1、1,SEWIND W2000 主控制器介紹及故障排除 技術(shù)部電控室 楊宏坤,2,SEC-2000主控制系統(tǒng)簡(jiǎn)介 W2000控制系統(tǒng)選用模塊類型 CX1020主控制器 EK1110 EtherCAT擴(kuò)展模塊 BK1120總線耦合器 EK1501/EK1521光纖通訊模塊 Profibus通訊模塊-EL6731 供電模塊KL9210及終端模塊KL9010 三相電力測(cè)量模塊-KL3403 編碼器測(cè)量模塊-KL5001,4/8通道數(shù)字量輸入模塊-KL1104/EL1108 4/8通道數(shù)字量輸出模塊-KL2134/EL2008 4通道010V輸入模塊-KL3404 4通道420mA輸入模塊-KL3454

2、 4通道420mA輸出模塊-KL4424 PT100熱電阻輸入模塊-KL3202/KL3204 安全模塊 安全控制器KL6904 4通道數(shù)字量輸入安全模塊KL1904 4通道數(shù)字量輸出安全模塊KL2904,目錄,3,1、 W2000主控制系統(tǒng)-簡(jiǎn)介,SEC-2000風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)采用德國(guó)BECKHOFF（倍福）的PLC作為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。BECKHOFF是風(fēng)電行業(yè)中應(yīng)用非常廣泛的控制系統(tǒng)平臺(tái)，如：DEWIND-D8/D8.2/D6，金風(fēng)、國(guó)電聯(lián)合、重慶海裝、廣東明陽(yáng)、浙江華儀等。此外，在變槳系統(tǒng)中也有非常之多的應(yīng)用，如：LUST變槳系統(tǒng)95%選用BECKHOFF，ATEC全部選用BECKHOF

3、F。 SEC-2000風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)由一個(gè)塔底控制柜、一個(gè)機(jī)艙控制柜、一個(gè)機(jī)艙遠(yuǎn)程緊急停機(jī)盒共同組成。機(jī)艙和塔底之間采用光纖進(jìn)行連接。 SEC-2000主控系統(tǒng)與變槳系統(tǒng)之間通過(guò)電氣滑環(huán)采用Profibus進(jìn)行通訊。通過(guò)通訊，在主控系統(tǒng)內(nèi)部可以直接查看變槳系統(tǒng)的故障，而不需要登塔。 SEC-2000主控系統(tǒng)與變流器之間的信號(hào)連接仍采用硬接線方式，只是相應(yīng)的信號(hào)采集模塊布置在變流器柜內(nèi)，之間通過(guò)Profibus線進(jìn)行連接。 BECKHOFF所有模塊工作溫度為055，儲(chǔ)藏溫度為-2585。 BECKHOFF所有硬件均有狀態(tài)指示，通過(guò)觀察指示燈，可以判斷故障并予以排除。 與SEC-1250安全鏈設(shè)

4、計(jì)采用Pilz的安全繼電器所不同的是，SEC-2000采用的是通過(guò)SIL3認(rèn)證的安全模塊。,4,1、 W2000主控制系統(tǒng)-網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),5,1、W2000主控制系統(tǒng)控制器硬件連接,6,1、 W2000主控制系統(tǒng)實(shí)物,總線耦合器: 總線端子和現(xiàn)場(chǎng)總線之間的聯(lián)接,在一個(gè)總線耦合器上最多可帶 64 (255)* 個(gè)總線端子,總線末端子,7,1、 W2000主控制系統(tǒng)電源連接,8,1、 W2000主控制系統(tǒng)模塊的裝拆,裝,拆-1,拆-2,9,2、 W2000控制系統(tǒng)選用模塊類型-1,10,2、 W2000控制系統(tǒng)選用模塊類型-2,11,3、 CX1020主控制器,SEC-W2000風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)采用德

5、國(guó)BECKHOFF（倍福）的PLC作為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)。其中主控制為CX1020。 做為基于PC的控制器，CX1020具有以下特性： Intel Celeron處理器，1G時(shí)鐘頻率 256M DDR RAM 2G CF卡 操作系統(tǒng)可選Window XP和Window CE （我公司選用Window CE) 內(nèi)置2個(gè)RJ-45口的交換機(jī)，支持10/100M 內(nèi)置DVI+USB口，可直接連接觸屏 具有狀態(tài)燈指示,12,3、 CX1020狀態(tài)指示燈,13,4、EK1110 EtherCAT擴(kuò)展模塊,EK1110布置在CX1020后，做為EtherCAT總線的擴(kuò)展模塊，將CX1020與BK1120連接起來(lái)

6、，同時(shí)做為EtherCAT的終端模塊。 該模塊對(duì)外提供一個(gè)RJ45口，支持100M以太網(wǎng)。,14,5、BK1120總線耦合器,BK1120用于將K-BUS模塊與EtherCAT總線進(jìn)行連接，可下掛64個(gè)K-BUS模塊（通過(guò)擴(kuò)展為255個(gè)）。,15,5、BK1120總線耦合器續(xù),現(xiàn)場(chǎng)總線Filedbus通訊燈,16,5、BK1120總線耦合器續(xù),現(xiàn)場(chǎng)總線K-BUS總線通訊燈,17,6、EK1501/EK1521光纖通訊模塊,EK1501/EK1521作用是將EtherCAT信號(hào)轉(zhuǎn)換為光信號(hào)，最大程度避免塔筒動(dòng)力電纜對(duì)控制系統(tǒng)的干擾，實(shí)現(xiàn)塔底控制系統(tǒng)和機(jī)艙控制系統(tǒng)的連接。 EK1501為光纖通訊主

7、站模塊，布置在塔底柜。（CX1020旁） EK1521為光纖通訊從站模塊，布置在機(jī)艙柜中。 通過(guò)6芯單模光纖（W1250）和耦合器架，使用EK1501和EK1521將塔底控制系統(tǒng)和機(jī)場(chǎng)控制系統(tǒng)連接起來(lái)。 6芯光纖，其中2芯用于連接主控系統(tǒng)；2芯連接到分別位于塔底柜和機(jī)艙柜中的光電轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)塔底交換機(jī)和機(jī)艙調(diào)試機(jī)的連接；另外2芯做備用。 光電轉(zhuǎn)換器為ST接口 主控光纖通訊模塊為SC接口 光纖為單模光纖,18,7、 Profibus通訊模塊-EL6731,EL6731-0000 Profibus通訊主模塊，布置在主控系統(tǒng)內(nèi) EL6731-0010 Profibus通訊從站，布置在變槳系統(tǒng)3#軸柜

8、內(nèi),注意：EL6731產(chǎn)品系列號(hào)為0806的存在通訊BUG，模塊運(yùn)行不穩(wěn)定，應(yīng)更換為0907及以后的產(chǎn)品,19,7、 Profibus通訊模塊-BK3150從站,地址設(shè)定,1、更換BK3150后，注意Profibus地址設(shè)定必須一致！ 2、重新制作Profibus線時(shí)，必須注意Profibus電纜必須兩端接地，否則不能有效屏蔽電磁干擾！,20,8、 供電模塊KL9210及終端模塊KL9010,KL9210供電模塊,KL9010終端模塊,21,9、三相電力測(cè)量模塊-KL3403,KL3403通過(guò)高速采樣（16us）交流三相電壓和電流，在檢測(cè)電流、電壓的同時(shí)還可通過(guò)模塊內(nèi)置的高速均方根計(jì)算（640

9、00次/秒），直接輸出頻率、有功功率、無(wú)功功率、功率因素。 KL3403可接受500VAC的電壓值，根據(jù)型號(hào)的不同，所接受的電流范圍不同。其中KL3403-0000接受范圍為1A，KL3403-0010接受范圍為5A. 安裝在變流器柜的KL3403信號(hào)來(lái)自于變流器柜，用于檢測(cè)發(fā)電機(jī)出口功率。 安裝在塔底柜內(nèi)KL3403信號(hào)來(lái)自于箱變，具體位于箱變400VAC出口斷路器的上方，用于檢測(cè)發(fā)電機(jī)出口功率扣除發(fā)電機(jī)自用電后的凈功率。,1、電壓、電流均采用三相四線制，亦即N線為公共端 2、更換后的KL3403需要用KS2000進(jìn)行設(shè)置 3、電流通常采用CT（電流互感器）轉(zhuǎn)接，由于CT的特性，在更換KL3

10、403模塊或更換CT時(shí)，包括變流器柜、主控柜、箱變?cè)趦?nèi)的設(shè)備必需斷電，否則將導(dǎo)致CT的燒毀！,注意！,22,9、三相電力測(cè)量模塊-KL3403（KS2000設(shè)置）,1,2,3,設(shè)置過(guò)程 1、連接BK3150（變流器柜）或EK1521（塔底主控柜） 2、選中KL3403 3、選中需配置的通道（Channel 1） 4、對(duì)所有通道進(jìn)行設(shè)置,23,9、三相電力測(cè)量模塊-KL3403（KS2000設(shè)置續(xù)）,24,9、三相電力測(cè)量模塊-KL3403常見(jiàn)故障,查線時(shí)必須將箱變電源斷掉，否則可能導(dǎo)致CT燒毀,25,10、 編碼器測(cè)量模塊-KL5001,2MW風(fēng)電機(jī)組中采用了IVO公司的絕對(duì)值編碼器測(cè)量機(jī)艙位

11、置和風(fēng)輪轉(zhuǎn)速。 其中，機(jī)艙位置編碼器位于扭纜開(kāi)關(guān)上方，風(fēng)輪轉(zhuǎn)速測(cè)量編碼器位于電氣滑環(huán)末端。 風(fēng)輪轉(zhuǎn)速編碼器輸出的脈沖信號(hào)輸入到速度測(cè)量模塊，產(chǎn)生420mA的轉(zhuǎn)速信號(hào)和18.5rpm（2184rpm）超速保護(hù)信號(hào)。,編碼器與模塊的連接,編碼器模塊,機(jī)組調(diào)試后、更換偏航編碼器、更換編碼器模塊后應(yīng)將機(jī)艙位置對(duì)準(zhǔn)北方后將偏航編碼器位置置零,26,10、 編碼器測(cè)量模塊-KL5001（KS2000設(shè)置）,待續(xù),27,11、4/8通道數(shù)字量輸入模塊-KL1104/EL1108,1、輸入點(diǎn)狀態(tài)亮表示接點(diǎn)閉合 2、現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題處理時(shí)可檢查24VDC電源 3、通道1、2、3、4對(duì)應(yīng)的端子是1、5、4、8,28,12

12、、4/8通道數(shù)字量輸出模塊-KL2134/EL2008,1、輸入點(diǎn)狀態(tài)亮表示接點(diǎn)閉合 2、現(xiàn)場(chǎng)問(wèn)題處理時(shí)可檢查24VDC電源 3、通道1、2、3、4對(duì)應(yīng)的端子是1、5、4、8,29,13、4通道010V輸入模塊-KL3404,1、LED RUN燈亮表示該端子有接線且信號(hào)正常。 2、如果LED RUN燈滅，有以下幾種情況： a. 該通道未使用 b. 現(xiàn)場(chǎng)接線電纜斷線 c. 模塊故障 3、通道1、2、3、4對(duì)應(yīng)的端子是1/2、5/6、3/4、7/8,典型應(yīng)用： 1、風(fēng)輪轉(zhuǎn)速 2、機(jī)艙振動(dòng),30,14、4通道420mA輸入模塊-KL3454,通道運(yùn)行狀態(tài)指示,通道連接端子,24VDC電源總線,典型應(yīng)

13、用 1、風(fēng)速 2、風(fēng)向 3、液壓站系統(tǒng)壓力,通道故障狀態(tài)指示,31,15、4通道420mA輸出模塊-KL4424,1、LED RUN燈亮表示該端子有接線且信號(hào)正常。 2、如果LED RUN燈滅，有以下幾種情況： a. 該通道未使用 b. 現(xiàn)場(chǎng)接線電纜斷線 c. 模塊故障 3、通道1、2、3、4對(duì)應(yīng)的端子是1/2、5/6、3/4、7/8,32,16、 PT100熱電阻輸入模塊-KL3202/KL3204,2通道3線制PT100,4通道2線制PT100,33,17、安全模塊,BECKHOFF安全模塊包括三種類型： KL6904安全控制器 KL19044通道數(shù)字量安全輸入模塊 KL29044通道數(shù)字

14、量安全輸出模塊 BECKHOFF安全模塊是符合IEC-61508 SIL3，其故障可能性小于千分之一，但高于萬(wàn)分之一。 BECKHOFF安全模塊采用TwinSAFE通訊協(xié)議，在通訊介質(zhì)上借用K-BUS和EtherCAT總線。 BECKHOFF安全模塊可以分散布置在不同區(qū)域，一個(gè)BECKHOFF系統(tǒng)可最多連接1024個(gè)安全模塊。 采用安全模塊執(zhí)行風(fēng)電機(jī)組安全鏈控制，與安全繼電器相比具有以下優(yōu)勢(shì)： 1、無(wú)內(nèi)部接線，減少接線工作量，增減靈活； 2、安全鏈邏輯采用編程方式，修改靈活； 3、豐富的功能模塊，便于實(shí)現(xiàn)各種不同的安全邏輯； 4、集成在BECKHOFF PLC控制器中，過(guò)程量點(diǎn)可直接連接到PL

15、C邏輯中進(jìn)行監(jiān)視； 5、支持Profibus、實(shí)時(shí)以太網(wǎng)，對(duì)主控制系統(tǒng)的錯(cuò)誤也可進(jìn)行檢測(cè)；,1、各個(gè)安全模塊之間是通過(guò)地址進(jìn)行區(qū)別及通訊連接的，更換安全模塊時(shí)必須確保安全模塊的地址設(shè)定與之前的一樣。 2、更換KL6904后需重新燒寫安全鏈邏輯，更換KL1904、KL2904后不需要燒寫控制邏輯 3、控制邏輯的燒寫需要專業(yè)人員進(jìn)行！,34,17、安全模塊安全信號(hào)及邏輯,塔底安全鏈監(jiān)測(cè)信號(hào)： -手動(dòng)緊停 -電壓監(jiān)測(cè) -PLC緊停 -變流器系統(tǒng)要求緊停 -外部信號(hào)緊停（預(yù)留）,機(jī)艙安全鏈監(jiān)測(cè)信號(hào)： -手動(dòng)緊停 -手動(dòng)遠(yuǎn)程緊停 -扭纜 -振動(dòng) -變槳系統(tǒng)要求緊停,塔底安全鏈控制輸出信號(hào)： -變流器緊停

16、,機(jī)艙安全鏈控制輸出信號(hào)： -變槳系統(tǒng)緊停（順槳） -禁止偏航 -偏航剎車 -高速軸剎車,35,18、安全控制器KL6904,4路24VDC輸出（500mA），直接外接繼電器 輸出通道組態(tài)后，正常情況下相應(yīng)通道綠燈被點(diǎn)亮,1、安全模塊工作電壓范圍24VDC（-15%+20%) 2、診斷燈1、2的狀態(tài)對(duì)故障的判斷最重要 3、更換模塊后，必須確保地址一致 4、更換KL6904后，必須重新燒入安全控制邏輯（除非模塊已經(jīng)預(yù)燒寫好。,36,18、安全控制器KL6904（續(xù)）,狀態(tài)診斷燈3、4為模塊內(nèi)部狀態(tài)診斷信息，正常時(shí)應(yīng)該為滅。如果該2診斷燈點(diǎn)亮，則表示模塊自身存在故障，需返回BECKHOFF公司診斷。,37,19、 4通道數(shù)字量輸入安全模塊KL1904,KL1904可接受4路安全數(shù)字輸入量 輸入量的查詢電壓由模塊自身提供 正常情況下，安全信號(hào)為長(zhǎng)“1”信號(hào)，相應(yīng)通道指示燈被點(diǎn)亮,1、24VDC非常重要，故障排除時(shí)需檢查24VDC是否正常 2、狀態(tài)診斷燈2亮，表示輸入回路設(shè)計(jì)存在錯(cuò)誤（外供