研華嵌入式工控機(jī)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用

隨著國家對風(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(jī)組3155臺(tái)，裝機(jī)容量330.4萬KW。與2006年當(dāng)年新增裝機(jī)133.7萬KW相比，2007年當(dāng)年新增裝機(jī)增長率為147.1%

2007年中國大陸累積風(fēng)電機(jī)組6?69臺(tái)，裝機(jī)容量590.6WKW，風(fēng)電場158個(gè)。分布在21個(gè)省市。于2006年累計(jì)裝機(jī)259.9KW相比。2007年累計(jì)裝機(jī)增長率為127.2%，提前3年實(shí)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(biāo)。

隨著中國風(fēng)電市場的快速增長以及風(fēng)電機(jī)組制造商新秀的進(jìn)入，中國風(fēng)電機(jī)組供應(yīng)市場的競爭格局也正在悄然發(fā)生變化。風(fēng)電場開發(fā)商投資建設(shè)風(fēng)電場的熱情也空前高漲，中國風(fēng)電裝機(jī)容量將在2008年底再次超過人們預(yù)想而創(chuàng)下新的紀(jì)錄！預(yù)計(jì)到2008年底，中國風(fēng)電機(jī)組新增裝機(jī)容量將達(dá)到730.4萬千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)到1335.6萬千瓦，新增裝機(jī)容量增長率預(yù)計(jì)將達(dá)到111.71%。

國家制定的2020年風(fēng)電裝機(jī)3000萬千萬的目標(biāo)，有望在2011年實(shí)現(xiàn)。到2020年，中國風(fēng)電裝機(jī)保守估計(jì)將達(dá)到8000萬千瓦。

隨著風(fēng)力發(fā)電場的大量建設(shè)，風(fēng)場信息化管理系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)也大量應(yīng)用。在這樣的系統(tǒng)中需要可以對現(xiàn)場的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報(bào)警等各項(xiàng)功能。各種采集信號及控制信號通過工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場總線匯集到研華嚴(yán)苛計(jì)算機(jī)UNO-2170中，然后再通過另外一個(gè)以太網(wǎng)口將數(shù)據(jù)傳送到風(fēng)能檢測服務(wù)器當(dāng)中。在這個(gè)過程中UNO-2170充當(dāng)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)的作用。

二、風(fēng)電客戶對嵌入式工控機(jī)的需求

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)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(tái)有風(fēng)扇的PC為主機(jī)平臺(tái)將會(huì)導(dǎo)致風(fēng)扇和系統(tǒng)故障。客戶需要一套可靠的計(jì)算機(jī)平臺(tái)，不僅平均無故障時(shí)間長，而且要求是一套緊湊的平臺(tái)。經(jīng)過考察客戶選用了UNO-2170做為風(fēng)電控制器的數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)。

三、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

四、方案分析

UNO具有兩個(gè)以太網(wǎng)口，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集以太網(wǎng)和上位信息管理以太網(wǎng)的雙網(wǎng)隔離。這樣可以保證現(xiàn)場控制層的安全性和實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)通過一個(gè)以太網(wǎng)口和主控制PLC通信，它可以對現(xiàn)場的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類信號報(bào)警等各項(xiàng)功能。另外一個(gè)以太網(wǎng)口通過風(fēng)場局域網(wǎng)和監(jiān)控中心的服務(wù)器相連，各種采集信號及控制信號通過工業(yè)以太網(wǎng)傳送到服務(wù)器當(dāng)中。此外UNO具有方便的擴(kuò)展功能PC/104接口，能夠適應(yīng)現(xiàn)場各種特殊的需要。在本項(xiàng)目應(yīng)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(shè)備通信。

五、研華產(chǎn)品的優(yōu)勢

a)系統(tǒng)穩(wěn)定，抗震抗沖擊

研華網(wǎng)絡(luò)通訊管理機(jī)采用嵌入式低功耗芯片，整版無軟連接設(shè)計(jì)，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(yīng)用。

b)通訊智能，容量超大

研華通訊管理機(jī)可以自動(dòng)偵測網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)整采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)策略。在于上位數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)，自動(dòng)將采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到本地。等到網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常，自動(dòng)將暫存數(shù)據(jù)記錄到上位數(shù)據(jù)庫中。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量超大可達(dá)250G。

c)使用簡單，驅(qū)動(dòng)豐富

研華網(wǎng)絡(luò)通訊管理機(jī)無需編程，只需要根據(jù)下位設(shè)備的類型選用相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)，進(jìn)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(gòu)，內(nèi)建server

研華網(wǎng)絡(luò)通訊管理機(jī)是開放性的網(wǎng)絡(luò)通訊管理機(jī)。內(nèi)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(nèi)建內(nèi)建ModbusTCP Server和OPC Server，可以和主流的組態(tài)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

e)雙網(wǎng)隔離，數(shù)據(jù)安全

研華網(wǎng)絡(luò)通訊管理機(jī)具有兩個(gè)以太網(wǎng)口，這樣可以做到現(xiàn)場控制層和數(shù)據(jù)采集層雙網(wǎng)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(chǎn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

六、產(chǎn)品規(guī)格

UNO-2170是一款高性能Celeron M 控制器,支持PC/104擴(kuò)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(shè)備驅(qū)動(dòng)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(yīng)用無縫整合到Windows XP Embedded中,通過使用帶有豐富網(wǎng)絡(luò)功能的應(yīng)用隨用平臺(tái)顯著加快您的系統(tǒng)開發(fā)周期，以滿足不同的應(yīng)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(gè)RS-232和2個(gè)RS-232/422/485端口，帶自動(dòng)數(shù)據(jù)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(kuò)展

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

·支持Windows 2000/XP和Linux驅(qū)動(dòng)程序

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