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研华嵌入式工控机在风力发电中的应用
国际电子商情   
摘要: 随着中国风电市场的快速增长以及风电机组制造商新秀的进入,中国风电机组供应市场的竞争格局也正在悄然发生变化。风电场开发商投资建设风电场的热情也空前高涨,中国风电装机容量将在2008年底再次超过人们预想而创下新的纪录!预计到2008年底,中国风电机组新增装机容量将达到730.4万千瓦,累计装机容量将达到1335.6万千瓦,新增装机容量增长率预计将达到111.71%。
Abstract:
Key words :
一、風電行業(yè)背景

 

隨著國家對風電行業(yè)的扶持力度加大,風電產業(yè)發(fā)展迅猛。2007年中國大陸新增風電機組3155臺,裝機容量330.4萬KW。與2006年當年新增裝機133.7萬KW相比,2007年當年新增裝機增長率為147.1%

 

2007年中國大陸累積風電機組6?69臺,裝機容量590.6WKW,風電場158個。分布在21個省市。于2006年累計裝機259.9KW相比。2007年累計裝機增長率為127.2%,提前3年實現國家《可再生能源法中長期發(fā)展規(guī)劃》中提出的目標。

 

隨著中國風電市場的快速增長以及風電機組制造商新秀的進入,中國風電機組供應市場的競爭格局也正在悄然發(fā)生變化。風電場開發(fā)商投資建設風電場的熱情也空前高漲,中國風電裝機容量將在2008年底再次超過人們預想而創(chuàng)下新的紀錄!預計到2008年底,中國風電機組新增裝機容量將達到730.4萬千瓦,累計裝機容量將達到1335.6萬千瓦,新增裝機容量增長率預計將達到111.71%。

 

國家制定的2020年風電裝機3000萬千萬的目標,有望在2011年實現。到2020年,中國風電裝機保守估計將達到8000萬千瓦。

 

隨著風力發(fā)電場的大量建設,風場信息化管理系統,風機遠程監(jiān)控系統業(yè)也大量應用。在這樣的系統中需要可以對現場的運行設備進行監(jiān)視和控制,以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節(jié)以及各類信號報警等各項功能。各種采集信號及控制信號通過工業(yè)以太網和現場總線匯集到研華嚴苛計算機UNO-2170中,然后再通過另外一個以太網口將數據傳送到風能檢測服務器當中。在這個過程中UNO-2170充當數據網關的作用。

 

二、風電客戶對嵌入式工控機的需求

 

風力發(fā)電系統通常安裝在帶 有灰塵和大風的惡劣環(huán)境中。在這樣的環(huán)境中,使用一臺有風扇的PC為主機平臺將會導致風扇和系統故障??蛻粜枰惶卓煽康挠嬎銠C平臺,不僅平均無故障時間長,而且要求是一套緊湊的平臺。經過考察客戶選用了UNO-2170做為風電控制器的數據網關。

 

三、系統網絡架構圖

 

 

系統網絡架構圖

 

四、方案分析

 

UNO具有兩個以太網口,可以實現現場數據采集以太網和上位信息管理以太網的雙網隔離。這樣可以保證現場控制層的安全性和實時性。系統通過一個以太網口和主控制PLC通信,它可以對現場的運行設備進行監(jiān)視和控制,以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節(jié)以及各類信號報警等各項功能。另外一個以太網口通過風場局域網和監(jiān)控中心的服務器相連,各種采集信號及控制信號通過工業(yè)以太網傳送到服務器當中。此外UNO具有方便的擴展功能PC/104接口,能夠適應現場各種特殊的需要。在本項目應用中通過增加一片PC/104接口的現場總線卡可以方便的和現場總線設備通信。

 

五、研華產品的優(yōu)勢

 

a)系統穩(wěn)定,抗震抗沖擊

 

研華網絡通訊管理機采用嵌入式低功耗芯片,整版無軟連接設計,系統可靠性成倍提高。

 

寬溫工作,具有良好的抗震抗沖擊性。適合鋼廠等惡劣工業(yè)現場的應用。

 

b)通訊智能,容量超大

 

研華通訊管理機可以自動偵測網絡狀態(tài),自動調整采集數據的存儲策略。在于上位數據庫網絡中斷時,自動將采集數據存儲到本地。等到網絡恢復正常,自動將暫存數據記錄到上位數據庫中。存儲數據量超大可達250G。

 

c)使用簡單,驅動豐富

 

研華網絡通訊管理機無需編程,只需要根據下位設備的類型選用相應的驅動,進行簡單的參數配置,既可以完成數據的采集,暫存和續(xù)傳功能。兼容主流的一百多種PLC和DCS系統。

 

d)開放性架構,內建server

 

研華網絡通訊管理機是開放性的網絡通訊管理機。內建webServer,可以很方便的通過web了解到現場采集的狀態(tài)和數據。內建內建ModbusTCP Server和OPC Server,可以和主流的組態(tài)軟件進行數據交換。

 

e)雙網隔離,數據安全

 

研華網絡通訊管理機具有兩個以太網口,這樣可以做到現場控制層和數據采集層雙網物理隔離。從根本上杜絕了對控制層的非法訪問,保證了生產系統的安全運行。

 

六、產品規(guī)格

 

UNO-2170是一款高性能Celeron M 控制器,支持PC/104擴展、串行通訊端口和其它網絡功能。UNO-2170支持Windows XP Embedded OS和Windows CE.NET, 能夠提供定制的映像文件,帶有優(yōu)化后的板載設備驅動程序。嵌入式Windows XP Embedded能夠以組件方式提供Windows操作系統的功能。您可以方便的將自己的應用無縫整合到Windows XP Embedded中,通過使用帶有豐富網絡功能的應用隨用平臺顯著加快您的系統開發(fā)周期,以滿足不同的應用需求。

 

·板上集成Celeron M 1GHz或Celeron 600MHz,256/512MB DDR DRAM

 

·提供512KB電池備份SRAM

 

·支持ECC DDR DRAM(僅為Celeron M 1GHz處理器)

 

·支持LM傳感器,可獲取CPU和板卡溫度, 用于監(jiān)測

 

·2個RS-232和2個RS-232/422/485端口,帶自動數據流控制

 

·2個10/100Base-T RJ-45端口

 

·2個USB和1個TypeI/II PC卡

 

·2個可選PC/104擴展

 

·Windows CE.5.0和Windows XP Embedded解決方案

 

·支持Windows 2000/XP和Linux驅動程序

 

·帶寫保護(EWF)的Windows XP (SP2)Embedded即用平臺

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