风电控制系统介绍

-.z.ModulesinthePCS变桨控制系统(PCS)中的管理单元PowerManagementModulesPMM电源管理单元Twoperformanceclasseswith13kVAand26kVAarecurrentlyavailable.适用于两个不同级别(13kVA和26kVA)的PMM.APMMprovidesthefollowingfunctionsinthePCS:PCS中的PMM提供以下功能:DCpower(DClink)forthedigitala*iscontrollersPMC数字式轴控制器(PMC)直流电源Chargingandmonitoringofthebatteries(PBS)电池(PBS)充电与监测Transformationofthepowerfromthebatteriesintothe560VDClinkfollowingamainspowerfailure主电源故障中电池组的电源转换到560VdcBatterycheckandloggingofthebatterydata(BMS)电池数据的检测和记录(BMS)Monitoringofthemainsvoltage主电压监控Generationofa24VDCau*iliarysupplyforthea*isevenafterapowerfailure电源故障中24Vdc备用供应Temperaturemeasurementandcontrolformotors,controllersandbo*es电机,控制器和箱体的温度测量和控制Processingofsetpoints设定点的处理Controllingdatamunicationwiththedigitala*iscontrollerviatheCANbus数字式轴控制器通过CANBUS总线进展数据通讯Datatransmissiontothehigher-rankinghostputerviatheCANbus数据通过CANbus传送到主机.ServiceinterfaceforsettingupandparameterizationofthePCS(RS485)PCS(RS485)效劳端口的设置和参数化根本介绍和运行原理TerminalsandPlugs端子排和插头10维修接口RS485ThisRS485interfaceisdesignedforhalfduple*operation.Itisisolatedfromthesystemelectronicsandoffershigh-impedanceframeconnectionoftheinterfacepotential.Alldeviceswhichareconnectedtothisbusmustbeconnectedinparallelatpins1,2and3.Forthelastdevice,ajumperisadditionallyconnectedfrompin4topin2toterminatethebuswith120ohm.Onlytwisted-paircableswithshieldmaybeused.Theshieldmustbeconnectedatbothends.Conductorsizema*.1.5mm²RS485接口用于半双向通讯.它是从系统电子元件中别离出来的并提供接口电位的高阻抗连接.所有连接在BUS总线上的设备需并联在pins1,2和3上.在设备中,一根120ohm跳线从BUS总线的pin2连接到pin4端口.导线长度最大:1.5mm².*11FieldbusconnectionAtosystemmanagementFieldbus总线连接,A到系统管理ThisCANbusinterfaceisdesignedforreal-timemunicationwiththesystemmanagement.Thema*imumbaudrateequals1Mbit/s.Allreal-timedatacanbee*changedhereinaonemillisecondcycle.Onlytwisted-paircableswithshield,specifiedfortheCANbus(inaccordancewithISO11898)maybeused.Theintegrated120ohmterminatingresistorcanbeactivatedwiththeDIP-switch.Connection=SUB-D9pins.CANbus接口是用于与系统管理的实时通讯.最大平均波特率为1Mbit/s.每隔1ms所有的即时数据都可以互换.只适用指定(ISO11898认证)用于CANbus的双绞电缆.集成化的120ohm终端电阻器通过DIP开关来激活.Connection=SUB-D9pins.*12FieldbusconnectionBtoservo-converterPMC现场总线连接,B到PMC伺服变频器ThisCANbusinterfaceisdesignedforreal-timemunicationwiththePMCservo-converter.Thema*imumbaudrateequals1Mbit/s.Allreal-timedatacanbee*changedhereinaonemillisecondcycle.Onlytwisted-paircableswithshield,specifiedfortheCANbus(inaccordancewithISO11898)maybeused.Theintegrated120ohmterminatingresistorispermanentlyinstalled.Connection=SUB-D9pinsCANbus接口设计用于与PMC系统伺服变频器的即时通讯.最大平均波特率为1Mbit/s.每隔1ms所有的即时数据都可以互换.只适用指定(ISO11898认证)用于CANbus的双绞电缆.集成化的120ohm终端电阻器通过DIP开关来激活.Connection=SUB-D9pins.13号端子派用于数字信号和系统管理的信号交换.机械控制系统为这些孤立的端子接口提供24V直流电源供应.Pin11+12检测器连接(30VDC/6A)系统无故障时关闭Pin10急停运行控制输入端0=active(激活)Pin9复位输入端(lowpass5ms)1=激活Pin8备用输入端Pin7急停运行指令输入端0=activePin6机械控制系统24V直流电源供应.Pin5机械控制系统接地线电源供应Pin4系统故障1=激活Pin3系统警报1=激活Pin2备用输出端Pin1备用输出端Powersupply供应电源24VDC(18to28V)输出端最大值28VU≥15VI=5mAat24VU≤5VMa*.responsetime=2ms最大响应时间2msOutputs,short-circuit-proof输出端短路时U≥15VIma*.=0.5AU≤5VMa*.responsetime=2ms最大响应时间2msThefouroutputsarejointlyprotectedinternallybyaself-resetting5Afuse.一个5A的自动复位熔丝将会保护这4个输出端,Conductorsizema*.1.5mm²导线长度最大1.5mm²*17电池检测Internalmunicationinterfacewithinthesystemfortransmittingthebatteryvoltageandbatterytemperaturefromthema*.eightbatteryblockstothePMM.Thewiringisconnectedfrom*17onthePMMtoconnectorST1onthefirstbatteryblockandfromST2toST1ofthene*tbatteryblock.Aterminatingconnectorispluggedontothelastblockasloopmonitor.Canbee*tendedto16batteryblocksthroughe*ternalhardware.Connection=SUB-D15pins.系统内部通讯接口,最大8个电池组电池电压和温度信号传送到PMM系统.PMM系统17号端口与第一组电池ST1连接,ST1到第二组电池ST2的连接.一个终端连接器作为回路检测器连接最后一组电池组.通过外部硬件可以连接16组电池组.Connection=SUB-D15pins.Powersupply供应电源24VDC(18to28V)Inputsma*.28VhighatU≥15V输出端最大值28VU≥15VI=5mAat24VU≤5VMa*.responsetime=2ms最大响应时间2msOutputsshort-circuit-proof输出端短路时highatU≥15VlowatU≤5VIma*.=0.5Aatpins3,4,5and6Ima*.=2.0Aatpins1and2Ma*.responsetime=2ms最大响应时间2msThesi*outputsarejointlyprotectedinternallybyaself-resetting5Afuse.一个5A的自动复位熔丝将会保护这6个输出端,Conductorsizema*.1.5mm²导线长度最大1.5mm²*15模拟输入端Tpins1+2和pins3+4两个温度测量输入端用于KTY83-110传感器,测量的温度范围在-40°C到+90°C时,其平均精度为2°C.Pins1+2轴箱温度测量Pins3+4主控箱或电池箱温度测量Pins5,6和7第三类模拟输入端,备用测量输入端.Pin5Signal–Pin6Signal+Pin7接地Inputrange0to10V(resolution10mV/bit)输出端电压范围0到10Vmon-moderejection+/-8V共模抑制+/-8VInputimpedanceappro*.40kOhm输入端阻抗大约40kOhmConductorsizema*.1.5mm²导线长度最大1.5mm²*16继电器输出端两个继电器输出端是为230VAC的用电设备如加热器而设计的,它们彼此是孤立的,并且测量电流最大值为8A时开关电压是否为230VAC,当直流电压为30V,最大电流为8A时,同样可以连接.导线长度最大为1.5mm²*2024V直流电源供应PMM为20号端子排提供一个24V的直流电压来保护轴箱内的所有相关元件,这些元件包括PMC伺服变流器,电机制动闸和接触器的控制逻辑.在发生故障时,直流链(560VDC)或电池备用装置为隔离开关模式持续的提供电源供应.Pins1,2and3地线连接(内部接地)Pins4and524V直流输出端Pin624V直流冗余供应输入端设备中有解耦电路输入端电池运行电压范围1电池电压为144V时170-90V不考虑电压减少量90-60V考虑电压减少量2电池电压为216V时260-120V不考虑电压减少量120-80V考虑电压减少量3电池电压为288V时340-180V不考虑电压减少量180-120V考虑电压减少量一个8A的恒定电流测量电源组,在10秒内有时电流可到达12A,输出端将会出现短路,此时一个8A的自动复位熔丝将会保护输出端,导线长度最大1.5mm²*18功率输入端-一个三相接地的主电源供应为PMM系统提供能源.IT系统也要接地,这个3相电源必须连接到L1,L2,L3上,可以不考虑相序.-保护接地线需连接到SL上.-用于减少相流谐波的直流链电抗器应连接点对应的端子D1,D2上.-导线长度最大10mm²PMM13PMM25主电压可行的主电压误差主电流额定负荷Imains(rms)主频率导线长度3*400V~345V-10%~415V+10%25A48~62Hz最大10mm²3*400V~345V-10%~415V+10%50A48~62Hz最大16mm²*19直流链输出端PMM发出一个电池减震电压为560V的直流链电压作用于+Uz和–Uz上以供应PMC伺服变流器.保护接地线必须连接到SL端子排上.电池组串联在电源端口上,通过一个电池开关端口来划分B+和B-.在主电源故障时,升压反响器将把电池电压改变到接近直流链电压.其需连接到端子D3和D4上.PMM13PMM25电压UZ标称电流IZ标称功率输出PZ最大输出功率PZma*导线长度560V24A13kW26kW10mm²560V48A26kW52kW16mm²元件展示设备状态LED灯ReadyOnPMM正常运行Off系统不运行闪烁2秒PMM处于维护状态闪烁0.5秒PMM处于维护状态FaultOn出现故障Off运行正常WatchdogOn开启检测器Off关闭检测器LED'sfieldbus总线状态AFieldbus1On完成初始化,正常运行闪烁0.5秒CAN接口模块检测出硬件故障Fieldbus1闪烁0.5秒预备运行状态,只可接收维护数据对象(SDO)On运行状态,维护和处理数据对象(PDO)Off停顿运行,只有网络管理处于通讯连接中Fieldbus3OnCANbus总线正常运行闪烁2秒CANbus故障,到达警告限("无源故障").闪烁0.5秒网点丧失故障或者动力电报传输故障(如PLC主机未激活).Off过量的电磁干扰导致通讯断开连接("busoff")Fieldbus1有一个短周期来显示系统每秒的运行状态.DIPSwitch,FieldBusATerminatorA10terminationresistoroffoffonActiveBaudrateA波特率98Bitrateoffoff125kBit/soffON250kBit/sONoff500kBit/sONON1MBit/sAddressA7654321AddforON+64+32+16+8+4+2+11offoffoffoffoffoffON2offoffoffoffoffONoff3offoffoffoffoffONON……11offoffoffONoffONON……21offoffONoffONoffON……31offoffONONONONON……124ONONONONONoffoff125ONONONONONoffON126ONONONONONONofffieldbusA总线的网点地址被分成DIP开关的1-7号开关.正常运行时不设定地址0和127.A*isControllerPMC轴控制器Adigitala*iscontrollerprovidesthefollowingfunctionsinthePCS:变桨控制系统(PCS)数字轴控制器有如下的功能:MotoractuationforDC/ASMandSMmotors直流,异步伺服和同步伺服电机驱动Motorfeedback,high-resolutionencoderinterface电机反响信息,高精度编码器接口Encoderfeedback,high-resolutionencoderinterface编码器反响信息,高精度编码器接口SetofpositioningparametersforEmergencyFeathermand(EFC)紧急顺桨命令(EFC)定位参数设置端子和插头*1Fieldbus总线连接B到PMM系统CANbus接口的设计是用来与PMM系统的即时通讯.最大平均波特率为1Mbit/s每隔1ms所有的即时数据都可以互换.只适用指定(ISO11898认证)用于CANbus的双绞电缆.集成化的120ohm终端电阻器通过DIP开关来激活.*224V数字输入和输出端2号端子排用于系统管理数字信号交换.控制系统为这些孤立的端子接口提供24V直流电源供应.Pin1+2监测器连接(30VDC/6A)当出现系统故障时关闭Pin3急停运行控制0=activePin4输入端复位(低通5ms)1=激活Pin5备用输入端Pin6控制系统通常标准供应电源24VDC(18to28V)输入端最大值28VU≥15VI=5mAat24VU≤5V最大响应时间2ms输出端短路时U≥15VIma*.=0.5AU≤5V最大响应时间2ms导线长度最大1.5mm²*3叶片编码器该数据接口包括Heidenhain制造的同步EnDat编码器接口和Sick制造的异步Hyperface编码器接口.2个孤立的供应电源通过3号端子排用于所有的编码器类型.编码器ID参数可以设置同步或者异步电机的运行状态*424V直流供应和输入端*4号端子排用于检测所有的24V信号.PMM系统为这些孤立的端子接口提供24V直流电源.在接线时,这些端线板的隔离端子可以连接到系统的不会产生危险和故障的局部.Pin1+2PMM24V电源供应Pin3+4PMM接地供应电源Pin5输出级供应1=activePin6标准输入1=active只用于单个的旋转编码器和增量编码器连接Pin7快速边缘触发,输入端瞬间位置准确检测Pin8正极快速中断0=active轴的限位开关,自动防故障Pin9负极快速中断0=active轴的限位开关,自动防故障Pin10顺桨状态0=active自动防故障装置供应电源24VDC(18to28V)输入端最大28VhighatU≥15VI=15mAat24VlowatU≤5V最大响应时间2ms导线长度最大1.5mm²*5电机编码器数字局部的接口包括Heidenhain制造的同步EnDat编码器接口和Sick制造的异步Hyperface编码器接口.编码器ID参数可以设置同步或者异步电机的运行状态虚拟局部的接口包括3个用来检测正余弦的不同的输入端,在使用增量编码器时这些输入端也用于检测0位脉冲.这些虚拟信号的增量值产生一个高精度的速度信号(在允许的最大增值量范围之内).2个孤立的供应电源通过5号端子排用于所有的编码器类型.Connection=SUB-D15jack*6电机制动和温度传感器温度测量输入端口与NTC传感器(K227byEPCOS)直接连接,不需要单个的电源供应.在测量范围-25℃到+155之间,其精度可达3℃误差之内.当输出级和电机控制被激活时,制动(30VDC/6A)关闭.制动系统应该连接一个续流二极管.导线长度最大为1.5mm²*8直流母线输入端PMM发出560V的直流链电压作用于+Uz和–Uz上以供应PMC伺服变流器.保护接地线必须连接到SL端子排上.PMC_16/25:导线长度最大10mm²PMC_35/50:导线长度最大16mm²PMC16PMC25PMC35PMC50直流链输入电压标称值允许误差560V=445V…650V标称输入电流Iz(rms):16A24A34A48A*9电机输出端三种电机(ASM,SMorDC)输出端连接到9号端子排上,并且要遵循3相电机的相序.直流电机的电枢绕组连接到端口U和W上.保护用地线必须连接到端口SL上.电机缆线的两端应接地PMC_16/25:导线长度最大10mm²PMC_35/50:导线长度最大16mm²PMC16PMC25PMC35PMC50输出电压UN0V…Umains标称输出电流Iz(rms):电流限定值(可以通过电机参数来设定)16A25A35A50A最大输出的电流(10秒内)Ima*(rms)2*IN元件展示LED'sfordevicestatusReadyOnPMC正常运行Off系统不运行FaultOn发生故障Off系统正常WatchdogOn检测器关闭(系统正常)Off检测器开启LED’sfieldbusstatusBFieldbus1On正常运行闪烁0.5秒CAN模块接口硬件发生故障,初始化失败,无法通讯Fieldbus2闪烁0.5秒准备运行状态.在这种状态下,只能接收操作数据对象.On运行状态,效劳和数据处理对象激活.Off停机状态,只有网络管理(NMT)在通讯中.Fieldbus3OnCANbus总线处于正常运行状态闪烁2秒CANbus故障,发出警报闪烁0.5秒网点丧失故障或者动力电报传输故障(如PLC主机未激活).Off过量的电磁干扰导致通讯断开连接("busoff")每秒Field