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1、2MW风力发电机组主控系统软件培训,2010年03月09日,概述,PLC及I/O模块是2.0MW型控制系统的重要构成部分，这些控制器件安装于塔基、机舱柜体内，组成独立的子站，实时监测、控制风力发电机组的运行，并具有完整的维护诊断功能。2.0MW型控制系统选用Beckhoff的PROFIBUS-DP现场总线自动化模块，可便捷地将控制任务分配在控制中心和现场控制柜中，所有自动化模块采用导轨式安装，操作方便。PLC控制器使用Ethernet接口与上位机连接，通过TwinCAT开发软件完成IP地址设置、控制程序下载、联机调试等工作。PLC控制器可提供FTP服务器功能，用户可激活关闭FTP。利用FTP服
2、务器/CERHOST下载/移动初始数据配置文件init.txt、weaprog文件，读取存放于FTP的监测数据文件、事件记录文件及故障记录文件。,1、软件安装,TwinCAT安装只支持德语和英语安装语言。安装时，选择英语，然后点击“Weiter”直接进入下一步。若以前安装过TwinCAT，但是没有完全删除文件时，在进入下一步操作时，会提示“There are some files marked for delection on next reboot.Please reboot first and then reboot again.”，点击“确定”然后激活“Del_RegItem.reg”注
3、册表，再重新安装。,导入库文件 将库文件（3个）考入到TwinCatPlcLib目录下。,2、PLC控制器硬件结构,控制系统选用Beckhoff的CX1020控制器作为PLC控制器，具有以太网连接功能，塔基控制柜与其他从站间采用profibus总线通讯。,3.1 整机PLC控制器结构塔基控制柜主站通过profibus总线耦合器与变频器从站、机舱控制柜从站、轮毂从站相连接。机组PLC控制器配置如下：,塔基控制器profibus主站 通讯地址：01（塔基控制柜内）塔基控制器信号采集从站 通讯地址：11（塔基控制柜内）变频器通讯从站 通讯地址：24（变频器内）机舱控制器模拟信号采集从站 通讯地址：2
4、2（机舱控制柜内）机舱控制器数字信号采集从站 通讯地址：20（机舱控制柜内）轮毂控制器通讯从站 通讯地址：40（轮毂3#轴柜内）,3.2 塔基控制器硬件结构塔基控制器profibus主站上连接着PLC的CX1020控制器和KL6904安全链控制器，是整个PLC控制器的“大脑”，数据命令由主站向从站发送。塔基控制器profibus主站配置如下：,4.模块简介,CX1500-M310：现场总线主站实现了过程数据和信号的分布式采集，同时允许几个相同或不同的总线主站并行操作。,BK3150：PROFIBUS-DP“紧凑型”总线耦合器 BK3150 扩展了Beckhoff 总线端子系统，比较小巧。可以连
5、接多达64个总线端子；若采用端子总线扩展技术，则可连接多达 255 个总线端子。,CX1020-0011：CX1020 的标准配置包括一个 64MB 的 CF 卡以及两个以太网 RJ 45 接口。这两个接口与一个内部交换机相连，用户可以在不使用额外以太网交换机的情况下创建线型拓扑结构。所有其它 CX 系列产品组件都可以通过设备两侧的 PC104 接口进行连接。CX1020 系统可以选择电源模块。所有其他系统组件的电源通过内置 PC104 总线供电，无需单独的电源线。操作系统可以是 Windows CE 或嵌入版 Windows XP。TwinCAT 自动化软件把 CX1020 系统转化为功能强
6、大的 PLC 和运动控制系统，可以在带有可视化功能或者不带可视化功能的情况下进行操作。,CX1100-0002：CX1100 组件除了提供电源以外，还可提供一些其他重要特性：集成的 NOVRAM 可实现故障情况下过程数据的安全存储。有两行字符（每行 16 个字符）的 LCD 显示器用于显示系统和用户信息。本地输入/输出信号通过 CX1100-0002 电源模块连接，所有的 Beckhoff 总线端子均可连接。,KL9210：供电端子可插入输入和输出端子之间的任意位置，以构建一个电位组，或给右侧端子供电。供电端子提供的电压最高为交流 230 V。具有诊断功能的端子可向控制器报告电压故障或短路。供
7、电端子可以配装保险丝，也可不配装。为了监控电源电压，具有诊断功能的端子可通过两个输入位向总线耦合器报告供电端子的状态。,KL1104：KL1104 数字量输入（DI）端子从现场设备获得二进制控制信号，并以电隔离的信号形式将数据传输到更高层的自动化单元。KL1104 带有不同速度的输入滤波。每个总线端子含 4 个通道，每个通道都有一个 LED 指示其信号状态。,KL2134：KL2134数字量输出（DO）端子将自动化控制层传输过来的二进制控制信号以电隔离的信号形式传到设备层的执行机构。KL2134 有反向电压保护功能。每个总线端子含 4 个通道，每个通道都有一个 LED 指示其信号状态。,KL3
8、403：KL3403 总线端子可以测量电网中所有的电气数据。电压测量可以直接连接 L1、L2、L3 和 N 线。电流的测量则需通过简单的电流互感器。所有被测量的电压和电流数据都是有效值。通过 KL3403 还可以计算每相的有功功率和能量消耗。通过和电压 U、电流 I 和有功功率 P 等有效值的运算关系，还可获得所有其它相关的数据，如视在功率 S、功率因数 cos 等。KL3403 提供了完整的电网分析和能源管理功能，可应用到各种现场总线系统中。,KL3204：KL3204 模拟量输入(AI)端子可直接连接电阻型传感器。总线端子电路可使用 2 线制连接技术连接传感器。整个温度范围的线性度由一个微
9、处理器来实现。温度范围可以任意选定。总线端子的标准设置为：PT100 传感器，分辨率为 0.1。故障 LED 显示传感器故障（例如断线）。,KL3404:KL3404 模拟量输入端子可处理-10 V 和+10 V 或 0 V 和 10 V 范围的信号。分辨率为 12 位，在电隔离的状态下被传送到上一级自动化设备。在 KL3404 总线端子中，有 4 个输入端为 2 线制型，并有一个公共的接地电位端。输入端的内部接地为基准电位。运行 LED 显示端子与总线耦合器之间的数据交换。,KL5001:KL5001 SSI 接口端子可直接连接 SSI 传感器。传感器电源由 SSI 接口提供。接口电路产生一
10、个脉冲信号以读取传感器数据，读取的数据以字的形式传送到控制器的过程映像区中。各种操作模式、传输频率和内部位宽可以永久地保存在控制寄存器中。屏蔽线可直接连接 KL9195 屏蔽端子。,KL1904:KL1904安全总线端子是用以连接传感器的数字量输入端子，可连接24 VDC备用辅助电源。安全总线端子（KL1904、KL2904、KL6904）均有地址设置且不能重复设置，KL1904有4个输入通道。,KL2904：KL2904 安全总线端子是4通道的数字量输出端子，可连接 24V DC 的执行器，最大输出电流总和为 2A。如果总线端子检测到故障，则自动切断输出（急停）。,KL6904：一个KL69
11、04 TwinSAFE 逻辑总线端子可建立31个连接(TwinSAFE 连接)。一个网络中可以有多个逻辑端子。KL6904 总线端子能够执行认证的安全功能，这些安全功能应该根据需要进行组态，例如急停功能块，安全门监测等可以很方便地选择和连接。所有功能块可以自由连接，也可进行“与”、“或”等逻辑运算。所需的功能块通过TwinCAT 系统管理器组态，并通过现场总线下载到 KL6904 逻辑端子中。TwinSAFE 逻辑端子有四个的本地安全输出，因此只需 KL1904 和 KL6904 这两个端子就可以实现安全应用。,KL9010：终端模块。KL9010总线末端端子可用于总线耦合器和总线端子之间的数
12、据交换。每一个站都可在右侧使用 KL9010作为总线末端端子。总线末端端子不具有任何其它功能或连接能力。,5.组态配置及PLC系统设置,连接目标系统 打开 System Manager 管理器窗口，注意此时窗口的右下脚标志为：Local(192.168.0.100.1.1)|Config Mode,选择需要控制的目标系统，按下 Choose Target 按钮，出现Choose Target System 窗口,选择搜索整个以太网，按下Search(Ethernet)按钮，并在出现的窗口中按下Broadcast Search 按钮进行自动搜索，或在Enter Host Name/IP:后输入想
13、要查找的TwinCat 的IP 地址，点击回车，在信息框中便会显示出搜索到的TwinCat 系统，显示为类似下面窗口：,在 Host Name 中选择需要连接的工控机，点选左下脚的Add Route 按钮，显示登陆密码输入窗口 输入工控机正确的用户名和密码，点选 OK 按钮，并自动退回到Add Route,点选窗口中的Close 按钮返回到Choose Target System 窗口：,此时选择需要连接的工控机，并点选OK 按钮，返回System Manager 管理器主窗口，注意此时窗口的右下脚标志为 CX_XXXXX(5.1.127.166.1.1)|RTime X%表示的是当前选择的系
14、统和当前系统的状态。此时会发现NC-Configuration 和Cam-Configuration 消失，因为这些配置项目是根据连接的系统不同而增减。,连接的工控机设置:此处 SYSTEM Configuration Boot Settings(Target)的设置，是表示通电后系统自动进入引导模式。Run Mode(Enable)：自动转换为运行模式。Config Mode：自动转换为配置模式。,SYSTEM Configuration CX Settings 的设置，是对工控机内部参数进行设置。AmsNetId：AMS 地址。Host Name：主机名称。TCP/IP Settings：
15、TCP/IP 设置。Display Resolution：显示器清晰度。Display Frequency：显示器刷新率。,SYSTEM Configuration Real-Time Settings Settings 的设置，是对工控机内部参数进行设置。Base Time：时基。另：“衽”所代表的时间为“微秒”CPU Limit：CPU 极限使用率。Router Memory：动态内存容量。,PLC Configuration RLC Settings(Target)的设置，是对工控机内部参数进行设置。Number of：允许几个PLC 同时运行。最多允许4 台PLC 同时运行，而且互不干
16、扰。Boot Project：选择自动运行的PLC 程序。Load/Store Retain：允许使用掉电保持寄存器。,远程桌面连接：运行 CERHOST.exe 程序，出现如下界面,输入工控机的Host Name 和Password（若无Password 则在输入Host Name 后直接回车进入），点击OK 按钮，若一切正确，将连接到目标系统。界面如下：,修改PLC时间：,修改FTP设置：FTP的主要作用，就是让用户连接上一个远程计算机查看远程计算机的文件，然后把文件从远程计算机上拷到本地计算机，或把本地计算机的文件送到远程计算机去。操作如下：Start-settings-control
17、Panel-cx configuration 打开后，各界面设置如下：,初始化文件的导入：FTP设置完成后，等待半分钟左右的系统设置时间后，重新运行 CERHOST.exe 程序。在桌面界面下进入My DeviceHard disk，在Hard disk根目录下新建一个名为FTP的文件夹。在FTP目录下新建一个名为ERROR的文件夹。在XP系统下，打开IE，输入ftp:xxx.xxx.xxx.xxx地址为连接PLC的IP地址。,将需要导入的INIT文件夹（一个文件）和WEAPROG文件夹（含17个文件）复制到FTP文件夹目录下。在CE系统下进入My DeviceHard diskFTP，把FT
18、P中的INIT文件和WEAPROG文件剪切到Hard disk根目录下。打开INIT文件，修改init_init_windturbine_nr，此变量为风机号，根据实际情况修改。,以上操作结束后，即远程桌面的操作结束。重新回到system manager界面。打开I/O configuration,检查CX1500M310下硬件配置，无误后，进行变量映射检测配置激活配置。如图所示：,注意：在激活配置后Plc会重启，造成紧急停机！完成后，打开Plc control，输入密码进入程序。如图：,进入程序后，点击onlinechoose run-time system。选择要运行的系统，点击OK。然后进行程序的下装、运行及退出。如图：,注意，在下装程序时，如图：若点击“是”，系统将会紧急停机！,谢 谢,
