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1、风电机组电气元件基础,李宝强齐心营风电场,风电机组常用电气元件,断路器 接触器 热继电器 熔断器 防雷模块 超速模块 振动传感器 编码器 电源模块,测温元件（PT100）行程开关 接近开关 扭缆开关 航标灯 风向标 风速仪 环滑 PLC系统,塔底柜,机舱柜,机舱从站 光电转换器 机舱从站（22）,24V开关 超速模块 UPS,断路器,断路器是指能接通、承载和分断正常电路条件下的电流，也能在规定的非正常电路（例如短路）下接通、承载一定时间和分断电流的一种机械开关电器。它主要用于对电路出现短路电流的保护，当电路中出现短路时，立即断开电路，保护负载的安全。,断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路
2、器，我们用到最多的是低压断路器又称自动开关，俗称“空气开关”，它有以下几个基本特性：,断路器（续）,保护定值,常开常闭 反馈触电NO常开 NC常闭,常开常闭 反馈触电,额定电压(Ue)：是指断路器在正常(不间断的)的情况下工作的电压。额定电流(In)：是指配有专门的过流脱扣继电器的断路器在制造厂家规定的环境温度下所能无限承受的最大电流值。脱扣电流整定值(Im)：短路脱扣继电器(瞬时或短延时)用于高故障电流值出现时，使断路器快速跳闸。其跳闸极限就是脱扣电流整定值Im。（技能大赛考点）额定短路分断能力(Icu或Icn)：断路器的额定短路分断电流是断路器能够分断而不被损害的最高(预期的)电流值(额定
3、短路分断能力Icn，额定极限短路分断能力Icu)。,断路器（续）,常开常闭 反馈触电,两个常开反馈看图识别 两个触电的长短不同外侧是13,14里侧是23,24,区别在于无过流定值保护，只有短路保护,断路器（续）,断路器（续）,瞬时脱扣机构（过电流脱扣器）原理 瞬时脱扣机构由磁轭、线圈、铁心、特性弹簧等组成，正常工作时，线圈通过小于等于额定电流的工作电流，线圈产生了磁场，磁场通过磁轭和脱扣铁心形成闭合磁路通道，脱扣铁心在该磁场作用下产生一个往左动作的力，如果没有特性弹簧的阻力，铁心将往左动作，因特性弹簧的阻力，铁心并不动作。当线圈通过的电流大于某个设定值，铁心产生的动作力便大于特性弹簧的阻力，于
4、是铁心动作，带动跳扣动作，断路器便跳闸了。,断路器（续）,长延时整定机构（过载脱扣器）原理 机构中，主要的零件是双金属片，其原理是，空气开关不通电时，双金属片为原始状态；通电后，双金属片因本身电阻作用而开始发热，因发热造成双金属片变形，变形的大小和双金属片温度成正比，而双金属片的温度如果排除环境温度的影响后又和空气开关通过的电流成正比，因此，双金属片的变形程度在某种程度上直接反映了空气开关通过电流的大小，当通过电流超过某一设定值时，变形的双金属片带动杠杆机构使跳扣动作，从而使空气开关跳闸。,断路器（续）,灭弧栅的作用 断路器在分断时，因为大电流和高电压的作用，一定会在触头上产生电弧现象，就像我
5、们平时看到的电焊机焊接时，焊条从被焊接金属上离开时所产生的电弧一样，如果这个焊弧不能被及时熄灭，触头同样将会产生焊接过程，灭弧珊在这里所起的作用就是将电弧熄灭。灭弧栅的固定片材料既要有一定强度、又要阻燃，一般来说灭弧栅片数越多，越有利于灭弧，同时因为灭弧栅金属越重，电弧的冷却效果就越好，电弧被冷却后就不能继续燃烧了灭弧越明显。,接触器,接触器是指工业电路中利用线圈流过电流产生磁场，磁场力推动触头动作使触头闭合，以达到控制负载运行的电器元件。,小电压控制大电压,主触点,辅助触点,线圈24V控制230V,接触器,接触器,KL2134数字量输出403DO4卡件位置332K5接触器编号,219页主触点
6、,332K5线圈 24V,常开辅助触点,增加辅助触点,接触器,产品类别PKZ 马达保护断路器DIL 接触器Z 过载继电器,型号类别A接触器式继电器M接触器H重载接触器P4-极接触器K切换电容接触器,线圈电压如:230V 50HZ,240V60HZRDC60(宽电压范围48-60V DC),接线方式(可选择)如果不用螺钉 C弹簧接线,辅助触头(可选择)附加的或产品本身自带,额定工作电流/脱扣电流,双星形三角形接法的双速电动机的控制线路。1、双速电动机的定子绕组联接 双星形三角形接法的电动机共有六个出线端，改变这六个出线端与电源的连接方式，就可以得到两种不同的转速。双速电动机六个引出端的新符号为：
7、U1、V1、W1、U2、V2、W2；对应的旧符号为：D1、D2、D3、D4、D5、D6。当电动机需要低速工作时，三相电源L1、L2、L3分别接U1、V1、W1，其余三个出线端空着不接。此时电动机接成三角形，磁极为八极，电动机的实际转速大约每分钟710转左右；当电动机需要高速运转时，三相电源分别接在U2、V2、W2三个出线端上，其余三个出线端短接。磁极为四极，电动机转速为每分钟1450转左右。,热继电器：热继电器是用于电动机或其它电气设备、电气线路的过载保护的保护电器，他的工作原理是过载电流通过热元件后，使双金属片加热弯曲去推动动作机构来带动触点动作，从而将电动机控制电路断开实现电动机断电停车，
8、起到过载保护的作用。鉴于双金属片受热弯曲过程中，热量的传递需要较长的时间，因此，热继电器不能用作短路保护，而只能用作过载保护。,热继电器,热继电器（续）,热继电器中的关键零件是热元件，热元件是由两种热膨胀系数不同的金属片铆接在一起而制成的，又叫作双金属片（铁镍合金）。它受热后，两片金属皆要膨胀，但一片膨胀得快，另一片膨胀的慢，当双金属片受热时，会出现弯曲变形，形成一个弧线，外弧是膨胀的快的金属片，内弧则是膨胀得慢的金属片。,热继电器（续）,热元件,传动机构,常闭触头,常开触头,过载前,过载后,热继电器（续）,热继电器（续）,手动复位和自动复位所谓的手动Man，就是过载保护后产品不会自动复位（不
9、恢复正常状态，保持动作状态）；所谓的自动Aut就是过载保护后，产品动作，过一段时间冷却后又恢复到原始状态。,过载电流调节旋钮,旋到RO位置，当按下复位按钮时，热继电器的常闭触点就会变成常开；旋到R位置，按下复位按钮，常闭触点仍是常闭，这时复位按钮的作用只是复位。,热继电器（续）,控制回路,主回路,熔断器：熔断器是根据电流超过规定值一定时间后，以其自身产生的热量使熔体熔化，从而使电路断开的原理制成的一种电流保护器。熔断器广泛应用于低压配电系统和控制系统及用电设备中，作为短路和过电流保护，是应用最普遍的保护器件之一。熔断器根据使用电压可分为高压熔断器和低压熔断器。根据结构可分为敞开式、半封闭式、管
10、式和喷射式熔断器。,熔断器,熔断器（续）,熔断器的主要技术参数额定电压：熔断器的额定电压是指熔断器长期工作时和分断后所能够承受的电压值。额定电流：熔断器的额定电流是指熔断器长期工作时，各组成部件的温升不超过规定值时所能承受的电流强度。极限分断能力：熔断器的极限分断能力是指熔断器在规定的额定电压和功率因数（或时间常数）的条件下，能够分断的最大短路电流值。,熔断器（续）,型号及含义：,熔断器的额定电流是在一般环境温度下，熔断器外壳和载流部分长期允许通过的最大工作电流。熔体的额定电流是熔体允许长期通过而不熔化的最大电流。熔体的额定电流不应大于熔断器的额定电流。,熔断器（续）,熔断器的安秒特性熔断器的
11、动作是靠熔体的熔断来实现的，当电流较大时，熔体熔断所需的时间就较短。而电流较小时，熔体熔断所需用的时间就较长，甚至不会熔断。因此对熔体来说，其动作电流和动作时间特性即熔断器的安秒特性，为反时限特性。,熔断器（续）,熔断器的种类主要有：插入式熔断器无填料封闭管式熔断器有填料封闭管式熔断器螺旋式熔断器 自复式熔断器,熔断器（续）,插入式熔断器插入式熔断器主要应用于额定电压380V以下的电路末端，作为供配电系统中对导线、及电气设备（如电动机、负荷电器）以及220V单相电路（例如民用照明电路及电气设备）的短路保护电器。,熔断器（续）,导线引入端口,熔断器（续）,无填料封闭管式熔断器主要应用于经常发生过
12、载和断路故障的电路中，作为低压电力线路或者成套配电装置的连续过载及短路保护。,有填料封闭管式熔断器有填料封闭管式熔断器主要用在 断路电流大的电力电网和配电设备中，是在熔断管内添加灭弧介质后的一种封闭式管状熔断器。有填料封闭管式熔断器内添加的灭弧介质在目前广泛使用的是石英砂。石英砂具有热稳定性好、熔点高、热导率高、化学惰性大和价格低廉等优点。,熔断器（续）,2023/4/2,33,熔断器结构,无填料封闭管式熔断器,有填料封闭管式熔断器,熔断器（续）,熔断器（续）,螺旋式熔断器主要应用于交流电压380V电流强度200A以内的电力线路和用电设备中作短路保护。特别是在机床电路中应用的比较广泛。,螺旋式
13、熔断器,熔断器（续）,螺旋式熔断器,熔断器（续）,自复式熔断器（PTC聚合物）是一种采用气体、超导体或液态金属钠等作熔体的限流元件。在故障短路电流产生的高温下，使熔体瞬间呈现高阻状态，从而限制了短路电流。当故障消失后，温度下降，熔体又自动恢复原来的低阻导电状态。自复式熔断器具有限流作用显著、动作时间短、动作后不必更换熔体、能反复使用、能实现自动重合闸等优点。,自复式熔断器,熔断器（续）,户外跌落式熔断器用于交流50Hz额定电压为10kV、35kV等的电力系统中，作输电线路和电力变压器的短路和过负荷保护。可以与负荷开断操作勾棒配合，切合空载变压器，空载线路及负荷电流。具有重量轻、结构简单、耐污性
14、能强，安装方便等优点。,熔断器（续）,熔断器的类型应根据线路的要求、使用场合以及安装条件进行选择；熔断器的额定电压必须等于或者高于其所在工作点的电压；熔断器的额定电流应根据被保护的电路及设备的额定负载电流选择。熔断器的额定电流必须等于或者高于所安装的熔体的额定电流；熔断器的额定分断能力必须大于电路中可能出现的最大故障电流值；熔断器的选择需考虑在同一电路网络中与其他配电电器、控制电器之间的选择性级差配合的要求。上一级熔断器熔体的额定电流应比下一级熔断器熔体的额定电流大12个级差。,熔断器选用与维护,熔断器（续）,熔体额定电流的选择：A.对于只有很小或者没有冲击电流的负载电路的保护，熔体的额定电流
15、应等于或者稍大于被保护的电路的工作电流，即：IFUI。B.对于电动机类负载，必须考虑启动冲击电流的影响来选择熔体的额定电流值，即：IFU（1.5-2.5）I。C.对于多台电动机由一个熔断器保护时，熔断器熔体额定电流的选择应按下式计算：IFU（1.5-2.5）INMAX+I 式中INMAX为容量最大的一台电动机的额定电流；I为其余电动机额定电流的总和。D.降压启动的电动机所选用的熔断器熔体的额定电流可以等于或稍大于电动机的额定电流。,防雷模块是防雷器的一种，做成模块状，卡在配套的底座上，其底座通常是安装在导轨上的。其工作原理是:在正常的工作电压下防雷器电阻值很大，相当于绝缘状态，当有雷电发生时，
16、会在金属线路中产生很高的电压，在这种高冲击电压作用下，防雷器会在纳秒（ns）级呈低值被击穿，相当于短路状态。有些防雷器被击状态，是可以恢复的；当高于防雷器的导通电压撤销后，它又恢复了高阻状态。当雷击时，雷电波的高电压使防雷器击穿，雷电流通过防雷器流入大地，使电路上的电压控制在安全范围内，因此，它可以保护电器设备的安全。,防雷模块,防雷指示绿色为正常，红色为失效,防雷模块（续）,超速模块用于监测风电机组的叶轮转速，当转速超过设定值后给系统报警断开安全链保护机组。它的内部配接双通道光电编码器（雷奥LE2132每转产生2048个脉冲）来采集脉冲信号的频率，并换算为转动速度。当某通道被测转动速度超过设
17、定值时（该值可通过改变模块接线端子连线来选择）通道继电器（Relay）断开，风电机组安全链保护动作。同时该模块两个通道均提供0-10V模拟输出,可连接到主控制器上，用于系统监测、记录等。,超速模块,超速模块（续）,超速模块（续）,Speed1Speed2转速,Speed1Speed2安全链,振动传感器又称加速度传感器，是一种能够测量加速力的电子设备。加速力就是当物体在加速过程中作用在物体上的力，就好比地球引力，也就是重力。我们机组中用来检测机舱和塔筒的低频振动。当机舱振动时会给振动传感器一个加速度，这样会有一个加速力作用在振动传感器上，这个作用力造成传感器内部敏感元件发生变形，通过检测其变形量
18、并用相关电路转化成电压输出就得到了相应的加速度信号。我们用的振动传感器能在2个轴向测量加速度。,振动传感器,振动传感器（续）,编码器是一种用来测量转速的装置，它是一个中心有轴的光电码盘，其上有环形通、暗的刻线，有光电发射和接收器件读取,获得四组正弦波信号组合成A、B、C、D,每个正弦波相差90度相位差（相对于一个周波为360度），将C、D信号反向，叠加在A、B两相上，可增强稳定信号；另每转输出一个Z相脉冲以代表零位参考位。编码器如以信号原理来分可分为增量脉冲编码器（SPC）和绝对脉冲编码器（APC）两种类型，这两种类型一般都可以应用于速度控制或位置控制系统中的检测元件。在我们的机组中这两种应用
19、都有：测发电机转速、叶轮转速、偏航角度、叶片角度等。,编码器,编码器（续）,日立变频器编码器接线,编码器（续）,电源模块通常指的就是开关电源，根据其功能分为AC/DC和DC/DC两大类，我们的系统中用到最多的就是AC/DC的电源模块，它把交流230V电源转换成直流24V，为我们系统中的控制器、传感器等提供稳定、可靠的工作电源。,电源模块,电源模块能够为系统提供需要的电压等级的电源，单它的输出却依赖于输入是否正常，这样一旦系统断电他也就不会有输出了。为了确保系统在断电后仍然能够工作一段时间，用来做一些保护动作或进行数据的保存等工作，我们就用到了不间断电源。在我们的系统中电源模块+UPS+蓄电池组
20、成了一套不间断电源，他能在电网断电后为系统提供短时的工作电源。,电源模块（续）,不间断电源,电源模块（续）,电源模块（续）,在系统中用到的测温元件有PT100、温控开关等。PT100是热电阻的一种，它利用铂丝的电阻值随着温度的变化而变化这一基本原理设计和制作的，它在0时的电阻值R()约为100欧姆所以称为PT100。,测温元件,PT100热电阻分度表,测温元件（续）,测温元件（续）,温控开关：根据工作环境的温度变化，在开关内部发生物理形变，从而产生某些特殊效应，产生导通或者断开动作的一系列自动控制元件，叫做温控开关，也叫温度保护器或温度控制器，简称温控器。在我们的系统中它主要用来控制柜体加热器
21、和冷却风扇的启停。,测温元件（续）,测温元件（续）,压力传感器是用来测量油路或其它系统压力的元器件。根据它的原理不同，有利用压电效应制造出来的压电传感器；利用压阻效应制造出来的压阻传感器；利用应变效应的应变式传感器等多种。它们都是把压力值（加速度、力等）转换成电信号，通过一定的计算得出压力值，为系统控制提供依据。,压力传感器,压力传感器（续）,压力传感器,压力传继电器,电磁阀是用来控制流体的自动化基础元件，属于执行器，在液压、气动都要用到。电磁阀里有密闭的腔，在的不同位置开有通孔，每个孔都通向不同的油管，腔中间是阀，两面是两块电磁铁（或者一面电磁铁一面是弹簧），电磁铁线圈通电阀体就会在磁力的作
22、用下动作，通过控制阀体的移动来档住或漏出不同的排油的孔，从而控制油路（或气动装置）按要求的方向动作。这样通过控制电磁铁的电流就控制了机械运动。,电磁阀,电磁阀（续）,电磁阀（续）,作用：利用阀芯相对于阀体间的相对位置改变，使油路接通、关断，或改变油流的方向，从而使液压执行元件启动、停止或变换运动方向。,对换向阀的性能要求（1）油液导通时压力损失要小；（2）油液断开时泄漏要小；（3）阀芯换位时操纵力要小。,两位两通电磁换向阀,电磁阀（续）,两位两通电磁换向阀,位：为改变液流方向，阀芯相对于阀体不同的工作位置数（二位、三位），一个“”表示一个位。,通：换向阀与液压系统油路相连的主油口数（二通、三通
23、、四通、五通），在一个“”内，“”或“”与方框的交点数。,电磁阀（续）,两位两通电磁换向阀,电磁阀（续）,两位两通电磁换向阀,行程开关又称限位开关,用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际生产中,将行程开关安装在预先安排的位置,当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时,行程开关的触点动作,实现电路的切换。因此,行程开关是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器,它的作用原理与按钮类似。,行程开关,用于变桨限位、机舱灯开关,行程开关主要可以分为两个种类，直动式行程开关和旋转式行程开关。行程开关的这两个种类的基本结构相似，部件都包括操作机构、传动系统、触头系统和外壳，其中区别是在于两种行程开
24、关的传动系统不同。直动式行程开关也叫按钮式行程开关，顾名思义它的动作原理与按钮有很多相似之处。旋转式行程开关的结构是由档铁压动滚轮，滚轮传动杆带动转轴转动，再以凸轮撞击撞块令触头断开和闭合，当档铁移开后，触头在复位弹簧作用下复位。,行程开关（续）,接近开关是一种毋需与运动部件进行机械接触而可以操作的位置开关，当物体接近开关的感应面到动作距离时，不需要机械接触及施加任何压力即可使开关动作，从而为控制电路提供控制指令。接近开关是种开关型传感器（即无触点开关），它即有行程开关、微动开关的特性，同时具有传感性能，是理想的电子开关量传感器。且动作可靠，性能稳定，频率响应快，应用寿命长，抗干扰能力强等特点
25、。产品有电感式、电容式、霍尔式、交、直流型等多种。,接近开关,我们用到的大多是电感应式接近开关，它有三大部分组成：振荡器、开关电路及放大输出电路。振荡器产生一个交变磁场，当金属目标接近这一磁场，并达到感应距离时，在金属目标内产生涡流，从而导致振荡衰减，以至停振。振荡器振荡及停振的变化被后级放大电路处理并转换成开关信号，触发驱动控制器件，从而达到非接触检测的目的。,接近开关（续）,调整接近开关和目标金属的相对位置很重要,扭缆开关又称旋转限制开关、扭缆保护开关，它由输入小齿轮、涡轮传动装置、螺旋齿轮结合一对或多对直齿轮以及凸轮开关等部件组成的一种机械旋转保护装置。输入小齿轮与偏航齿盘啮合，偏航旋转
26、时扭缆开关同时旋转，旋转到设定角度后触发凸轮开关动作给控制系统触发信号。,扭缆开关,扭缆开关,将扭缆开关取下，将黄色保护盖取下；凸轮定义和操作方法转轮侧面有5个螺栓中间1个螺栓作用是固定四个凸轮不能单独转动；周围4个螺栓作用是分别对应四个凸轮，可以将其单独转动，先将中间的螺栓稍微拧松，保证4个凸轮可以单独转动定义4个凸轮的用途：自里向外4个凸轮分别是：左极限L1、左安全链（L）-S、右安全链（R）-S、右极限R1；,航标灯（navigation mark light），是为了保证船舶、飞机等在夜间安全航行而安装在某些需航标的物体上的一类交通灯，它在夜间发出规定的灯光颜色和闪光频率，达到规定的照
27、射角度和能见距离。风力发电机组中用的航标灯是为飞机等航空设备的安全运行而设置的障碍标志灯，保证航空设备在夜间能安全的通过风场区域。,航标灯,风向标是用来指示风向的一种设备，在风电机组中它的作用是感知风向并把风向转换成电信号，电信号通过控制系统的模拟量采集模块传给风电机组的主控，为风电机组能实时的对准风吹来的方向，采集最大的风能提供依据。我们公司使用的有KRIWAN、LAMBRECHT等几种品牌的风向标。,风向标,风速仪是用来测量空气流速（也就是风速）的仪器，又称风速计，风杯风速计，它由3个互成120固定在支架上的抛物 锥空杯组成感应部分，空杯的凹面都顺向一个方向。在风力的作用下风杯绕轴旋转，其
28、转速正比于风速，通过对转速的计算可以得到风速值。风速仪在风电机组中的作用是测量风速并把风速转换成电信号，电信号通过控制系统的模拟量采集模块传给风电机组的主控，为风电机组能实时根据风速做出相应的处理，既可以保护风电机组又能保证它在一定风速下采集最多的风能来发电。,风速仪,风速仪（续）,超声波风速风向仪的工作原理是利用超声波时差法来实现风速的测量。声音在空气中的传播速度，会和风向上的气流速度叠加。若超声波的传播方向与风向相同，它的速度会加快；反之，若超声波的传播方向若与风向相反，它的速度会变慢。因此，在固定的检测条件下，超声波在空气中传播的速度可以和风速函数对应。通过计算即可得到精确的风速和风向。
29、由于声波在空气中传播时，它的速度受温度的影响很大；风速仪检测两个通道上的两个相反方向，因此温度对声波速度产生的影响可以忽略不计。可以与电脑、数据采集器或其它具有RS485或模拟输出相符合的采集设备连用。,滑环，就是负责为旋转体连通输送能源与信号的电气部件。根据传输介质来区分，滑环分为电滑环、流体滑环、光纤滑环。也可通俗的称为“旋转连通”。滑环通常安装在设备的旋转中心，主要由旋转与静止两大部分组成。旋转部分连接设备的旋转结构并随之旋转运动，称为“转子”，静止部分连接设备的固定结构的能源，称为“定子”。,滑环,用于连接机舱和轮毂的电缆，包括profibus通讯线，400V和230V供电线,24V供
30、电线和安全链回路。,在寒冷的冬季，为了防止低温对设备功能造成影响，尤其是对电器元件的影响，需要对密闭的环境进行加热，我们就要用到加热器。它是利用电阻通电会产生热的原理制成的，给热电阻丝（片）通电，热电阻丝（片）产生热量，热量通过散热片或者风扇散发的需要加热的空间，通过温控开关的控制，从而保证了工作环境的温度在需要的范围之内。在我们的机舱、控制柜、液压站等部位都要用到加热器。,加热器,可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)
31、，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC.国际电工委员会（IEC）对PLC的定义是：可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存贮器，用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字的、模拟的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统形成一个整体，易于
32、扩充其功能的原则设计。,PLC系统,从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。固定式PLC包括CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。,PLC系统,目前联合动力使用的是Beckhoff公司生产的基于PC技术的PLC系统，它是由PC 技术和 I/O 级模块化技术相结合，构成的一种可以安装于控制柜中的 DIN 导轨上的一组控制单元。根据功能不同有基本CPU模块、电源模块、I/O接口模块、现场总线接口等，下面我们就对我们用到的模块一一进行介绍。,PL
33、C系统,华锐机组ABB 主控PLC,华锐机组巴赫曼主控PLC,PROFIBUS 现场总线主站接口：CX1500-M310 CPU：CX1020电源模块：CX1100-0002Profibus总线耦合器：BK3150端子供电模块：KL9210 数字输入输出模块：KL1104、KL2134模拟输入模块：KL3204电网检测模块：KL3403安全链模块：KL1904、KL2904、KL6904差分模拟量输入模块：KL3404SSI编码器接口端子：KL5001,重要卡件介绍,控制系统硬件组成PLC主站,CX1500M310 CX1020 CX1100 KL9210 KL6904 KL9010,PROF
34、IBUS总线主站模块,CPU 模块,电源模块,安全链输出和运算,终端卡件,塔底从站,从左至右：BK3150,KL9210,KL1104（4片）,KL2134（3片）,KL1904,KL3204,KL3403,KL9010,机舱从站（20）：数字量,从左至右：BK3150,KL9210,KL1104（17片）,KL2134（8片）,KL1904（2片）2904（1片）,KL2134（2片）,KL9010,机舱从站（22）：模拟量,从左至右：BK3150,KL9210,KL3404（4片）,KL5001(两片)，KL3204（6片）,KL9010,CX1500M310PROFIBUS总线主站模块,
35、LED诊断指示灯,CX1020基本 CPU 模块,基本CPU上包含两个以太网口（内部交换机，占用同一个MAC和同一个IP）和一个CF卡接口附加：两个USB接口和一个DVI接口的系统接口模块CX1020-N010,CX1020基本 CPU 模块（续）,CPU指示灯,CX1100-0002 带 I/O 接口的电源模块,电源模块CX1100-0002CX1100-00XX主要功能为：为CPU供电实现端子与CPU间的数据交换为端子出现的故障提供诊断信息,CX1100-0002带 I/O 接口的电源模块,安全链是风机的最后一道保护，为一组串联的常闭接线电路，安全链动作会触发紧急停机，系统由3片KL190
36、4，一片KL6904和一片KL2904组成。KL1904：安全链输入模块、超速模块、扭缆开关、急停按钮、复位信号等。KL6904：逻辑运算模块接收到复位信号时，判断所有安全链回路都闭合后，整条安全链闭合。KL2904：安全链输出模块安全链闭合后给释放变桨、偏航禁止的控制指令。,安全链系统,KL1904安全链输入模块,KL1904是安全链数字输入模块，它可以给外部传感器提供24VDC电源。Kl1904有4 路失效保护输入。,3.2.1 KL1904输入信号,以下几项会触发安全链动作1）塔底的紧急停机按钮2）plc紧急停机信号3）机舱的紧急停机按钮4）叶轮速超5）扭缆开关安全链动作6）变桨安全链7
37、）安全链复位信号：8）塔底复位按钮9）机舱复位按钮,KL2904安全链输出模块,KL2904是4通道安全链数字输出模块，它可以关断24VDC，最大电流2A的执行机构。如果安全链检测到故障，它将自动关断。,KL6904 安全链逻辑总线端子控制器,安全链逻辑总线端子控制器与30个安全链设备通讯,BK3150是PRORIBUSDP总线端子耦合器,PROFIBUS-DP“紧凑型”总线耦合器 BK3150 扩展了 Beckhoff 总线端子系统，比较小巧而经济。可以连接多达 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。,KL9210 24V DC 供电端子,接线 如图中所
38、示：+24 V 口接外接电源的24V 0 V 处，接外接电源的0 V PE端，接地 KL9210可以放在端子排的任意位置，它的作用是给它右方的端子提供电源，并且KL9210具有诊断功能，还可以添加熔断器,LED灯，当供电端子正常的时候，绿灯亮，当不正常的时候，红灯亮,KL1104数字量输入端子,KL1104 数字量输入端子，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。KL1104 特别适合安装在控制柜内以节省空间。,KL2134数字量输出端子,KL2134 数
39、字量输出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。每一个数字量输出通道都有一个对应的LED灯。如果该通道有输出，则该LED灯变为绿色。没有输出的时候，LED灯不亮。,KL3204模拟量输入端子,KL3204 模拟量输入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
40、）。KL3204 含 4 个通道。,KL3204模拟量输入端子（续）,一、接线1.两线传感器：模块针脚1接传感器R，模块针脚2接传感器R；2.三线传感器：模块针脚1接传感器R中的任何一个，（也可以把传感器的R+和R短接，然后接到模块的针脚1中），模块针脚2接传感器R；二、LED灯 每一个输入通道都有一个对应的故障LED灯。正常时，LED灯不亮，如果LED灯为红色，则表示该通道的传感器线路短路或者断路。,KL3404模拟量输入端子-10 V+10 V,振动传感器、风速传感器、风向传感器、液压系统压力、液压转子刹车压力、转子转速、发电机转速等,KL3404模拟量输入端子-10 V+10 V（续）,
41、二、LED灯 每一个输入通道都有一个对应的故障LED灯。正常时，LED灯亮，为绿色。当控制器和总线耦合器之间在大于100ms的时间内没有过程数据通讯传输的话，绿灯会灭掉，这时就出现了一个看门狗计时器溢出现象。,KL5001 SSI编码器接口端子,KL5001 SSI 接口端子可直接连接 SSI 编码器。编码器电源由 SSI 接口提供。接口电路产生一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。屏蔽线可直接接地铜排。二、LED灯 KL5001只有一个输入通道LED灯。正常时，LED灯亮，为绿色。当控制器和
42、总线耦合器之间在大于100ms的时间内没有过程数据通讯传输的话，绿灯会灭掉，这时就出现了一个看门狗计时器溢出现象。,KL3403 是三相电力测量端子,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。,电压检测
43、来自塔底柜中的小变压器，一次侧为690V，二次侧为230V。电流检测来自变频器的CT线，在二次电装的时候安装，检测的是定子侧电流,KL9010 K_BUS终端端子,KL9010总线末端端子可用于总线耦合器和总线端子之间的数据交换。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。,Profibus通讯结构,1）Profibus接线顺序：变流器Profibus主站 CX1500-M310塔底柜BK3150（11号站）塔底柜光电转换器机舱柜光电转换器机舱柜BK3150（20号站）机舱柜BK3150（22号站）变桨系统,Profibus总线终端器,Thank you!,
