求具有100M的數(shù)據(jù)存儲能力）；
（4） I/O要求：輸入光電隔離、輸出繼電器（總點數(shù)在100點以內(nèi)）；
（5） 運(yùn)行環(huán)境惡劣，要求具有較高的可靠性：
＊ 運(yùn)行溫度：-20℃~50℃
＊ 儲存溫度：-40℃~70℃
＊ 較高的濕熱要求，要求防濕抗凝露
（6）通信要求：
＊ 以太網(wǎng)接口，支持TCP/IP、UDP等
＊ Profibus-DP現(xiàn)場總線
＊ CANOpen現(xiàn)場總線
（7）人機(jī)界面采用具備按鍵操作的平板電腦，支持WinXP 嵌入式操作系統(tǒng)，不采用常規(guī)的觸摸屏；
（8）信號類型：DI、DO、AI（0~10V和4~20mA）、Pt100熱電阻、AO、SSI、高速計數(shù)器模塊；
（9）結(jié)構(gòu)要求：安裝方便，所有螺釘應(yīng)防銹。
三、技術(shù)方案
針對風(fēng)力發(fā)電設(shè)備運(yùn)行環(huán)境嚴(yán)酷、技術(shù)要求高的特點，現(xiàn)有通用PLC很難適應(yīng)其應(yīng)用需求。我公司NA400型可編程控制器采用一系列計算機(jī)領(lǐng)域和工業(yè)控制領(lǐng)域的最新技術(shù)研制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)先進(jìn)、功能強(qiáng)大、具有多任務(wù)、趨勢曲線、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點，適合風(fēng)電行業(yè)的特點。
3.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)