研華嵌入式工控機在風力發(fā)電中的應用

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(xiàn)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(xiàn)。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(tǒng)，風機遠程監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)也大量應用。在這樣的系統(tǒng)中需要可以對現(xiàn)場的運行設備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設備控制、測量、參數(shù)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(xiàn)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(shù)據(jù)傳送到風能檢測服務器當中。在這個過程中UNO-2170充當數(shù)據(jù)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(tǒng)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(tǒng)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(shù)據(jù)網關。

三、系統(tǒng)網絡架構圖

四、方案分析

UNO具有兩個以太網口，可以實現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)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(xiàn)場控制層的安全性和實時性。系統(tǒng)通過一個以太網口和主控制PLC通信，它可以對現(xiàn)場的運行設備進行監(jiān)視和控制，以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設備控制、測量、參數(shù)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(xiàn)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(xiàn)場總線卡可以方便的和現(xiàn)場總線設備通信。

五、研華產品的優(yōu)勢

a)系統(tǒng)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(tǒng)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(xiàn)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(shù)據(jù)的存儲策略。在于上位數(shù)據(jù)庫網絡中斷時，自動將采集數(shù)據(jù)存儲到本地。等到網絡恢復正常，自動將暫存數(shù)據(jù)記錄到上位數(shù)據(jù)庫中。存儲數(shù)據(jù)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(jù)下位設備的類型選用相應的驅動，進行簡單的參數(shù)配置，既可以完成數(shù)據(jù)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(tǒng)。

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(xiàn)場采集的狀態(tài)和數(shù)據(jù)。內建內建ModbusTCP Server和OPC Server，可以和主流的組態(tài)軟件進行數(shù)據(jù)交換。

e)雙網隔離，數(shù)據(jù)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(xiàn)場控制層和數(shù)據(jù)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(tǒng)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(tǒng)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(tǒng)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(shù)據(jù)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