研华嵌入式工控机在风力发电中的应用

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  • 一、风电行业背景

    随着国家对风电行业的扶持力度加大,风电产业发展迅猛。2007年中国大陆新增风电机组3155台,装机容量330.4万KW。与2006年当年新增装机133.7万KW相比,2007年当年新增装机增长率为147.1%

    2007年中国大陆累积风电机组6?69台,装机容量590.6WKW,风电场158个。分布在21个省市。于2006年累计装机259.9KW相比。2007年累计装机增长率为127.2%,提前3年实现国家《可再生能源法中长期发展规划》中提出的目标。

    随着中国风电市场的快速增长以及风电机组制造商新秀的进入,中国风电机组供应市场的竞争格局也正在悄然发生变化。风电场开发商投资建设风电场的热情也空前高涨,中国风电装机容量将在2008年底再次超过人们预想而创下新的纪录!预计到2008年底,中国风电机组新增装机容量将达到730.4万千瓦,累计装机容量将达到1335.6万千瓦,新增装机容量增长率预计将达到111.71%。

    国家制定的2020年风电装机3000万千万的目标,有望在2011年实现。到2020年,中国风电装机保守估计将达到8000万千瓦。

    随着风力发电场的大量建设,风场信息化管理系统,风机远程监控系统业也大量应用。在这样的系统中需要可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。各种采集信号及控制信号通过工业以太网和现场总线汇集到研华严苛计算机UNO-2170中,然后再通过另外一个以太网口将数据传送到风能检测服务器当中。在这个过程中UNO-2170充当数据网关的作用。

    二、风电客户对嵌入式工控机的需求

    风力发电系统通常安装在带 有灰尘和大风的恶劣环境中。在这样的环境中,使用一台有风扇的PC为主机平台将会导致风扇和系统故障。客户需要一套可靠的计算机平台,不仅平均无故障时间长,而且要求是一套紧凑的平台。经过考察客户选用了UNO-2170做为风电控制器的数据网关。

    三、系统网络架构图

    系统网络架构图

    四、方案分析

    UNO具有两个以太网口,可以实现现场数据采集以太网和上位信息管理以太网的双网隔离。这样可以保证现场控制层的安全性和实时性。系统通过一个以太网口和主控制PLC通信,它可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。另外一个以太网口通过风场局域网和监控中心的服务器相连,各种采集信号及控制信号通过工业以太网传送到服务器当中。此外UNO具有方便的扩展功能PC/104接口,能够适应现场各种特殊的需要。在本项目应用中通过增加一片PC/104接口的现场总线卡可以方便的和现场总线设备通信。

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