[發明專利]一種基于PLC和MSCⅡ控制的液壓型風電機組

有效

• 申請號: 202011489415.1
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112610419B
• 公開（公告）日: 2022-04-29
• 發明（設計）人: 高偉;葛杰;艾超;陳立娟;張延康
• 申請（專利權）人: 南京工程學院;燕山大學
• 主分類號: F03D9/25
• 分類號: F03D9/25;F03D7/00;F03D15/00
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 徐燕

本發明公開了一種基于PLC和MSC Ⅱ控制的液壓型風電機組，包括風力機模擬模塊、液壓主傳動系統和并網發電系統；所述風力機模擬模塊與所述液壓主傳動系統同軸剛性相連，所述液壓主傳動系統與所述并網發電系統同軸剛性相連；所述風力機模擬模塊與所述控制系統通過EtherCAT通訊方式相連，所述液壓主傳動系統與所述控制系統通過傳感器傳輸電信號的方式相連，所述并網發電系統與所述控制器部分通過RS485通訊方式相連；可解決現有技術中對液壓控制系統同時兼顧高效與高精度的控制方式的問題，并且使液壓控制系統具備了優秀的安全保護能力與可視化能力。

技術領域

本發明屬于流體傳動與控制技術領域，具體涉及一種基于PLC和MSCⅡ控制的液壓型風電機組。

背景技術

隨著環境和能源問題的日益加劇，風力發電越來越受到國內外的關注，風力發電產業也因此迅速發展。液壓型風力發電機組作為一種新型的風力發電裝置，采用定量泵-變量馬達閉式液壓傳動系統，與勵磁同步發電機有效配合，與齒輪箱式和直驅式風力發電機組相比，該機組有效地降低了機艙重量，減少了對電網的沖擊，提高了發電質量。

可編程邏輯控制器PLC，作為一種數字運算操作的電子系統，專為在工業環境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執行邏輯運算，順序控制，定時，計數與算術操作等面向用戶的指令，并通過數字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產過程，是工業控制的核心部分。中央處理單元(CPU)是PLC控制器的控制中樞，它按照PLC控制器系統程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數據；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。

MSCⅡ是美國MOOG公司開發的一款可自由編程的多軸控制器，有助于快速而準確地控制位置、速度和動力等過程變量，它適合用于電氣和液壓運動控制。與MOOG公司開發的MSCⅠ運動控制器相比，MSCⅡ運動控制器的計算能力更強，循環時間更短，并且提供了額外的現場總線選項，例如EtherCAT。該運動控制器提供高分辨率模擬輸入/輸出和位置傳感器接口，它專為生成或不生成多個電氣或液壓軸的運動軌跡的閉環控制而設計。MSCⅡ運動控制器的綜合功能可通過額外的高分辨率模擬和數字I/O以及通信模塊進行擴展。擴展模塊夾在運動控制器側面，通過內部擴展總線(E-Bus)進行電子連接。該運動控制器內置了IP20保護，適合安裝在電子機箱中的DIN導軌上。

在現有技術中，液壓型風電機組中的控制主要基于PLC控制器和MOOG控制器。在液液壓型風電機組中使用PLC控制器的優點是可以利用PLC具有高可靠性、豐富的I/O接口模塊、運動速度快、編程簡單易于使用、系統設計安裝調試方便等優點，有效的減少工程師的工作量，實現可靠的控制；缺點是由于PLC在液壓型風電機組中的控制過程中，對液壓系統的流量壓力等閉環控制精度不夠高。而使用MOOG控制器控制方式的優點是可以利用MOOG控制器對位置、速度、轉矩、流量等液壓系統的過程變量的精確控制，實現閉環控制的精度，缺點是在整個液壓型風電機組中系統的安全控制部分、邏輯控制部分的控制方式不夠方便、有效。

目前，對于風電機組的控制系統信號傳輸，中國專利CN109838344A提出的使用傳感器傳輸風電機組的控制系統信號，該系統是通過監測系統的傳感器接收信號，然后通過電信號的方式將傳遞給控制系統，控制發電機的工作。該方法能對系統的控制信號進行有效傳輸，能達到控制目的，但是該方法局限性高，如果系統信號的傳輸距離過長，便會出現線纜過多，有信號衰減，且容易受到干擾等等問題。由此可見，在液壓型風電機組中如何選用高效、高精度的信號傳輸和控制方式是本領域技術人員亟待解決的問題。

本發明提供了一種基于PLC和MSCⅡ控制的液壓型風電機組，以解決現有技術中無法對液壓型風電機組同時兼顧高效與高精度的信號傳輸和控制的問題。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，提供一種基于PLC和MSCⅡ控制的液壓型風電機組。

為實現上述技術目的，本發明采取的技術方案為：