研華嵌進(jìn)式工控機在風(fēng)力發(fā)電中的應用

一、 風(fēng)電行業(yè)背景

隨著(zhù)國家對風(fēng)電行業(yè)的扶持力度加大，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。2007年中國大陸新增風(fēng)電機組3155臺，裝機容量330.4萬(wàn)KW。與2006年當年新增裝機133.7萬(wàn)KW相比，2007年當年新增裝機增長(cháng)率為147.1%溫濕度儀| 紅外線(xiàn)溫度計| 露點(diǎn)儀| 亮度計| 溫度記錄儀| 溫濕度記錄儀| 光功率計| 粒子計數器| 粉塵計|

2007年中國大陸累積風(fēng)電機組6469臺，裝機容量590.6WKW，風(fēng)電場(chǎng)158個(gè)。分布在21個(gè)省市。于2006年累計裝機259.9KW相比。2007年累計裝機增長(cháng)率為127.2%，提前3年實(shí)現國家《可再生能源法中長(cháng)期發(fā)展規劃》中提出的目標。

隨著(zhù)中國風(fēng)電市場(chǎng)的快速增長(cháng)以及風(fēng)電機組制造商新秀的進(jìn)進(jìn)，中國風(fēng)電機組供給市場(chǎng)的競爭格式也正在悄然發(fā)生變化。風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)商投資建設風(fēng)電場(chǎng)的熱情也空前高漲，中國風(fēng)電裝機容量將在2008年底再次超過(guò)人們預想而創(chuàng )下新的紀錄!預計到2008年底，中國風(fēng)電機組新增裝機容量將達到730.4萬(wàn)千瓦，累計裝機容量將達到1335.6萬(wàn)千瓦，新增裝機容量增長(cháng)率預計將達到111.71%。

國家制定的2020年風(fēng)電裝機3000萬(wàn)千萬(wàn)的目標，有看在2011年實(shí)現。到2020年，中國風(fēng)電裝機守舊估計將達到8000萬(wàn)千瓦。

隨著(zhù)風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的大量建設，風(fēng)場(chǎng)信息化治理系統，風(fēng)機遠程監控系統業(yè)也大量應用。在這樣的系統中需要可以對現場(chǎng)的運行設備進(jìn)行監視和控制，以實(shí)現數據采集、設備控制、丈量、參數調節以及各類(lèi)信號報警等各項功能。各種采集信號及控制信號通過(guò)產(chǎn)業(yè)以太網(wǎng)和現場(chǎng)總線(xiàn)匯集到研華嚴苛計算機UNO-2170中，然后再通過(guò)另外一個(gè)以太網(wǎng)口將數據傳送到風(fēng)能檢測服務(wù)器當中。在這個(gè)過(guò)程中UNO-2170充當數據網(wǎng)關(guān)的作用。

二、 風(fēng)電客戶(hù)對嵌進(jìn)式工控機的需求

風(fēng)力發(fā)電系統通常安裝在帶 有灰塵和大風(fēng)的惡劣環(huán)境中。在這樣的環(huán)境中，使用一臺有風(fēng)扇的PC為主機平臺將會(huì )導致風(fēng)扇和系統故障�？蛻�(hù)需要一套可靠的計算機平臺，不僅均勻無(wú)故障時(shí)間長(cháng)，而且要求是一套緊湊的平臺。經(jīng)過(guò)考察客戶(hù)選用了 UNO-2170做為風(fēng)電控制器的數據網(wǎng)關(guān)。

三、 系統網(wǎng)絡(luò )架構圖

四、 方案分析

UNO具有兩個(gè)以太網(wǎng)口，可以實(shí)現現場(chǎng)數據采集以太網(wǎng)和上位信息治理以太網(wǎng)的雙網(wǎng)隔離。這樣可以保證現場(chǎng)控制層的安全性和實(shí)時(shí)性。系統通過(guò)一個(gè)以太網(wǎng)口和主控制PLC通訊，它可以對現場(chǎng)的運行設備進(jìn)行監視和控制，以實(shí)現數據采集、設備控制、丈量、參數調節以及各類(lèi)信號報警等各項功能。另外一個(gè)以太網(wǎng)口通過(guò)風(fēng)場(chǎng)局域網(wǎng)和監控中心的服務(wù)器相連，各種采集信號及控制信號通過(guò)產(chǎn)業(yè)以太網(wǎng)傳送到服務(wù)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(chǎng)各種特殊的需要。在本項目應用中通過(guò)增加一片PC/104接口的現場(chǎng)總線(xiàn)卡可以方便的和現場(chǎng)總線(xiàn)設備通訊。

五、 研華產(chǎn)品的上風(fēng)

a) 系統穩定，抗震抗沖擊

研華網(wǎng)絡(luò )通訊治理機采用嵌進(jìn)式低功耗芯片，整版無(wú)軟連接設計，系統可靠性成倍進(jìn)步。

寬溫工作，具有良好的抗震抗沖擊性。適合鋼廠(chǎng)等惡劣產(chǎn)業(yè)現場(chǎng)的應用。

b) 通訊智能，容量超大

研華通訊治理機可以自動(dòng)偵測網(wǎng)絡(luò )狀態(tài)，自動(dòng)調整采集數據的存儲策略。在于上位數據庫網(wǎng)絡(luò )中斷時(shí)，自動(dòng)將采集數據存儲到本地。等到網(wǎng)絡(luò )恢復正常，自動(dòng)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(jiǎn)單，驅動(dòng)豐富

研華網(wǎng)絡(luò )通訊治理機無(wú)需編程，只需要根據下位設備的類(lèi)型選用相應的驅動(dòng)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的參數配置，既可以完成數據的采集，暫存和續傳功能。兼容主流的一百多種PLC和DCS系統

d) 開(kāi)放性架構，內建server

研華網(wǎng)絡(luò )通訊治理機是開(kāi)放性的網(wǎng)絡(luò )通訊治理機。內建webServer，可以很方便的通過(guò)web了解到現場(chǎng)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(jìn)行數據交換。

e) 雙網(wǎng)隔離，數據安全

研華網(wǎng)絡(luò )通訊治理機具有兩個(gè)以太網(wǎng)口，這樣可以做到現場(chǎng)控制層和數據采集層雙網(wǎng)物理隔離。從根本上杜盡了對控制層的非法訪(fǎng)問(wèn)，保證了生產(chǎn)系統的安全運行。

六、產(chǎn)品規格

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(wǎng)絡(luò )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(dòng)程序。嵌進(jìn)式Windows XP Embedded能夠以組件方式提供Windows操縱系統的功能。您可以方便的將自己的應用無(wú)縫整合到Windows XP Embedded中,通過(guò)使用帶有豐富網(wǎng)絡(luò )功能的應用隨用平臺明顯加快您的系統開(kāi)發(fā)周期，以滿(mǎn)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, 用于監測
·2個(gè)RS-232和2個(gè)RS-232/422/485端口，帶自動(dòng)數據流控制
·2個(gè)10/100Base-T RJ-45端口
·2個(gè)USB和1個(gè)TypeI/II PC卡
·2個(gè)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(dòng)程序
·帶寫(xiě)保護(EWF)的Windows XP (SP2)Embedded即用平臺