机组主控系统
4 单元机组主控制系统-前馈控制应用
前馈控制的应用大中小前述几种协调控制方式采用的都是反馈控制方案，实际上，为了提高控制质量，协调控制方式所采用的控制系统是前馈—反馈控制系统。
采用前馈控制的目的有两个：一是补偿被控对象（主要是锅炉侧）动态特性的迟延和惯性，加快负荷响应；二是使作为前馈信号的负荷指令与机、炉主控制指令（代表对燃烧率、汽轮机调门开度等操作量的要求）构成一定的静态关系，并且将前馈信号作为机、炉主控制指令的基本组成部分，以保证机组的输入能量与能量需求基本一致，在变负荷控制过程中起“粗调”作用。
负荷前馈控制的重点是锅炉侧。
为了补偿锅炉侧的动态迟延和惯性，前馈控制作用中除了比例(P)作用（静态前馈）以外，还包括微分(D)作用（动态前馈），它起超前控制作用，加速锅炉的负荷响应。
对于汽轮机侧，采用前馈控制，主要是要求汽轮机的调门开度或汽轮机负荷与负荷指令保持一致。
因此，通常只采用静态前馈控制，这样，如果一旦单元机组与电网突然解列，可迅速切除负荷指令，使调门立即关小，防止过分超速。
锅炉侧的前馈控制信号来源有两种：一种是负荷指令N0信号；另一种是蒸汽流量信号。
两种信号性质不同，前者为电网对机组的负荷要求；后者为汽轮机对锅炉的负荷要求。
无论哪种信号，都代表了对锅炉的能量要求。
通过前馈控制，锅炉的输入能量与能量要求随时保持平衡。
一、前馈控制信号为负荷指令N0这是一种较常用的前馈控制方案，如图10-16所示。
当负荷指令N0改变时，通过前馈控制器（P）立即改变汽轮机主控指令MT，使汽轮机调门开度（或汽轮机功率）作相应改变。
同时，通过前馈控制器（PD）立即改变锅炉主控指令MB，使燃烧率相应改变。
微分（D）控制作用使燃烧率动态超前动作，加速锅炉的负荷响应。
前馈控制还使MB和MT始终与N0保持一致。
通常，在前馈“粗调”的基础上，反馈控制只需对偏差稍加校正（“细调”），即可使系统趋于稳定。
一定程度上克服了反馈控制需待偏差产生后才发出控制作用的缺点，使负荷控制质量大为提高。
2.1--金风1.5兆瓦风力发电机组控制系统介绍
主电缆
电机侧二极管整 流单元
斩波升压单元 网侧逆变单元
AC
DC DC
DC DC
DC
DC
AC
主断路器
进线电缆
开关柜
Freqcon变流器
叶
片
及
永磁同步
变
发电机
桨
驱
动
连接器
DP总线
底座
D
P
总
线
塔架
机组主控制柜
变流控制器
I/O D 信P 号总
▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
▲统计报表 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
主控制器(风机系统逻辑控制)
▲风机正常工作逻辑控制 ▲故障诊断及保护 ▲数据采集/统计 ▲与各个系统的数据交互控制
变桨系统
▲桨距调节 ▲桨距角采集 ▲异常保护 ▲故障诊断及保护
变流系统
▲电力变换 ▲功率控制 ▲转矩控制 ▲功率因数调节 ▲故障诊断及保护
10 / 35 kV f = 50 Hz
一、金风1.5兆瓦风力发电机组的控制系统 Switch变流配金置风的15系00统千瓦直驱风力发电机组系统结构图
主电缆
电机侧功率单元 网侧功率单元 主断路器
AC
DC DC
DC
AC
620 / 690 V
进线电缆 f = 50 Hz
10 / 35 kV f = 50 Hz
D
P 总 线
冷 却 水 管
2、红色虚线框里表示水冷系统 （塔底） 3、绿色虚线框里表示主控系统 （塔底） 4、黑色虚线框里表示机舱控制系统（塔顶） 5、紫色虚线框里表示变桨控制系统（塔顶）
单元机组主控系统(中英对照翻译)
单元机组主控系统Master Control System of Unit Plant单元机组主控系统一般设置有四种运行方式：即汽轮机手动控制，锅炉手动控制的基本方式(BASE方式)；以锅炉为基础的汽轮机跟随方式(TF方式)；以汽轮机为基础的锅炉跟随方式(BF方式)和汽轮机一锅炉综合功率控制的协调控制方式(CCS方式)。
四种运行方式之间的切换必须是平稳无扰动的。
操作员可根据机组的运行情况进行选择。
一般情况下，机组适宜在滑压控制方式和CCS方式下运行。
事故工况时，则通常选择在TF方式和定压方式下运行。
The master control system of the unit plant generally provides four modes of operation, including the base mode of steam turbine manual control and boiler manual control; the boiler-based turbine following mode (TF mode); the steam turbine-based boiler following mode (BF mode), and the Coordinated Control System (CCS) mode of steam turbine-boiler integrated power control. Switching amongst the four modes must be smooth without disturbance. The operator may make choices based on the unit running conditions. Under normal circumstances, the unit is suitable to operate in the sliding pressure control mode and the CCS mode. In accident conditions, it will usually run in the TF mod and the constant pressure mode.单元机组主控系统的前三种运行方式的根本区别在于对功率和主汽压力的控制处理上。
1.5WM机组主控系统介绍
数字量输出模块用于驱动电磁阀、接触器、小功率电动机、灯和电动机启动器等负载。数 字量输出模块将CPU内部信号电平转化为控制过程所需的外部信号电平，同时有隔离和功率放 大的作用。输出模块的功率放大元件有驱动直流负载的大功率晶体管和场效应晶体管、驱动交 流负载的双向晶闸管或固态继电器。（如图所示）
模拟量输入模块用于将模拟量信号转换为CPU内部处理用的数字信号，其主要组成是A/D 转换器。（如图所示）
模拟量输出模块用于将CPU送给它的数字信号转换成为比例的电流信号或电压信号，对执 行机构进行调节或控制，其主要组成部分是D/A转换器。（如图所示）
3.4、倍福PLC模块
KL9010是K_BUS终端端子(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。
PLC工作时大多数时间与外部输入/输出设备隔离，从根本上 提高了系统的抗干扰能力，增强了系统的可靠性。
3.3、PLC输入和输出模块的基本原理
数字输入模块用于连接外部的机械触点和电子数字式传感器，例如二线式光电开关和接近开 关等。数字量输入模块将从现场传来的外部数字信号的电平转换为PLC内部的信号电平。输入电 路中一般设有RC滤波电路，以防止由于输入触点的抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号，输 入电流一般为数毫安。（如图所示）
பைடு நூலகம்
维护模式激活 No
OR
Yes No
停机正常
Yes
维护
OR
Yes 维护模式激活 No
维护模式下电 No
机转速故障
Yes
OR
5.2 启动和并网控制
风力发电机的起动和并网过程如下：由风向传感器测出风向主控制 器使偏航驱动机构动作，从而使风力发电机组对准风向。同时检测风速 （只要有风发电机转子就有转动，随着风速的增加发电机的感应电压也 逐步增加，即电机端电压逐步升高），当风速超过切入风速时，机组开 始启动，当机组达到一定条件时，通过全功率变流器控制的功率模块和 变流器网侧电抗器、电容器的LC滤波作用使系统输出电压等于电网电压、 频率也达到并网条件，同时检测电网电压与变流器网侧电压之间的相位 差，当其为零或相等（过零点）时实现并网发电（这些条件在金风 1.5MW机组里全部通过变流装置的控制来实现，变流装置通过锁相控制 和SPWM调制等使机组输出达到并网条件）。
柴油发电机组控制系统工作原理
柴油发电机组控制系统工作原理1.监测系统：柴油发电机组控制系统通过传感器和监测设备对发电机组的各个参数进行监测。
这些参数包括发动机的转速、冷却水温度、机油压力、燃油压力、电压、电流等。
监测系统会实时监测这些参数的数值，并将其反馈给控制系统进行处理和判断。
2.控制系统：控制系统是柴油发电机组控制系统的核心部分。
它根据监测系统反馈的参数来控制发电机组的运行状态。
控制系统包括发动机控制器和发电机控制器两个部分。
-发动机控制器：发动机控制器负责监测和控制发动机的运行状态。
它根据监测系统反馈的参数来调整发动机的转速、冷却水温度、机油压力、燃油压力等。
发动机控制器还可以实现发动机的自动启停、负载平衡、燃油控制等功能，以保证发动机的稳定运行。
-发电机控制器：发电机控制器负责监测和控制发电机的工作状态。
它可以实时监测电压、电流、频率等参数，并根据设定值来调整发电机的输出电压和频率。
发电机控制器还可以实现自动切换、自动同步、自动负载共享等功能，以保证发电机组的稳定输出。
3.保护系统：保护系统是柴油发电机组控制系统的重要组成部分。
它负责对发电机组进行各种保护措施，以避免发电机组的损坏和事故发生。
保护系统包括温度保护、压力保护、过载保护、短路保护、缺相保护等。
当发电机组的一些参数超过设定值时，保护系统会发出警报并采取相应的措施，如自动停机、切断负载等，以保护发电机组的安全运行。
4.远程监控和管理：柴油发电机组控制系统还可以实现远程监控和管理。
通过网络连接，可以将发电机组的实时参数和状态传输到远程监控中心，并实现对发电机组的远程监控和管理。
远程监控和管理系统可以对发电机组进行远程调试、故障诊断、数据分析等，以提高发电机组的运行效率和可靠性。
总的来说，柴油发电机组控制系统通过监测、控制、保护和远程管理等功能，实现对发电机组的全面控制和管理，以保证发电机组的安全、高效运行。
风机主控系统培训
3.保养维护
3.6模拟量输入、输出模块：
8路模拟量输入 •±10V ；±1V ；0 .. 20 mA；PT100
8路模拟量输出 •±10V
14 bit数字分辨率
带端口监视功能 •能够监视输入端口短路或断路状态 •可通过软件配置 •出现故障时RDY灯会闪烁
3.保养维护
3.6模拟量输入、输出模块引脚图：
2.主控系统的装配
2.4附件： 速度开关、风速传感器、风向传感器、
振动开关、振动分析模块、凸轮开关、转速 传感器、温度传感器。
3.保养维护
3.1中央处理器：
系统状态指示 RUN绿色：正常 INIT橙色：系统初始化 ERR红色：系统错误
系统拨码开关 （默认44）
USB1.1接口
DC24V电源接口
CANOpen
低速轴测速盘齿数：24； 高速轴、发电机测 速盘齿数：2。
3.保养维护3.20Fra bibliotek机对北：1）、当风机吊装完后，机舱与地理北向有一个角度； 2）、电缆应保持上电前的垂直悬挂、无缠绕状态（0°）； 3）、主控系统维护菜单模式下的“电缆缠绕角度”以及 参数“机舱安装对北偏差”均设定为0°。 4）、手动顺/逆时针偏航风机至地理北向位置（注：在 此过程中“电缆缠绕角度”以及“机舱位置偏移角度”将 显示相同的度数）。在主控系统维护菜单下查看此时电缆 缠绕角度，并将参数“机舱安装对北偏差”设定为此值。 5）、现在“机舱位置偏移角度”将显示为0°，但电缆 缠绕角度值没有变化，及代表此时正常的电缆缠绕角度值。 6）、因现场风机安装角度差异，每台风机“机舱安装对 北偏差”值均不一样。
3.保养维护
3.12电力测量模块（电量变送器）典型接线
高压：三相四线 Y形接线 采用 3CT、3PT
机组控制系统介绍
电机侧功率单元 主电缆
AC DC DC
适合接入电网的频率：50/60 Hz 电压：620VAC(+/-10%) ； 标准功率因数：1.0， 无功功率的调节范围：-0.95~0.95 ； 运行温度(以外界环境运行为准)：零下 30℃ ~零上 50℃ ； 采用风冷散热、集中控制方式 。
二、机组主控制系统的组成及功能
机组中用到的贝福模块（或功能端子） 1、主控制器CX1020 2、控制器供电电源CX1100-0002 3、Profibus-DP通信主站模块CX1500-M310 4、子站通信模块BK3150（总线耦合器） 5、子站通信模块BC3150（总线端子控制器） 6、4通道数字量输入端子KL1104 7、4通道数字量输出端子KL2134 8、8通道数字量输出端子KL2408 9、4通道模拟量输入端子KL3204 10、电力测量端子KL3403
主控系统
冷却系统
监控系统
变桨传感器 变桨执行器 变桨控制单元 备电系统
整流单元 逆变单元 直流保护单元 控制单元 滤波单元
控制单元 传感器单元 执行单元 总线系统
风冷系统 水冷系统
以太网通信网络系统 人机交互监控系统
一、金风1.5兆瓦风力发电机组的控制系统
控制系统各个部分的主要功能
人机交互 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息 网络/远程监控 ▲统计报表 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
二、机组主控制系统的组成及功能
2、控制器供电电源CX1100-0002
CX1100-0002模块是系统可以选择的三种电源模块中的一种。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。然而，CX1100 组件除了提供电源 以外，还可具有其他重要特性：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。
风力发电机组主控系统使用维护说明书
1-1
风力发电机组主控系统使用维护说明书
FD87C-300000ASM
2 硬件使用维护
DWNCC003/2000 控 制柜 用 于 2.0MW 双 馈风 力 发 电机 机 组 机舱 控 制 ，安 装 于 机 舱 腹 部 ，单 柜 组 成 。其 硬 件 维 护 分 为 柜 外 器 件 使 用 维 护 与柜内器件使用维护。
2-1
风力发电机组主控系统使用维护说明书
FD87C-300000ASM
2-1 柜外器件维护
（1） 机 柜 采 用 双 开 门 设 计 ，柜 门 的 左 侧 设 置 有 红 色“ 急 停 按 钮 ”。如 图 1 所示：
图1 使用：
1) 将红色按钮由外向里按下，急停按钮被激活。 2) 按照指针位置旋转，松开急停按钮，急停取消。 （2） 机柜右侧由就地操作显示屏、刹车开关、安全链复位按钮、叶片维护开关 组成。如图 2 所示：
3-1
风力发电机组主控系统使用维护说明书
FD87C-300000ASM
3-1 风机控制器 AWC500 安装程序
1、FD87C 风机控制器需要更新最新的应用程序软件后才能运行。为了对 AWC500 控制器程序进行配置，需要软件 winscp，如下图所示：
2、 连 接 控 制 器 。 因 为 AWC500 默 认 的 IP 地址 为 192.168.20.13，因 此需 要 对 自己 的 电 脑进行配置。如下图所示，将电脑的 IP 地址改为 192 网段，并相应 的更改子网掩码。
章-节 1 2
2.1 2.2 3 3.1 3.2 3.3
目录 名称
概述 硬件使用维护 柜外器件维护 柜内器件维护 软件使用与维护 风机控制器 AWC500 安装程序 配置风机内的触摸屏
MY1.5-2.0MW机组电控系统介绍(主控)
7、可靠、快速地变频调节发电机功率及功
率因数。
8、输出功率稳定，提供优质电能。
9、三桨叶独立的变桨传动控制单元。
10、完善的自动偏航功能。
11、优化的控制策略可提高抗台风能力。
安全链原理
• 安全链原理
安全链是独立于计算机系统的最高一
级保护措施。采用反逻辑设计，将导致
风力发电机组处于危险状态的故障接点
超速监视器超速信号
PLC系统故障
安全链动作示意图
安全链触发机组动作
机组紧急停机，发出变桨紧急顺桨（EFC）
信号，桨叶由市电或蓄电池供电转到91º触
发限位开关
◆转子制动器抱闸（在转速监视器设定转速
以下）。
◆机舱部分DO输出24VDC电源断开，输出指令
切断
安全链复位
复位安全链：
按下机舱柜上的复位安全链按钮；或
传输到PC控制器上。
数据实时扫描时间10毫秒，安全端子扫描
时间为4毫秒。
TwinCATSAFE安全端子独立于CPU运行，当
CPU出现故障时，安全系统保证机组在极端
情况下的顺利停机。
先进的控制策略
先进的控制策略
1、具有自主知识产权的控制原代码，已完
全消化吸收。
2、控制代码多达20万行，具有完善的机组
EL9400(+24V)， KL9550(+24V)
KL9540(+24V)， EL9187(0V)。
通讯模块：
EK1100,EL6751(CANBUS),EL6731(Profibu
s),EK1110（总线耦合器）
主控系统简介
主控系统简介
先进的控制系统
200个分布在机舱和塔基的IO点通过总线
风力发电机组控制系统
风力发电机组控制系统摘要:主控系统是风力发电机组的核心，通过数字量和模拟量的输入来完成数据的采集，然后根据内部设定的程序，完成逻辑功能的判断，最后通过模拟量和数字量的输出达到控制机组和保障机组安全稳定运行的目的。
关键词：数据；逻辑；控制1主控系统工作内容⑴主控系统是机组可靠运行的核心，主要完成以下工作：⑵采集数据并处理输入、输出信号；判定逻辑功能；⑶对外围执行机构发出控制指令；⑷与机舱柜及变桨控制系统进行通讯，接收机舱柜及变桨控制系统的信号；⑸与中央监控系统通讯、传递信息。
2数字模拟⑴数字输入模块用于连接外部的机械触点和电子数字式传感器，例如二线式光电开关和接近开关等。
数字量输入模块将从现场传来的外部数字信号的电平转换为PLC内部的信号电平。
输入电路中一般设有RC滤波电路，以防止由于输入触点的抖动或外部干扰脉冲引起的错误输入信号，输入电流一般为数毫安。
⑵数字量输出模块用于驱动电磁阀、接触器、小功率电动机、灯和电动机启动器等负载。
数字量输出模块将CPU内部信号电平转化为控制过程所需的外部信号电平，同时有隔离和功率放大的作用。
输出模块的功率放大元件有驱动直流负载的大功率晶体管和场效应晶体管、驱动交流负载的双向晶闸管或固态继电器。
⑶模拟量输入模块用于将模拟量信号转换为CPU内部处理用的数字信号，主要由A/D转换器组成。
⑷模拟量输出模块将CPU送给它的数字信号转换成电流信号或电压信号，对执行机构进行调节或控制，主要由D/A转换器组成。
⑸CX5020：金风2.0MW主控系统选用CX5020为主控系统的核心控制器CX5020带有两个独立的以太网端口(可定义两个独立的IP地址)和四个USB2.0接口。
一块位于盖板后面并可从外部拆装的可互换的CF卡作为CX5020的引导和存储介质，CX5020还内置了一个1秒钟UPS，可确保在CF卡上安全备份持久性应用数据，目前CX5020选用的操作系统是Windows CE，可以通过CERHOST软件进行访问。
风力发电机组主控制系统
密级：公司秘密型风力发电机组主控制系统说明书编号KF20-001000DSM版本号A东方汽轮机有限公司2014年7 月编制<**设计签字**> <**设计签字日期**> 校对<**校对签字**> <**校对签字日期**> 审核<**审核签字**> <**审核签字日期**> 会签<**标准化签字**> <**标准化签字日期**><**会二签字**> <**会二签字日期**><**会三签字**> <**会三签字日期**><**会四签字**> <**会四签字日期**><**会五签字**> <**会五签字日期**><**会六签字**> <**会六签字日期**><**会七签字**> <**会七签字日期**><**会八签字**> <**会八签字日期**><**会九签字**> <**会九签字日期**> 审定<**审批签字**> <**审批签字日期**>批准<**批准签字**> <**批准签字日期**> 编号换版记录目录序号章节名称页数备注1 0-1 概述 12 0-2 系统简介 13 0-3 系统硬件114 0-4 系统功能 55 0-5 主控制系统软件说明126 0-6 故障及其处理说明640-1概述风能是一种清洁环保的可再生能源，取之不尽，用之不竭。
随着地球生态保护和人类生存发展的需要，风能的开发利用越来越受到重视。
风力发电机就是利用风能产生电能，水平轴3叶片风力发电机是目前最成熟的机型，它主要是由叶片、轮毂、齿轮箱、发电机、机舱、变频器、偏航装置、刹车装置、控制系统、塔架等组成。
风电机组主控部分介绍
水冷2
测量柜
变流柜
机舱柜
E总线结构
1号变桨柜
2号变桨柜
3号变桨柜
20
三、主控系统
3.3 人机显示系统
菲尼克斯面板机，5.7英寸屏幕，支持按键操作，24VDC供电， 通过ADS以太网与主控PLC通讯
21
三、主控系统
3.3 人机显示系统
网页版就地监控，控制器内置WEB服务器，支持IE浏
览器，可通过IP地址对任一风机进行监控。
*
输入点数 连接
4
输入信号
4
输出信号
4
输入信号
1
输出信号
4 电阻传感器
*
编码器
8
输入信号
4
输出信号
4
输入信号
2
输出信号
4 电阻传感器
* 增量编码器
拔插
常见倍服端子模块
13
二、重要零部件
2.5 电能表
西门子
WOODWARD
14
二、重要零部件
2.6 三相监视器
15
三、主控系统
3.1 主控系统
金风MW机组主控系统采用BECKHOFF的CX1020控制器，是 整个风力发电机组的大脑： ✓ 整机状态的切换：初始化->待机->启动->并网->停机->维护 ✓ 逻辑判断：各部分状态反馈，采集信号逻辑判断等 ✓ 故障保护：触发故障停机，分故障停机、快速停机、紧急停机 ✓ 整机的协调控制：变流，变桨控制等 ✓ 整机的控制算法 ：冷却算法，滤波器，PI控制等
1 x 电源，2 x LAN 链接/功能， TC 状态，1 x 闪存存取 1 x I + II 型 CF 卡，带弹出装 置
空调机组控制原理
空调机组控制原理
1.控制系统架构：空调机组的控制系统通常包括主控制器、调节器、
执行器等组成。
主控制器是整个控制系统的核心，负责接收各个传感器的
输入信号，并对机组进行统一的控制和管理。
调节器则根据主控制器的指令，调节空调机组的工作状态。
执行器则执行调节器的指令，完成各个部
件的调节。
2.传感器和执行器：空调机组的控制系统需要使用各种传感器来感知
环境参数和机组运行状态，并通过执行器来控制各个部件。
常用的传感器
包括温度传感器、湿度传感器、压力传感器等。
温度传感器用于感知室内
和室外温度，湿度传感器用于感知室内和室外湿度，压力传感器用于感知
制冷剂的压力。
执行器一般包括电动阀、风机、压缩机等。
3.控制策略：空调机组的控制系统需要根据环境需求和设定参数来制
定相应的控制策略。
常见的控制策略包括温度控制、湿度控制、新风控制等。
温度控制是根据室内和室外的温度差异来控制制冷或制热功能的开启
和关闭，以保持室内温度在一个设定范围内。
湿度控制是根据室内和室外
的湿度差异来控制加湿或除湿功能的开启和关闭，以保持室内湿度在一个
设定范围内。
新风控制是根据室内空气质量和人员密度等因素来控制新风
量的大小，以保持室内空气的新鲜度。
综上所述，空调机组控制原理是通过主控制器对传感器信号进行处理，并根据设定的控制策略来控制执行器的工作，从而实现对空调机组的控制
和管理。
空调机组控制原理的目标是使机组能够根据环境需求和设定参数，自动实现合适的制冷、制热、新风等功能，从而保持室内环境的舒适度和
空气质量。
(完整word版)单元机组主控系统(中英对照翻译)
单元机组主控系统Master Control System of Unit Plant单元机组主控系统一般设置有四种运行方式：即汽轮机手动控制，锅炉手动控制的基本方式(BASE方式)；以锅炉为基础的汽轮机跟随方式(TF方式)；以汽轮机为基础的锅炉跟随方式(BF方式)和汽轮机一锅炉综合功率控制的协调控制方式(CCS方式)。
四种运行方式之间的切换必须是平稳无扰动的。
操作员可根据机组的运行情况进行选择。
一般情况下，机组适宜在滑压控制方式和CCS方式下运行。
事故工况时，则通常选择在TF方式和定压方式下运行。
The master control system of the unit plant generally provides four modes of operation, including the base mode of steam turbine manual control and boiler manual control; the boiler-based turbine following mode (TF mode); the steam turbine-based boiler following mode (BF mode), and the Coordinated Control System (CCS) mode of steam turbine-boiler integrated power control. Switching amongst the four modes must be smooth without disturbance. The operator may make choices based on the unit running conditions. Under normal circumstances, the unit is suitable to operate in the sliding pressure control mode and the CCS mode. In accident conditions, it will usually run in the TF mod and the constant pressure mode.单元机组主控系统的前三种运行方式的根本区别在于对功率和主汽压力的控制处理上。
风电机组主控系统培训课件
二、风机控制系统的作用-基本功能
并网运行的FD型风力发电机组的控制系统具备以下功能： ① 根据风速信号自动进入启动状态或从电网切出。 ② 根据功率及风速大小自动进行转速和功率控制。 ③ 根据风向信号自动偏航对风。 ④ 发电机超速或转轴超速，能紧急停机。 ⑤ 当电网故障，发电机脱网时，能确保机组安全停机。 ⑥ 电缆扭曲到一定值后，能自动解缆。 ⑦ 当机组运行过程中，能对电网、风况和机组的运行状况进行检
1安全链 安全链是一个硬回路，由所有能触发紧急停机的触点串联而成，任何一个触发都 会导致紧急停机。以下是构成紧急停机的信号点：
位于机舱控制柜上的紧急停机按钮，机舱内便携式控制盒停机按钮，变频器控制 柜上的紧急停机按钮。
低速轴超速信号，发电机转速超速信号。 超过额定功率的1.5倍。 振动超限 主控系统触发的变浆控制失败 电缆扭曲： ±4旋转 2变浆控制 三个叶片变桨分别由三个带变频控制的三个直流电机驱动，通过L+B控制器同步调 整动作。如果是电网故障或安全停机，每个电机的电源由各自的后备蓄电池提供。 变桨控制除了调节功率外，还作为三重冗余保护。每个叶片多安装有一个角度编 码器，每个电机也装有一个编码器，在运行中， L+B控制还监视变桨电机的电流 和温度，三个蓄电池循环充电控制，蓄电池电压检测，并通过串口与控制器通讯 进行数据传输。 3安全刹车 风机装有两个刹车卡钳，通过作用在装在高速轴上的刹车盘来止动。刹车卡钳直 接安装在齿轮箱壳体上。止动时靠弹簧力，张开时靠液压力。
二、风机控制系统的作用-检测风机运行状态
火电机组智能发电控制系统架构简述
火电机组智能发电控制系统架构简述发布时间：2021-05-11T07:25:45.022Z 来源：《中国科技人才》2021年第8期作者：郭景辉1 李正洋2 [导读] 火力发电机组是电力系统的基本组成单元，承担着提供电力系统所需基本负荷，进行负荷调配等基础性功能，直接对电力系统的运行稳定性和经济性产生重要影响。
华电莱州发电有限公司山东省莱州市 261400摘要：随着经济和科技水平的快速发展，火电厂机组控制的先进性、信息化、智能化水平关系到全厂燃煤发电效率，关系到污染物排放达标。
而传统火电机组的控制系统，不能满足日趋严格的安全生产要求，不能满足复杂工况下运行适应性要求。
因此，迫切需要由传统DCS向智能DCS的转型升级。
关键词：智慧电厂；智能发电；自动化；架构引言火力发电机组是电力系统的基本组成单元，承担着提供电力系统所需基本负荷，进行负荷调配等基础性功能，直接对电力系统的运行稳定性和经济性产生重要影响。
火力发电是现阶段的重要发电形式之一，对我国的电能生产有着重要的影响。
分析火力发电实践中的具体技术利用，了解技术利用优势和缺陷，这对于强调火力发电的整体效果提升有突出的作用。
就现阶段的分析来看，在绿色经济发展的大背景下，节能降耗成为越来越多企业发展实践中关注的内容。
火电厂在过去的生产实践中能耗较高，成本显著，所以在当前节能降耗的要求下，火电厂希望通过技术改革与创新实现现状改变。
DCS自动化技术在火力发电中的具体利用对火电厂工作有突出的效果，分析技术应用的现状有着突出的现实价值。
1全厂DCS系统基本结构为实现发电厂全厂运行监控实现全能值班，即“大集控”模式，控制系统也需要进行相应配置。
在主厂房汽机运转层建集中控制室，以操作员站为控制中心，以LCD显示器和键盘鼠标作为机组监视和控制的主要人机对话方式，在少量就地人员巡回检测和少量操作的配合下，在集控室内实现机组的启动、运行及停止或事故处理等。
设置大屏幕显示器，不再设置常规显示仪表和报警光字牌，仅对机组极重要的主辅机设备设置独立于DCS的后备启停和跳闸操作按钮。
双馈风电机组主控系统设计与实现
双馈风电机组主控系统设计与实现作者：丁桂林叶伟万宇宾符伟杰吉天平来源：《风能》2016年第03期地球蕴藏的风力资源十分丰富，具有广阔的开发前景。
2015年，全国风电产业继续保持强劲增长势头，全年风电新增装机容量3297万千瓦，新增装机容量再创历史新高，累计并网装机容量达到1.29亿千瓦，占全部发电装机容量的8.6%，其中双馈风电机组为主流机型。
为了能够尽可能多地捕获风能，同时将机械载荷控制在合理的范围，必须设计性能优良的主控系统。
双馈风电机组控制原理双馈风电机组基本控制原理为：低风速下，通过改变发电机转矩给定调节风轮转速，实现风能捕获最大化；中等风速下，达到额定转速时，通过动态调节转矩给定，使转速保持在额定值；高风速下，转矩给定达到额定值，通过桨距控制调节风轮转速，此时转矩给定轻微波动并与转速波动成反比，以维持额定功率输出。
当发电机转速介于最小稳态运行转速和最大稳态运行转速之间，桨距角给定被设置为最小桨距角，并根据转速反馈计算发电机转矩给定，使机组维持最优叶尖速比和最大功率系数。
算法控制器设计在额定风速以下，采用转矩速度PI控制器，根据转速误差调节发电机转矩给定。
转矩速度PI控制器通过线性控制设计获得，PI控制器可表示为如下形式：其中：K q为比例增益，T q为积分时间常数，积分增益为K q/T q。
为了避免将可能激发共振的频率引入转矩给定信号，采用两个二阶带阻滤波器对转速反馈信号进行滤波，带阻滤波器采用如下形式：同时采用一个二阶低通滤波器对转速反馈信号滤波，以降低控制器对高频噪声及扰动的敏感性，二阶低通滤波器采用如下形式：在转矩给定中加入一个额外的传动链加阻分量，可使传动链扭转振动得到有效抑制，从而显著降低齿轮箱载荷。
传动链加阻分量可利用发电机转速反馈，经由一个带通滤波器和两个带阻滤波器得到。
在额定风速以上，发电机转矩给定达到额定值后，采用桨距速度PI控制器，根据发电机转速反馈调节桨距给定，使发电机转速保持在额定转速。
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主控制系统的设计和实施结果能够满足风力发电机组无 人值守、自动运行、安全保护的要求。
谢谢！
数字量输出模块用于驱动电磁阀、接触器、小功率电动机、灯和电动机启动器等负载。数 字量输出模块将CPU内部信号电平转化为控制过程所需的外部信号电平，同时有隔离和功率放 大的作用。输出模块的功率放大元件有驱动直流负载的大功率晶体管和场效应晶体管、驱动交 流负载的双向晶闸管或固态继电器。（如图所示）
模拟量输入模块用于将模拟量信号转换为CPU内部处理用的数字信号，其主要组成是A/D 转换器。（如图所示） 模拟量输出模块用于将CPU送给它的数字信号转换成为比例的电流信号或电压信号，对执 行机构进行调节或控制，其主要组成部分是D/A转换器。（如图所示）
3.4、倍福PLC模块
KL9010是K_BUS终端端子(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。
机组的主控制器
CX1500-M310
4.4 1.5MW机组的Profibus-DP结构
变桨1 DP
变流DP 红：3 绿：4 屏蔽：1
水冷DP
主控DP
LVD柜 DP
变桨2 DP
变桨3 DP
五、主控系统的功能
主控制系统是机组可靠运行的核心，主要完成数据采集及输入、输出信 号处理；逻辑功能判定；对外围执行机构发出控制指令；与机舱柜通讯，接 收机舱信号，并根据实时情况进行判断发出偏航或液压站的工作信号；与三 个独立的变桨柜通信，接收三个变桨柜的信号，并对变桨系统发送实时控制 信号控制变桨动作；对变流系统进行实时的检测，根据不同的风况对变流系 统输出扭矩要求，使风机的发电功率保持最佳；与中央监控系统通讯、传递 信息。控制包括机组自动启动，变流器并网，主要零部件除湿加热，机舱自 动跟踪风向，液压系统开停，散热器开停，机舱扭缆和自动解缆，电容补偿 和电容滤波投切以及低于切入风速时自动停机。
在使用工控软件中，我们经 常提到组态一词，组态英文是 “Configuration”,其意义究竟是什 么呢？简单的讲，组态就是用应 用软件中提供的工具、方法、完 成工程中某一具体任务的过程。 使控制逻辑与硬件相对应，组态 与组装类似。如要组装一台电脑， 事先提供了各种型号的主板、机 箱、电源、CPU、显示器、硬盘、 光驱等，我们的工作就是用这些 部件拼凑成自己需要的电脑。 PLC的组态过程其实就是通过软 件将控制逻辑程序与各个功能模 块的输入或输出联系起来过程， 并生成固定的组态文件。PLC在 运行过程中不断读取组态文件， 并按照组态文件中的规则 对相应 的硬件输入或输出。
启动并网流程
5.3 主控系统的控制及安全保护
整个运行过程都处于主控PLC严密控制之中。其安全保护系统分三层结构：主控制 PLC系统，独立于PLC的安全链，器件本身的保护措施。在机组发生超常振动、过速、 电网异常、出现极限风速等故障时保护机组，对电流、功率等的保护，采用两套相互独 立的保护机构。当电网电压过高，风速过大等不正常状态出现后，电控系统会在系统恢 复正常后自动复位，机组重新启动。 具体运行过程为： A、当风速持续10分钟（可设置）超过3m/s，风机将自动启动。叶轮转速大于10转／分 时并入电网。
主控制器通过现场总线Profibus-DP与各个子站进行交互通讯，各个功能模块通 过K-Bus总线进行通讯，主CPU通过PC104总线进行内部通讯。
CX1020内部的通讯结构
PC 104总线 以太网口1
以太网口2
各个子站内部及对外的通讯结构
BC/BK3150
K-Bus总线
Profibus-DP
3.5、倍福PLC模块的组态运行
三、PLC模块的功能及组态结构
3.1、PLC的基础知识
什么是PLC？ 可编程序控制器（Programmable Logic Controller）简称PLC，国际电工委员会（IEC）于
1987年颁布了可编程控制器标准草案第三稿。在草案中对可编程控制器定义如下： “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 程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令， 并通过数字式和模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关外
变桨系统 变流系统 主控系统 监控系统
变 桨 传 感 器
变 桨 执 行 器 件
变 桨 控 制 单 元
变 桨 备 电
整 流 单 元
逆 变 单 元
控 制 单 元
滤 波 单 元
控 制 单 元
传 感 器 单 元
执 行 单 元
总 线 系 统
工 业 以 太 网
监 控 软 件
各个部分之间的关系
人机交互 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息 网络/远程监控 ▲统计报表 ▲风机控制 ▲参数设置 ▲查阅信息
CX1020
CX1100
KL9210 KL6904 KL9010
主控器由CX1500-M310模块负责DP通讯，由CX1020负责机组程序 的逻辑判断，由CX1100负责CPU的供电及后续模块的通讯，由KL9210负 责后续模块的供电，由KL6904负责安全链的判断和管理。
各个功能模块内部的通讯图
PLC执行程序的过程
输入和输出
★ 集中采样：
在一个扫描周期中，对输入状态的采样只在输入处理阶段进行。当PLC 进入程序处理阶段后输入端将被封锁，直到下一个扫描周期的输入处理阶段 才对输入状态进行重新采样。 ★集中输出：
在用户程序中如果对输出结果多次赋值，则最后一次有效。在一个扫描 周期内，只在输出处理阶段才将输出状态从输出映象寄存器中输出，对输 出接口进行刷新。在其它阶段里输出状态一直保存在输出映象寄存器中。
金风1.5兆瓦机组主控制系统工作原理讲解
作者：孙伟
主要内容： 一、1.5MW风力发电机组电气控制系统的组成
二、 1.5MW风力发电机组电气控制系统的拓扑结构
三、PLC模块的功能及组态结构 四、现场总线profibus—DP 五、主控系统的功能
一、1.5MW风力发电机组电气控制系统的组成
直驱1.5MW电控系统组成
输入/输出按组态文件进行
四、现场总线Profibus-DP
4.1 Profibus-DP定义了三种设备类型
4.2 Profibus-DP单主系统
注意：我们1.5MW的电控系统就是采用的Profibus-DP单主系 统。
4.3 Profibus-DP多主系统
注意：我们的机组一般的通讯速率是3MBit/s,所以总线循环 时间低于10ms。
0 初始化
5.1 机组几种主要动作关系 图
2 停机
3 待机
4 启动
5 并网
1 停机过程
9 维护
判断1及相应处理1
初始化 无故障、停机 正常、有启动 信号、初始化 启动模式为0
No
停机过程
No
初始化正常
Yes No
Yes
无扭缆 停机
解缆处理
Yes
手动或强制变 桨模式 相应处理1
No
通过判断1
No
故障、停机
围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计”。
PLC有什么特点？ 1、通用性强，使用方便； 2、功能强，适应面广； 3、可靠性高，抗干扰能力强 ； 4、编程方法简单，容易掌握 ； 5、PLC控制系统的设计、安装、调试和维修工作量少，极为方便。控制程序变化方便，具有很好的 柔性； 6、体积小、重量轻、功耗低。 PLC的应用 1、开关量逻辑控制 ；2、运动控制 ；3、闭环过程控制 ；4、数据处理 ；5、通讯联网
Yes
Yes
待机
通过判断2
No
判断2的内容： 1、发电机转速是否大于2； 2、初始化待机模式是否为0； 3、风速是否超过停机风速； 4、是否正常正确对准风向。
Yes
停机
启动
维护钥匙拨 到visit侧或 repair侧 No
维护模式激活
No
机转速大于 10rpm
No
Yes
并网
Yes
B、随着风速的增加，发电机的出力随之增加，当风速大于12m/s时，达到额定出力，超 出额定风速机组进行恒功率控制（通过变桨控制和变流器的扭矩控制实现）。 C、当风速高于22米/秒持续10分钟，将实现正常停机（变桨系统控制叶片进行4°/s顺 桨，转速低于切入转速时，风力发电机组脱网）。 D、当风速高于28米/秒并持续10秒钟时，实现正常停机；当风速高于33米/秒并持续1秒 钟时，实现正常停机。 E、当遇到一般故障时，实现正常停机（变桨4°/s 顺桨）。 F、当遇到某些固定故障时，实现快速停机（变桨6°/s 顺桨）。 G、当遇到特定故障时，实现紧急停机（变流器脱网，网侧断路器断开，叶片以7°/s 的速度顺桨）。
主控制器(风机系统逻辑控制) ▲风机正常工作逻辑控制 ▲故障诊断及保护 ▲数据采集/统计
变浆系统 ▲桨距调节 ▲桨距角采集 ▲异常保护
变流系统 ▲电力变换 ▲功率控制 ▲转矩控制 ▲功率因数调节
传感器 ▲数字量采集 ▲模拟量采集
二、 1.5MW风力 发电机组电气控 制系统的拓扑结 构
两两
金风1.5MW风力发电机组的主控系统以德国beckhoff公司生 产的嵌入式PLC控制器为核心。PLC控制器主要实现风力发电机 组的过程控制、安全保护、故障检测、参数设定、数据记录、数 据显示以及人工操作，配备有多种通讯接口，能够实现就地通讯 和远程通讯。采用PROFIBUS-DP现场总线组网，安全可靠。其 中主控系统是机组可靠运行的核心，主要完成数据采集及输入、 输出信号处理；逻辑功能判定；对外围执行机构发出控制指令； 与机舱柜及变桨控制系统通讯，接收机舱柜及变桨控制系统的信 号；与中央监控系统通讯、传递信息。