大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法
【專利摘要】大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法。風(fēng)電變槳距控制系統(tǒng)作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的核心組成部分，在風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)中具有非常重要的作用。一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法，本通訊方法采用兩個(gè)藍(lán)牙通訊模塊FL藍(lán)牙藍(lán)牙BLUETOOTHAP(1)進(jìn)行通訊，兩個(gè)藍(lán)牙通訊模塊將主控制系統(tǒng)與變槳距系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行兩端對(duì)發(fā)(4)，對(duì)發(fā)采用無(wú)線通訊的方式。本發(fā)明用于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊。
【專利說(shuō)明】大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】:
本發(fā)明涉及一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
風(fēng)電變槳距控制系統(tǒng)作為風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的核心組成部分，在風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)中具有非常重要的作用?？偩€通訊作為連接主控系統(tǒng)與變槳距系統(tǒng)之間的重要橋梁地位非常重要，目前，工業(yè)以太網(wǎng)，控制局域網(wǎng)總線通信CANopen總線通訊等通訊方式在風(fēng)電控制系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。變槳系統(tǒng)采用可編程式邏輯控制器PLC作為控制器進(jìn)行信號(hào)處理并實(shí)現(xiàn)控制功能。通過現(xiàn)場(chǎng)總線通訊將采集到的輪轂內(nèi)各傳感器的數(shù)據(jù)下發(fā)給上位機(jī)，并得到上位機(jī)給出的控制指令，完成對(duì)電機(jī)的伺服控制。
[0003]風(fēng)場(chǎng)無(wú)線通訊技術(shù)通常應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組與中控室之間。風(fēng)機(jī)的通訊接口與中央控制計(jì)算機(jī)通過工業(yè)無(wú)線設(shè)備星狀連接。中控室實(shí)時(shí)采集各風(fēng)機(jī)運(yùn)行參數(shù)，對(duì)整個(gè)風(fēng)機(jī)群進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控、遠(yuǎn)程自動(dòng)化控制及遠(yuǎn)程通訊。而無(wú)線通訊技術(shù)應(yīng)用在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制系統(tǒng)與變槳距系統(tǒng)的通訊上還屬于空白領(lǐng)域。
[0004]風(fēng)機(jī)絕大多數(shù)變槳通訊故障都由滑環(huán)引起。齒輪箱漏油嚴(yán)重時(shí)造成滑環(huán)內(nèi)進(jìn)油，油附著在滑環(huán)與插針之間形成油膜，起絕緣作用，導(dǎo)致變槳通訊信號(hào)時(shí)斷時(shí)續(xù)，冬季油變粘，變槳通訊故障更為常見。一般清洗滑環(huán)后故障可消除，但此方法治標(biāo)不治本，從根源上解決的方法是解決齒輪箱漏油問題?；h(huán)造成的變槳通訊還有可能有插針損壞、固定不穩(wěn)等原因引起，若滑環(huán)沒有問題，得將輪轂端接線脫開與滑環(huán)端進(jìn)線進(jìn)行校線，校線的目的是檢查線路有無(wú)接錯(cuò)、短接、破皮、接地等現(xiàn)象?；h(huán)座要隨主軸一起旋轉(zhuǎn)，里面的線容易與滑環(huán)座摩擦導(dǎo)致破皮接地，也能引起變槳故障。滑環(huán)既要傳輸動(dòng)力電，又要傳輸信號(hào)，無(wú)法將強(qiáng)電弱電區(qū)分開來(lái)，由此造成的信號(hào)干擾，會(huì)給變槳通訊造成隱患，并極有可能引起變槳系統(tǒng)誤動(dòng)作。另外現(xiàn)在信號(hào)種類比較多，要求更加復(fù)雜，精密的導(dǎo)電滑環(huán)成本比較高而且維護(hù)起來(lái)極為不便。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊，提高通訊質(zhì)量的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法。
[0006]上述的目的通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法，本通訊方法采用兩個(gè)藍(lán)牙通訊模塊FL藍(lán)牙藍(lán)牙BLUETOOTH AP (I)進(jìn)行通訊，兩個(gè)藍(lán)牙通訊模塊將主控制系統(tǒng)與變槳距系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行兩端對(duì)發(fā)(4)，對(duì)發(fā)采用無(wú)線通訊的方式。
[0007]所述的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法，所述的通訊方法支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(2)或多點(diǎn)通訊(3)。
[0008]所述的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法，所述的通訊方法中，主站與藍(lán)牙發(fā)射或接收I模塊(4)采用以太網(wǎng)Ethernet通訊，從站與藍(lán)牙發(fā)射或接收2模塊
(4)采用以太網(wǎng)Ethernet通訊，兩個(gè)藍(lán)牙模塊之間采用藍(lán)牙藍(lán)牙BLUETOOTH通訊(2)。
[0009]有益效果: 1.本發(fā)明選用菲尼克斯型號(hào)為FL藍(lán)牙藍(lán)牙BLUETOOTH AP的一款輸入輸出總線協(xié)議Modbus IO接入點(diǎn)通訊模塊，采用基于藍(lán)牙藍(lán)牙BLUETOOTH的藍(lán)牙無(wú)線通訊優(yōu)化方案，在發(fā)電機(jī)前后端各放置一只藍(lán)牙通訊模塊，兩端相對(duì)收發(fā)數(shù)據(jù)替代現(xiàn)有的依靠信號(hào)滑環(huán)通訊的方案，消除了信號(hào)滑環(huán)接觸不良導(dǎo)致的各種變槳通訊故障，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊，提高通訊質(zhì)量。由于無(wú)線模塊的安裝位置遠(yuǎn)離供電滑環(huán)，使強(qiáng)電系統(tǒng)和弱點(diǎn)系統(tǒng)分離，增強(qiáng)了通訊的可靠性和穩(wěn)定性。
[0010]2.本發(fā)明既能夠解決滑環(huán)通訊故障問題，又能作為信號(hào)傳輸?shù)娜哂嘣O(shè)計(jì)考慮；藍(lán)牙模塊更換方便，減少維護(hù)難度和工作量，節(jié)約成本，具有推廣價(jià)值。
[0011]3.本發(fā)明應(yīng)用于大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組主控制系統(tǒng)與變槳距系統(tǒng)之間的通訊方案，也為由于各種因素導(dǎo)致的不適合應(yīng)用有線通訊或基于冗余設(shè)計(jì)考慮的控制系統(tǒng)提出一條新的途徑和解決辦法。
[0012]【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
附圖1是本發(fā)明的無(wú)線通訊優(yōu)化方案示意圖。
[0013]附圖2是本發(fā)明的控制系統(tǒng)拓?fù)鋱D。
[0014]附圖3是本發(fā)明中藍(lán)牙模塊多點(diǎn)通訊拓?fù)鋱D。
[0015]附圖4是本發(fā)明中系統(tǒng)配置示意圖。
[0016]【具體實(shí)施方式】:
實(shí)施例1:
一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法，本通訊方法采用兩個(gè)藍(lán)牙通訊模塊FL藍(lán)牙藍(lán)牙BLUETOOTH AP (I)進(jìn)行通訊，兩個(gè)藍(lán)牙通訊模塊將主控制系統(tǒng)與變槳距系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行兩端對(duì)發(fā)(4)，對(duì)發(fā)采用無(wú)線通訊的方式；所述的通訊方法支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)⑵或多點(diǎn)通訊(3)。
[0017]實(shí)施例2:
實(shí)施例1所述的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法，所述的通訊方法中，主站與藍(lán)牙發(fā)射或接收I模塊(4)采用以太網(wǎng)Ethernet通訊，從站與藍(lán)牙發(fā)射或接收2模塊(4)采用以太網(wǎng)Ethernet通訊，兩個(gè)藍(lán)牙模塊之間采用藍(lán)牙藍(lán)牙BLUETOOTH通訊(2)。
[0018]實(shí)施例3:
上述實(shí)施例所述的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法，如附圖1所示，塔頂耦合器通過以太網(wǎng)Ethernet連接到固定于剎車盤并探入發(fā)電機(jī)軸承后端的一個(gè)藍(lán)牙通訊模塊一；輪轂內(nèi)變槳控制器通過以太網(wǎng)Ethernet連接固定于發(fā)電機(jī)軸承前端的一個(gè)藍(lán)牙通訊模塊二上。藍(lán)牙通訊模塊一和藍(lán)牙通訊模塊二分別裝入鋁制屏蔽盒內(nèi)，發(fā)電機(jī)軸承后端藍(lán)牙模塊一靜止，發(fā)電機(jī)軸承前端藍(lán)牙模塊二隨著輪轂轉(zhuǎn)動(dòng)，藍(lán)牙通訊模塊一和藍(lán)牙通訊模塊二在中空軸中距離I米實(shí)現(xiàn)良好的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通訊。
[0019]實(shí)施例4:
上述實(shí)施例所述的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法，如附圖2所示；優(yōu)化方案為塔頂控制柜和輪轂變槳系統(tǒng)距離較近，而且存在相對(duì)旋轉(zhuǎn)的問題，傳統(tǒng)的有線通訊總線并無(wú)明顯的優(yōu)勢(shì)，采用了全新的藍(lán)牙藍(lán)牙BLUETOOTH無(wú)線通訊技術(shù)。首先確定選用菲尼克斯型號(hào)為FL藍(lán)牙藍(lán)牙BLUETOOTH AP的一款藍(lán)牙Modbus 10接入點(diǎn)通訊模塊，該模塊支持多點(diǎn)通訊， 如附圖3所示；傳感器信號(hào)可快速無(wú)線集成；具有快速響應(yīng)時(shí)間；傳輸控制總線協(xié)議Modbus-TCP (RJ45);藍(lán)牙2.0。用其實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)總線的原有各種功能，同時(shí)還添加了冗余保護(hù)系統(tǒng)。如附圖4所示；系統(tǒng)配置是通過無(wú)線通訊完成了以下基本功能:變槳距機(jī)構(gòu)的軸端編碼器、齒圈編碼器、限位開關(guān)、伺服驅(qū)動(dòng)器、變槳電機(jī)等參數(shù)以及安全鏈信號(hào)均可通過無(wú)線通訊模塊傳輸給主控系統(tǒng)進(jìn)行判斷，而主控系統(tǒng)通過無(wú)線通訊模塊對(duì)變槳距機(jī)構(gòu)可發(fā)送變槳角度，變槳速率和加速度等控制命令，實(shí)現(xiàn)對(duì)變槳系統(tǒng)的控制。
[0020]實(shí)施例5:
上述實(shí)施例所述的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法，本實(shí)施例進(jìn)一步優(yōu)化了網(wǎng)絡(luò)和配置，提高了通訊的實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性，其通訊頻段及通訊波形；可見在近距離遮擋少的工況下，藍(lán)牙通訊質(zhì)量良好。基于藍(lán)牙藍(lán)牙BLUETOOTH技術(shù)的無(wú)線通訊在變槳控制系統(tǒng)通訊上的應(yīng)用是一種全新的通訊方案，能夠有效替代通訊滑環(huán)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)部分和非轉(zhuǎn)動(dòng)部分之間的通訊功能，提高通訊總線的可靠性。
【權(quán)利要求】
1.一種大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法，其特征是:本通訊方法采用兩個(gè)藍(lán)牙通訊模塊FL藍(lán)牙藍(lán)牙BLUETOOTH AP (I)進(jìn)行通訊，兩個(gè)藍(lán)牙通訊模塊將主控制系統(tǒng)與變槳距系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)進(jìn)行兩端對(duì)發(fā)(4)，對(duì)發(fā)采用無(wú)線通訊的方式。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法，其特征是:所述的通訊方法支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(2)或多點(diǎn)通訊(3)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)組變槳控制系統(tǒng)無(wú)線通訊新方法，其特征是:所述的通訊方法中，主站與藍(lán)牙發(fā)射或接收I模塊(4)采用以太網(wǎng)Ethernet通訊，從站與藍(lán)牙發(fā)射或接收2模塊(4)采用以太網(wǎng)Ethernet通訊，兩個(gè)藍(lán)牙模塊之間采用藍(lán)牙藍(lán)牙 BLUETOOTH 通訊(2)。
【文檔編號(hào)】G08C17/02GK103956038SQ201410207996
【公開日】2014年7月30日 申請(qǐng)日期:2014年5月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月18日
【發(fā)明者】耿姝, 高超, 劉鑫, 逯柳 申請(qǐng)人:耿姝