W2000主控制器ppt课件.ppt

1,SEWINDW2000主控制器介绍及故障排除技术部电控室杨宏坤,2,SEC-2000主控制系统简介W2000控制系统选用模块类型CX1020主控制器EK1110EtherCAT扩展模块BK1120总线耦合器EK1501/EK1521光纤通讯模块Profibus通讯模块-EL6731供电模块KL9210及终端模块KL9010三相电力测量模块-KL3403编码器测量模块-KL5001,4/8通道数字量输入模块-KL1104/EL11084/8通道数字量输出模块-KL2134/EL20084通道010V输入模块-KL34044通道420mA输入模块-KL34544通道420mA输出模块-KL4424PT100热电阻输入模块-KL3202/KL3204安全模块安全控制器KL69044通道数字量输入安全模块KL19044通道数字量输出安全模块KL2904,目录,3,1、W2000主控制系统-简介,SEC-2000风电机组控制系统采用德国BECKHOFF（倍福）的PLC作为系统开发平台。BECKHOFF是风电行业中应用非常广泛的控制系统平台，如：DEWIND-D8/D8.2/D6，金风、国电联合、重庆海装、广东明阳、浙江华仪等。此外，在变桨系统中也有非常之多的应用，如：LUST变桨系统95%选用BECKHOFF，ATEC全部选用BECKHOFF。SEC-2000风电机组控制系统由一个塔底控制柜、一个机舱控制柜、一个机舱远程紧急停机盒共同组成。机舱和塔底之间采用光纤进行连接。SEC-2000主控系统与变桨系统之间通过电气滑环采用Profibus进行通讯。通过通讯，在主控系统内部可以直接查看变桨系统的故障，而不需要登塔。SEC-2000主控系统与变流器之间的信号连接仍采用硬接线方式，只是相应的信号采集模块布置在变流器柜内，之间通过Profibus线进行连接。BECKHOFF所有模块工作温度为055，储藏温度为-2585。BECKHOFF所有硬件均有状态指示，通过观察指示灯，可以判断故障并予以排除。与SEC-1250安全链设计采用Pilz的安全继电器所不同的是，SEC-2000采用的是通过SIL3认证的安全模块。,4,1、W2000主控制系统-网络结构,5,1、W2000主控制系统控制器硬件连接,6,1、W2000主控制系统实物,总线耦合器:总线端子和现场总线之间的联接,在一个总线耦合器上最多可带64(255)*个总线端子,总线末端子,7,1、W2000主控制系统电源连接,8,1、W2000主控制系统模块的装拆,装,拆-1,拆-2,9,2、W2000控制系统选用模块类型-1,10,2、W2000控制系统选用模块类型-2,11,3、CX1020主控制器,SEC-W2000风电机组控制系统采用德国BECKHOFF（倍福）的PLC作为系统开发平台。其中主控制为CX1020。做为基于PC的控制器，CX1020具有以下特性：IntelCeleron处理器，1G时钟频率256MDDRRAM2GCF卡操作系统可选WindowXP和WindowCE（我公司选用WindowCE)内置2个RJ-45口的交换机，支持10/100M内置DVI+USB口，可直接连接触屏具有状态灯指示,12,3、CX1020状态指示灯,13,4、EK1110EtherCAT扩展模块,EK1110布置在CX1020后，做为EtherCAT总线的扩展模块，将CX1020与BK1120连接起来，同时做为EtherCAT的终端模块。该模块对外提供一个RJ45口，支持100M以太网。,14,5、BK1120总线耦合器,BK1120用于将K-BUS模块与EtherCAT总线进行连接，可下挂64个K-BUS模块（通过扩展为255个）。,15,5、BK1120总线耦合器续,现场总线Filedbus通讯灯,16,5、BK1120总线耦合器续,现场总线K-BUS总线通讯灯,17,6、EK1501/EK1521光纤通讯模块,EK1501/EK1521作用是将EtherCAT信号转换为光信号，最大程度避免塔筒动力电缆对控制系统的干扰，实现塔底控制系统和机舱控制系统的连接。EK1501为光纤通讯主站模块，布置在塔底柜。（CX1020旁）EK1521为光纤通讯从站模块，布置在机舱柜中。通过6芯单模光纤（W1250）和耦合器架，使用EK1501和EK1521将塔底控制系统和机场控制系统连接起来。6芯光纤，其中2芯用于连接主控系统；2芯连接到分别位于塔底柜和机舱柜中的光电转换器，实现塔底交换机和机舱调试机的连接；另外2芯做备用。光电转换器为ST接口主控光纤通讯模块为SC接口光纤为单模光纤,18,7、Profibus通讯模块-EL6731,EL6731-0000Profibus通讯主模块，布置在主控系统内EL6731-0010Profibus通讯从站，布置在变桨系统3#轴柜内,注意：EL6731产品系列号为0806的存在通讯BUG，模块运行不稳定，应更换为0907及以后的产品,19,7、Profibus通讯模块-BK3150从站,地址设定,1、更换BK3150后，注意Profibus地址设定必须一致！2、重新制作Profibus线时，必须注意Profibus电缆必须两端接地，否则不能有效屏蔽电磁干扰！,20,8、供电模块KL9210及终端模块KL9010,KL9210供电模块,KL9010终端模块,21,9、三相电力测量模块-KL3403,KL3403通过高速采样（16us）交流三相电压和电流，在检测电流、电压的同时还可通过模块内置的高速均方根计算（64000次/秒），直接输出频率、有功功率、无功功率、功率因素。KL3403可接受500VAC的电压值，根据型号的不同，所接受的电流范围不同。其中KL3403-0000接受范围为1A，KL3403-0010接受范围为5A.安装在变流器柜的KL3403信号来自于变流器柜，用于检测发电机出口功率。安装在塔底柜内KL3403信号来自于箱变，具体位于箱变400VAC出口断路器的上方，用于检测发电机出口功率扣除发电机自用电后的净功率。,1、电压、电流均采用三相四线制，亦即N线为公共端2、更换后的KL3403需要用KS2000进行设置3、电流通常采用CT（电流互感器）转接，由于CT的特性，在更换KL3403模块或更换CT时，包括变流器柜、主控柜、箱变在内的设备必需断电，否则将导致CT的烧毁！,注意！,22,9、三相电力测量模块-KL3403（KS2000设置）,1,2,3,设置过程1、连接BK3150（变流器柜）或EK1521（塔底主控柜）2、选中KL34033、选中需配置的通道（Channel1）4、对所有通道进行设置,23,9、三相电力测量模块-KL3403（KS2000设置续）,24,9、三相电力测量模块-KL3403常见故障,查线时必须将箱变电源断掉，否则可能导致CT烧毁,25,10、编码器测量模块-KL5001,2MW风电机组中采用了IVO公司的绝对值编码器测量机舱位置和风轮转速。其中，机舱位置编码器位于扭缆开关上方，风轮转速测量编码器位于电气滑环末端。风轮转速编码器输出的脉冲信号输入到速度测量模块，产生420mA的转速信号和18.5rpm（2184rpm）超速保护信号。,编码器与模块的连接,编码器模块,机组调试后、更换偏航编码器、更换编码器模块后应将机舱位置对准北方后将偏航编码器位置置零,26,10、编码器测量模块-KL5001（KS2000设置）,待续,27,11、4/8通道数字量输入模块-KL1104/EL1108,1、输入点状态亮表示接点闭合2、现场问题处理时可检查24VDC电源3、通道1、2、3、4对应的端子是1、5、4、8,28,12、4/8通道数字量输出模块-KL2134/EL2008,1、输入点状态亮表示接点闭合2、现场问题处理时可检查24VDC电源3、通道1、2、3、4对应的端子是1、5、4、8,29,13、4通道010V输入模块-KL3404,1、LEDRUN灯亮表示该端子有接线且信号正常。2、如果LEDRUN灯灭，有以下几种情况：a.该通道未使用b.现场接线电缆断线c.模块故障3、通道1、2、3、4对应的端子是1/2、5/6、3/4、7/8,典型应用：1、风轮转速2、机舱振动,30,14、4通道420mA输入模块-KL3454,通道运行状态指示,通道连接端子,24VDC电源总线,典型应用1、风速2、风向3、液压站系统压力,通道故障状态指示,31,15、4通道420mA输出模块-KL4424,1、LEDRUN灯亮表示该端子有接线且信号正常。2、如果LEDRUN灯灭，有以下几种情况：a.该通道未使用b.现场接线电缆断线c.模块故障3、通道1、2、3、4对应的端子是1/2、5/6、3/4、7/8,32,16、PT100热电阻输入模块-KL3202/KL3204,2通道3线制PT100,4通道2线制PT100,33,17、安全模块,BECKHOFF安全模块包括三种类型：KL6904安全控制器KL19044通道数字量安全输入模块KL29044通道数字量安全输出模块BECKHOFF安全模块是符合IEC-61508SIL3，其故障可能性小于千分之一，但高于万分之一。BECKHOFF安全模块采用TwinSAFE通讯协议，在通讯介质上借用K-BUS和EtherCAT总线。BECKHOFF安全模块可以分散布置在不同区域，一个BECKHOFF系统可最多连接1024个安全模块。采用安全模块执行风电机组安全链控制，与安全继电器相比具有以下优势：1、无内部接线，减少接线工作量，增减灵活；2、安全链逻辑采用编程方式，修改灵活；3、丰富的功能模块，便于实现各种不同的安全逻辑；4、集成在BECKHOFFPLC控制器中，过程量点可直接连接到PLC逻辑中进行监视；5、支持Profibus、实时以太网，对主控制系统的错误也可进行检测；,1、各个安全模块之间是通过地址进行区别及通讯连接的，更换安全模块时必须确保安全模块的地址设定与之前的一样。2、更换KL6904后需重新烧写安全链逻辑，更换KL1904、KL2904后不需要烧写控制逻辑3、控制逻辑的烧写需要专业人员进行！,34,17、安全模块安全信号及逻辑,塔底安全链监测信号：-手动紧停-电压监测-PLC紧停-变流器系统要求紧停-外部信号紧停（预留）,机舱安全链监测信号：-手动紧停-手动远程紧停-扭缆-振动-变桨系统要求紧停,塔底安全链控制输出信号：-变流器紧停,机舱安全链控制输出信号：-变桨系统紧停（顺桨）-禁止偏航-偏航刹车-高速轴刹车,35,18、安全控制器KL6904,4路24VDC输出（500mA），直接外接继电器输出通道组态后，正常情况下相应通道绿灯被点亮,1、安全模块工作电压范围24VDC（-15%+20%)2、诊断灯1、2的状态对故障的判断最重要3、更换模块后，必须确保地址一致4、更换KL6904后，必须重新烧入安全控制逻辑（除非模块已经预烧写好。,36,18、安全控制器KL6904（续）,状态诊断灯3、4为模块内部状态诊断信息，正常时应该为灭。如果该2诊断灯点亮，则表示模块自身存在故障，需返回BECKHOFF公司诊断。,37,19、4通道数字量输入安全模块KL1904,KL1904可接受4路安全数字输入量输入量的查询电压由模块自身提供正常情况下，安全信号为长“1”信号，相应通道指示灯被点亮,1、24VDC非常重要，故障排除时需检查24VDC是否正常2、状态诊断灯2亮，表示输入回路设计存在错误（外供24VD