M-PLC在消缺中的应用

M-PLC在3MW消缺中的应用徐哲软件操作方法、故障分级（哪些故障可复位、哪些故障须认真检查、哪些故障可屏蔽）、研究机位与远程权限问题，如何制度上避免远程误操作导致机组事故。一、M-PLC简介M-PLC是Bachmann系统机组PLC编程工具。在现场M-PLC多用于调试、运行工作中直接对程序进行底层操作，通过SCL查看机组详细信息，为调试、消缺工作提供判断依据。图1-1图1-1M-PLC界面比较简洁，左侧为分类选项卡，右侧上半部分为多窗口显示区（左侧选项卡中的列表内容显示在这里），下半部分为提示信息（显示搜索信息、编译信息）图1-3图1-图1-3图1-2左侧的选项卡有四个：POUs(ProgramOrganizationUnits)存放当前工程中的程序源码，代码就在这里；DataTypes中是程序中数据类列表，程序中引用的类，现场用不上；Visualizations中是现场最常用的“可视化界面”，这里面的项目是现场调试、消缺天天要用的；Resources是资源列表，包含工程中引用的库文件（library），全局变量、常量，程序的时钟设置等系统工具，在日常消缺工作中也较常用到。可见“可视化界面”和“资源”两个选项卡中的内容最需要了解，也是下文着重介绍的。二、SCL简介3MW机组主控程序编译封装后直接在PLC运行，无法查看源代码，老外提供了SCL（ShortCodeLine）程序用作对主控程序的访问，通过SCL查看主控程序中定义的变量。主控和SCL是两个不同的进程，有不同的优先级，SCL出错或卡死不影响主控的运行。SCL中以绿色表示高电平或正常，红色表示低电平或异常。三、3MW风机SCL使用1、建立连接对象列表使用M-PLC连接风机需要先将机组IP加入列表。打开TargetManager，选Add（图3-1），填写机组名称和IP地址（图3-2），然后确定。即可在列表中看到已经添加好的机组（图3-3），点Close关闭窗口。图3-2图3-1图3-2图3-1图3-3图3-32、从PLC下载SCL源码并打开由于每台机组PLC版本可能不尽相同，为了防止使用与PLC中不一样的源码导致通讯乱码等情况发生，需尽量用PLC上保存的SCL源码进行连接，因此要求从PLC中下载源码。点菜单File→Open，或直接点工具栏上的“打开”图标，在对话框右下角选择“PLC…”（图3-4）；在下拉框中选择要连接的机组，然后在列表框中选择“C7_SCL”（C7DF3000是主控程序，PLC中无源码，无法下载），点“Open”按钮（图3-5）开始下载SCL源码，等待下载完成（图3-6），如果弹出upload文件夹已经包含文件的提示，点“确定”即可（图3-7）。图3-5图3-4图3-5图3-4图3-7图图3-7图3-63、连接到PLC图3图3-8选择菜单“Online”→“选择菜单“Online”→“Login”（图3-8）弹出对话框中选择要连接的机组；选中“C7_SCL”，然后“OK”（图3-9），此处务必不要选择“C7DF3000”，防止误操作覆盖主控程序；如果正常连接则没有图3-10所示提示，若出现此下载提示，则表示本机使用的程序与PLC中的不同，需要重新从PLC打开程序后再连接，故选“取消”重新从PLC下载源码。图3-9图3图3-10正确连接PLC后的状态栏显示当前连接的IP地址、程序模块、程序运行状态（图3-11）。图3-11图3-11在Visualization选项卡中选择要查看的程序模块（图3-11）。4、SCL模块简介SCL所有可视化模块分类SCL所有可视化模块分类包括：①控制柜（Cabinet）；②变频器（Converter）；③轮毂（Hub）；④功能系统模块（Module）；⑤其他（Other）；⑥参数（Parameter）；⑦SCL；⑧可视化组件（Visualization）等（图3-12）。图3-12常用模块及其包含的常用信息：常用模块及其包含的常用信息：变频器柜（CONVERTER_CABINET）：包含变频器24V保险的反馈、网侧滤波250A保险反馈、变频器上电断电控制、网侧断路器及机侧断路器的准备好闭合反馈信号、网侧机侧断路器复位等。高压开关柜（HIGHVOLTAGE_CABINET）：CCV开合控制及反馈信号。机舱柜（NACELLE_CABINET）：包含机舱温度、环境温度、机舱柜温度、机舱柜各风扇反馈、F40.1反馈、航空灯反馈等信号。功率开关柜（POWER_SWITCH_CABINET）：转子断路器和定子断路器的控制信号和反馈信号（开合、欠压、触发等）。变频器-配置-SCL（CONFIGURATION_SCL）：读写变频器参数、启用禁用变频器。变频器-工厂测试-SCL（FACTORY_TEST）：变频器测试、CROWBAR测试、电抗温度等轮毂-电池状态（BATSTATE）：Q38.1轮毂400V送断电（用于远程放电）、叶片电池电压、充电状态等。风速仪（ANEMOMETER）：控制风速仪送电、风速仪24V保险反馈。刹车（BRAKE）：主刹车储能罐压力，手动控制刹车开闭。齿轮箱（GEARBOX）：齿轮箱各级轴温、堵塞信号、手动控制油泵启停、油冷风扇启停等。液压系统（HYDRAULIC）：液压站系统储能罐压力、系统供应压力等。图3图3-13润滑（LUBRICATION）：各加润滑（LUBRICATION）：各加酯机空信号、动作信号、230V空开、24V保险反馈。断电保护区备份（RTNBAKUP）：用于更换PLC程序前导出（备份）运行记录数据、更换程序后读入（恢复）运行记录数据。安全链（SAFTYCHAIN）：复位安全链、查看安全链状态。水冷（WATER）：水泵、水冷风扇手动控制启停，发电机、变频器水温。偏航（YAW）：手动偏航、查看凸轮计数器的开关状态、偏航刹车压力、手动泄压等。参数（Parameter）：此大类下面所有项目均为相应系统模块中用到的参数列表，可在此手动修改。禁用故障（DISABLEERRORS_SCL）：运行初期很常用，屏蔽故障专用。故障堆栈（ERRORSTACK_SCL）：清除故障列表。PLC控制（CONTROL_PLC_SCL）：权限登录、启停机。主视图-小、服务模式、主视图（MAINVIEW_SMALL、SERVICEMODE、MAINVIEW）：三个视图基本相同，跟机组内控制面板功能接近。包含机组大部分运行数据，可以手动控制启停机、偏航、变桨、变频器，复位急停、安全链，强制设定过滤风速，手动限功率、限叶片角度等。图3-14图3图3-155、SCL中的操作所需要的登录权限（1）AutoButton（AutBut）登录操作权限归纳如下：对软件进行的操作或者发出指令后需要软件协调调度执行的操作要进入AutoButton模式。要在AutBut模式下进行的操作具体有以下内容：①CONFIGURATION_SCL页面所有操作（读写变频器参数、禁用启用变频器），②MAINVIEW、MAINVIEW_SMALL、SERVICEMODE页面所有操作，③RTNBACKUP页面下所有操作（写出读入记录数据），④Parameter分类下所有页面操作（overtake参数），⑤DISABLEERRORS_SCL页面的操作（屏蔽故障），⑥WARNINGSTACK下的操作（清除报警列表）等。（2）FactoryTest(FacTst)登陆操作权限归纳：涉及直接控制硬件、控制机会不适当会导致组件损坏、有较大安全隐患的操作均需要进入FactoryTest模式，大部分需要FactoryTest权限才能操作的地方，都有FactoryTestenabled图形范围提示（图3-19，图3-20）。FactoryTest模式下的控制大部分没有PLC程序对条件是否满足做判断，所有需要仔细斟酌，确定无问题才可进行操作。例如：变频器测试、CROWBAR测试，手动直接启停各模块中的风扇、电机，控制继电器给设备断电上电，手动开合转子断路器等。图3图3-16（（3）登录方法：打开CONTROL_PLC_SCL页面，选择要登录的模式（FacTst、AutBut，现场用户仅用到此2个帐号）（图3-16），输入密码（FacTst为1122，AutBut为1111）（图3-17）点OK后LogLev显示登录等级，相应按钮变为绿色（图3-18）。图3-18图图3-18图3-17图3-图3-19（4）（4）资源选项卡中的Visualization项目下变量列表中的变量、参数修改是直接修改程序内存中的数据（图3-21），不需要任何登录级别。下文中有例子介绍。图3-20图3图3-21四、SCL常用操作及技巧1、变频器参数读写图4-2（1）在Converter图4-2（1）在Converter分类下，进入CONFIGURATION_SCL视图（图4-1），此时若WriteallParameters和ReadallParameters的Finished均未点亮为绿色，或出在Error状态（图4-2），即需要重新读写变频器参数。读写之前需要确认视图下方所示状态均正常（正常状态显示为绿色）。图4-1图4-4图4图4-4图4-3图4-7图4-6图图4-7图4-6图4-5（1）在更换变频器控制卡、网侧机侧（1）在更换变频器控制卡、网侧机侧断路器等变频器周边部件后，需要进行变频器测试，以确定变频器是否工作正常。登录FactoryTest模式，在Converter分类下FACTORY_TEST_SCL视图（图4-9）进行变频器测试。点SWReset进行软件复位，确保故障列表中无变频器故障，且变频器状态从上至下为4、0、4、0或4、0、4、1。（2）先写后读。点击WriteallParameters按钮，程序开始写操作，并同步显示当前进行的索引状态（图4-3），等待状态停止跳动，Finished点亮为绿色，即表示读写完毕（图4-5），等待下方Reconfiguration中所有状态都恢复绿色后（图4-4）才可以进行读操作，点击ReadallParameters按钮（图4-6），同样等读操作结束（图4-7）。读写操作全部完成后（全部完成后的状态如图4-8所示），PLC会报很多变频器相关故障，稍等片刻等变频器重新启动完毕，复位一下变频器即可清除所有故障。图4-82、变频器测试图4图4-9图4-10图4-10（2）设置参数，点击input一列的黄色框体输入，网侧要求无功电流设为-145，记得无功电流设为5即可（不超过10），然后点Overtakevalues按钮（图4-11），等accepted一列显示已经接受的数据与右侧相同即表示已经调整完毕（图4-12）。图4-12图4-11图4-12图4-11（3）确保同时控制两个柜子按钮（controlbothcabinets）被按下，点下Precharge开始预充电（图4-13）。图4-13图4-13（4）等预充电完成直流母排电压升到850V~950V（PrechargeBypass亮起）后，点下RunLsc启动网侧变频器，变频器进入网侧同步状态（图4-14）。图4-14图4-14（5）按下CloseLSBreaker闭合网侧断路器，LSBClosed亮起，网侧断路器已经闭合（图4-15），此时网侧开始有电流，网侧有功电流-26~-30，无功电流-200~-210，直流母排电压上升到1150V。图4-图4-15（6）闭合机侧断路器（CloseGSBreaker），反馈GSBClosed正常即可启动机侧变频器（图4-16）。图4-图4-16（7）启动机侧变频器（RunGsc）（图4-17），至此手动变频器已经完全启动，发电机转子上已经带电。图4-图4-17（8）保持变频器运行，此时观察左右电流电压值，机侧无攻电流在第（2）步设定值+30%以内，网侧有功电流-26~-30，无功电流-200~-210，直流母排电压上升到1150，且两个变频器所有电流电压基本一致（图4-18），我们即判断基本正常。（9）（9）停止变频器，依次弹起按钮：RunGsc，CloseGSBreaker，然后点StopLSC即将变频器全部停止。变频器测试结束，其他与上述现象不符的情况均表明变频器测试不通过，需要据情况分析。图4-183、手动变桨（1）MAINVIEW_SMALL、MAINVIEW_SMALL、SERVICEMODE、HUBCONTROL三个视图中都含有手动变桨控制，手动变桨需要登录AutBut。每个视图控制手动变桨操作大同小异，首先要按On/Off启动变桨，寻找基准位置，等三个叶片角度均到达84°即可点住Out按钮开始变桨，按住In按钮进行顺桨。机组转速超过200rpm后可以按下Synchronisation按钮，进入机侧同步状态，此时变桨系统会自动将转速稳定在800rpm（不同版本的主控程序可能有所不同）。在高转速时切忌直接按On/Off快速顺桨，快速顺桨会造成机舱和塔筒剧烈摆动，增加安全隐患。图4-20图4-图4-20图4-19图4-21图图4-21图4-22图4-24图4-23图4-24图4-23图4-25（2）手动变桨时必须密切注意发电机和轮毂转速。可以在SPEED模块（图4-23）中查看轮毂转速和发电机转速（图4-24），也可以在MainView中的PowerMenu栏中也可以查看Rotorspeed和Generaterspeed（图4-25）。4、启用停用传感器、风速仪、凸轮计数器（1）为保证机组运行，有时需要暂时停用故障的传感器。在资源（Resource）选项卡中，Visualization下，找到Hw_Cfg（HardwareConfiguration），这里包含了程序中硬件接口的定义设置。以齿轮箱二级轴温为例，依次点开Hw_Cfg→.Gea→.GeaBeaTem→.GeaBeaTem[2]→.Act→.Act[1]，双击此行，更改为Flase（图4-26），然后在菜单选择Online→WriteValues（快捷键Ctrl+F7）（图4-28），确定后齿轮箱二级轴温[1]即被禁用，不再被显示。图4-27图4图4-27图4-26 图4-图4-28（2）关闭故障的风速仪。关闭风速仪的方法稍有不同，需要通过改变风速仪的类型定义来实现（修改前后如图4-29和图4-30），将Ft改为none然后WriteValues即可。图4-29图4-30图4-29图4-30（3）凸轮计数器只可以通过调整凸轮个数来实现舍去凸轮2，凸轮1无法关闭，但可以通过调整凸轮1和2的接口定义来实现。如图4-31，图4-32，图4-33所示。图4-33图4-32图4-31图4-33图4-32图4-31（1）偏航（YAW（1）偏航（YAW）模块（图4-34）中进行手动偏航需要以FactoryTest登录，这里可以看到偏航计数器的开关状态、偏航初始化角度、偏航刹车压力、电池刹车反馈等主要偏航故障点。图4-34图4-34③②①图4-35③②①图4-35（2）图4-35中：①处为凸轮计数器各开关的反馈；②机舱位置错误复位和零位初始化按钮；③处为偏航液压刹车减压、泄压和液压及电磁刹车同时控制按钮及反馈。偏航零位初始化演示在下文中介绍。6、屏蔽故障屏蔽故障在DISABLEERRORS_SCL视图，需要登录AutBut权限，输入要屏蔽的代码，然后点Disable，列表中显示该代码即表示已生效。图4-41图4-40图4-41图4-407、修改参数在“资源”选项卡中的Visualization的Par分支下（图4-22），是PLC程序中所有公开的参数，某些故障设置须通过修改参数来得到完善或者临时保障机组运行。例如齿轮箱轴温报错阈值设置过低，需要调整至90度，修改如图4-43所示参数，按Ctrl+F7写入完成修改。修改参数不需要登录任何权限。图4-42图4-42图4-43图4-438、强制过滤风速实现提前待风或提前加速以AutBut登录后，在非服务模式下，可以对过滤风速进行强制调整，此功能适时使用可以实现提前强制待风或启机的目的。点下On/Off后LED点亮（图4-45），然后就可以点“-”“+”按钮进行调整。图4-45图4-45在某些关键传感器故障时，采取禁用传感器的方法可能导致机组一直处于S10状态，无法启机。为保可利用率，可以考虑更改传感器在某些关键传感器故障时，采取禁用传感器的方法可能导致机组一直处于S10状态，无法启机。为保可利用率，可以考虑更改传感器PLC接口（通道）定义，跟一个同类传感器对换接口，以实现引用另一个传感器的测量值。需对调的通道须在同一型号的模块上的同类接口上。例如：两个环境温度均故障，会使机组进入S6无法启机，为保运行，须借用一个传感器。环境温度[1]和机舱温度[1]都在card22上，同是PT100，可按图4-46所示位置修改参数，然后重启PLC即可实现两个接口定义的对调。图4-46图4-46五、常见故障处理操作1、叶片CAN-SDO访问错误 （1）风小故障停机时机组经常报CAN-SDO访问错误故障（图5-1，变桨2变频器ERROR状态），须采取断电重启变桨变频器的方法解决。在机组无人留守的情况下可以远程断开轮毂400V，达到放电的目的。图5-1图5-1图5-3图5-2图5-3图5-2图5-4图5-4图5-5图5-5（2）放电操作在BATSTATE模块中完成（图5-2），如图5-4所示，将GridContactor按钮弹起，电池状态变为NoCharge后电压即逐渐降低，等电压下降到90V一下变桨变频器通讯中断，然后将GridContactor按钮按下，电池重新开始充电，变桨变频器恢复正常状态。2、远程初始化偏航远程偏航初始化或者3805（所有偏航控制设备均故障）处理：故障3805视故障现象，常采用远程重新初始化偏航零位的方法临时处理；偏航模块中的手动操作需要登录FactoryTest权限；如图5-6所示机舱位置显示错误，此时先将机舱位置初始化按钮NacPsnIni[1]和[2]弹起（图5-7），其后方的LED指示变为红色图5-7图5-6图5-7图5-6（图4-37），同时NacPsnIni指示也变为红色（图4-39）；然后开始手动偏航以便初始化零位，偏航的方向由YawLefRig（图4-39）为依据来判断，绿色表示机舱在右（需向左偏航以激活凸轮），红色表示机舱在左（需向右偏航），等触发左右切换时NacPsnIni会同时点亮，即已找到此凸轮的零位，待两个YCD的零位均找到后，点下NacPsnIni[1]和[2]按钮，偏航角度初始化完成。图5-10图5-9图5-8图5-10图5-9图5-8六、M-PLC其他应用1、进行简单的变量采样追踪M-PlC自带简单的采样追踪（SamplingTrace）功能，用以准实时记录指定变量的值，可作为分析故障的有力工具。具体设置使用方法：（1）首先连接到机组，打开SamplingTrace窗口（图6-1），在空白处右键选择TraceConfiguration…（图6-2）图6-2图6-1。图6-2图6-1（2）如图6-3，在弹出的窗口中，简单填写名称（TraceName）、采样数量（NumberofSamples）等选项，亦可保持默认，单击右下角的HelpManager按钮，弹出变量列表窗口，对于SCL消缺，主要用到Visualization中的变量，选择需要追踪的变量（图6-4，按CTRL键可多选）后点OK。图6-4图6-3图6-4图6-3图6-5图6-5（3）所选定的变量出现在Variables列表中，数组中型变量需要手动输入，例如叶片角度存在于一个数组中，HelpManager中只可以选到.Hub.DataBla.Inf[1].BlaPos，因此叶片2和叶片3的角度需要手动录入（图6-5），输入后点Insert插入。目标变量选择好后在窗口右侧为每条曲线分配变量（图6-6，图6-7）。图6-7图6-6图6-7图6-6图6-10图6-9图6-10图6-9图6-8（4）在窗口绘图区域内右键选择StartTrace即开始记录数据（图6-8），但是此时并没有曲线显示，再按右键选择AutoReadTrace即可自动读取数据并绘图，同步显示数据（图6-10）。至此Trace就开