CN111670302B - 风力涡轮机控制器的配置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于配置风力涡轮机的方法。该风力涡轮机包括被布置为控制风力涡轮机的功能的至少一个控制器，以及被布置为存储用于所述至少一个控制器的控制器特定数据的数据存储单元，其中，所述数据存储单元与所述至少一个控制器相关联，以使得能够在所述数据存储单元和所述至少一个控制器之间传送所述控制器特定数据。所述方法包括根据连接接口附近存在编程启用键来检测所述编程启用键和所述连接接口之间的连接；启动编程模式，其中使控制单元能够接收控制器特定数据或能够根据其确定所述控制器特定数据的风力涡轮机特定数据；以及经由手动动作或经由可信数据源获得所述控制器特定数据或所述风力涡轮机特定数据。
Description
技术领域
本发明涉及风力涡轮机，尤其涉及一种例如与调试有关的用于设置风力涡轮机的控制系统的方法。
背景技术
风力涡轮机是高度复杂的计算机控制的系统，其通常包括被布置为控制风力涡轮机的功能的多个控制器。控制器包括处理计算机程序以便执行功能的计算机设备。
同时，风力涡轮机的制造商可能具有几种不同的风力涡轮机类型以及每种类型的不同配置。每个不同的风力涡轮机可能需要不同的计算机程序，或者计算机程序可能需要被不同地设置，以确保正确控制风力涡轮机功能。
控制器的不正确设置可能导致性能不佳或危急情况，该危急情况甚至可能导致风力涡轮机部件损坏。
控制器的正确配置的要求可能会在调试时和调试后(例如与维修或升级有关)出现。
由于可能存在大量不同的风力涡轮机类型，因此控制器的配置(例如控制器的编程)可能很耗时、复杂并且可能增加配置错误的风险。
由于存在严重损坏或人身伤害的潜在风险，因此设置风力涡轮机的程序可能需要满足标准化要求(例如管理要求)。
因此，挑战是不同类型的风力涡轮机需要不同的配置。因此，需要一种确保可靠、安全和简单地设置风力涡轮机控制器的方法。
WO2013/182197A1公开了一种用于风力涡轮机的控制系统，该控制系统包括分布在风力涡轮机或风力发电厂中的多个控制器，以及多个数据存储单元，每个数据存储单元布置在风力涡轮机或风力发电厂中的相应预定位置处，并联接到布置在相同位置的控制器，其中每个数据存储单元包括与风力涡轮机或风力发电厂中的预定位置有关的操作信息，并且其中每个控制器被配置为读取对应数据存储单元的操作信息，并根据该操作信息确定其功能。
WO2013/182197A1公开了一种用于改善风力涡轮机控制器的设置的方法。然而，本发明的发明人已经意识到一种改进的解决方案是有益的，并且因此设计了本发明。
发明内容
本发明的目的是改进风力涡轮机，诸如改进用于配置风力涡轮机或风力涡轮机控制器(诸如配置可编程或电子控制器)的方法。特别地，需要一种提供可靠、安全和简单的风力涡轮机控制器配置的配置方法。
在本发明的第一方面中，提供了一种用于风力涡轮机的控制系统，所述风力涡轮机包括被布置为控制所述风力涡轮机的功能的至少一个控制器，以及被布置为存储用于所述至少一个控制器的控制器特定数据的数据存储单元，其中所述数据存储单元与所述至少一个控制器相关联，以使得能够在所述数据存储单元和所述至少一个控制器之间传送所述控制器特定数据，所述控制系统包括：
-连接接口，所述连接接口被布置为根据所述连接接口附近存在编程启用键而与所述编程启用键连接，
-控制单元，所述控制单元被布置为检测所述编程启用键和连接接口之间的连接，并响应于该检测而启动编程模式，其中使所述控制单元能够接收控制器特定数据或能够根据其确定所述控制器特定数据的风力涡轮机特定数据。
可以类似地设想包括所述至少一个控制器、所述数据存储单元、所述连接接口和所述控制单元的控制系统。
所述风力涡轮机可以包括被布置为控制所述风力涡轮机的一个或多个功能的单个控制器或多个控制器。这样的功能可以包括偏航控制、变桨控制、润滑控制、温度(诸如润滑油、发电机和功率转换器的温度)监测以及一些其他功能。单个控制器可以支持多个功能，或者可以由多个控制器支持多个功能。
所述数据存储单元存储用于所述至少一个控制器的控制器特定数据。所述控制器特定数据可以包括处理安装在所述控制器中的至少一个中的控制器特定计算机程序所需的操作参数。例如，这样的参数可以包括阈值、温度极限、定义风力涡轮机叶片的数据(例如长度)、控制所述风力发电机功能所需的其他参数。因此，由所述至少一个控制器执行的功能可以包括不同的功能。例如，第一控制器可以专用于执行第一功能，而第二控制器可以专用于执行第二功能。
所述风力涡轮机可以包括用于存储控制器特定数据的一个或多个数据存储单元。一个数据存储单元可以存储用于多个控制器或用于由所述至少一个控制器支持的多个功能的数据。类似地，多个数据存储单元可以存储用于多个控制器或用于由所述至少一个控制器支持的多个功能的数据。因此，多个数据存储单元可以存储单个控制器使用的数据。
所述数据存储单元或多个数据存储单元与所述至少一个控制器相关联，以使得能够进行数据传送。即，数据存储单元与所述至少一个控制器通信地相关联，使得数据可以被传送到所述数据存储单元和/或从所述数据存储单元传送到所述控制器。所述数据存储单元可以是可拆卸的数据存储单元，和/或所述控制器可以包括所述数据存储单元中的一个或多个。例如，所述数据存储单元可以被配置为内存棒，所述内存棒能够直接或经由电连接器、电缆或电子电路与相关联的控制器连接。通常，所述数据存储单元能够经由电连接(例如，有线和/或经由电连接器)、光连接(例如，经由光连接器和/或光纤)、无线连接(例如，经由RF通信或光连接)通信地连接，以接收和/或传输数据。替代地，所述数据存储单元中的一个或多个可以与所述控制器集成在一起(例如，作为专用于存储所述控制器特定数据的电子内存)。
所述连接接口可以以各种方式配置；示例包括被布置为与所述编程启用键机械地和例如电、磁或光连接的插座和所述无线连接接口。所述电连接可以包括交换机或其他电连接(诸如所述插座与所述编程启用键之间的电连接器之间的连接)。无线连接接口可以基于射频通信(例如RFID技术、电磁感应或诸如簧片开关的磁连接)。
所述编程启用键与所述连接接口兼容，并且支持上述连接方法或其他方法。例如，所述编程启用键包括导电部分，当编程启用键被插入时，该导电部分在插座的引脚之间建立可检测的电连接。
所述编程启用键可以是加密狗(即可与所述连接接口连接以提供可检测连接方面的功能的设备)。
该连接需要存在编程启用键。可以通过所述接触接口和所述编程启用键之间的接触(诸如电、磁或光接触)来建立该存在。替代地，当所述编程启用键紧邻所述连接接口时(例如，如诸如RFID方法的无线射频识别技术所要求的那样)，可以满足该存在。
该存在要求可以进一步降低不正确启动进入编程模式的风险和/或提供不正确的控制器特定数据的风险。如果使用不需要物理存在或物理接近的方法建立连接接口和编程启用键之间的连接，则可能发生上述情况。例如，如果有可能在控制单元中使用作为虚拟接口操作的连接接口(诸如计算机实现的接口)，则可以经由该虚拟接口以一定距离建立连接(例如，经由与编程启用计算机的互联网连接)，它可以受到或者也可以不受到访问代码的限制，以控制经由编程启用键对哪些数据进行编程。无论是否正确建立了该连接以及是否正确输入了数据，风力涡轮机附近没有人存在都会增加向控制单元提供错误的控制器特定数据或风力涡轮机特定数据的风险(例如由于负责提供控制器特定数据和/或风力涡轮机特定数据的人员看不到风力涡轮机配置的详细信息)。
所述控制单元可以由所述风力涡轮机的所述至少一个控制器包括，或者所述控制单元可以与所述至少一个控制器不同。响应于检测到的连接，所述控制单元启动编程模式，其中使所述控制单元能够接收控制器特定数据或从中能够确定所述控制器特定数据的风力涡轮机特定数据。
所述控制单元有利地是单个控制单元，其包括被布置为处理接触的检测和编程模式的数字处理器或计算机。然而，所述控制单元也可以包括分布式控制器和计算机。就其被设计用于提供高可靠性的能力而言，所述控制单元优选地是安全控制器，以提供大大降低了对人和涡轮机本身的风险的安全功能。这样的安全控制器还具有在发生故障的情况下(例如处理器或其他控制器元件的内部故障)进入安全状态的特性。
有利地，在所述风力涡轮机的位置处执行所述编程模式。以这种方式，所述至少一个控制器或数据存储单元不需要存储任何控制器或风力涡轮机特定数据。替代地，可以在调试所述风力涡轮机时提供所述至少一个控制器特别要求的数据。这简化了生产，并降低了不正确的风力涡轮机配置的风险。
根据一个实施例，所述控制单元被布置为处理所述控制器特定数据或风力涡轮机特定数据，使得所述控制器特定数据或风力涡轮机特定数据被存储在所述存储单元中。在所述编程模式期间或在所述编程模式之后，所述控制单元负责传送所述特定数据，使得它们被存储在一个或多个数据存储单元中。该处理可以包括将所述数据传送到所述至少一个控制器，所述至少一个控制器将接收到的数据传输到所述数据存储单元。
有利地，所述控制单元可以被配置为处理所述控制器特定数据或风力涡轮机特定数据，包括将其传输到所述至少一个控制器或数据存储单元，同时所述编程启用键与所述连接接口接合(可能在完成所有特定数据的接收之后)。通过要求在接合所述编程启用键的同时完成编程并且在启用或禁用编程启用键时立即改变操作模式，确保了编程状态与操作状态之间的完全隔离。如果编程仅被排入队列或仅仅被启动，并且编程启用键被断开，则可能会出现以下情况：在编程模式下可用于更改的参数可以在任意时间点更改，从而在安全关键系统的状态下产生不确定性。另外，在编程状态和操作状态之间缺乏隔离将大大增加控制单元或其他控制器的编程功能中的软件错误可能导致意外的和潜在的危险重编程的风险。
根据一个实施例，所述连接接口被布置为取决于所述编程启用键和所述连接接口之间的接触和/或无线通信而与所述编程启用键连接。
所述控制单元可以被配置为使得所述接触和/或无线通信使得能够检测所述连接。因此，可能需要至少在所述连接接口附近存在所述编程启用键来启动所述编程状态。有利地，这通过要求用户的存在来限制了意外启动编程模式的风险。
根据一个实施例，所述控制单元控制器包括用户接口或可与用户接口连接，其中所述用户接口被布置为经由手动动作来接收所述控制器特定数据或所述风力涡轮机特定数据。所述手动动作可以包括手动输入数据或其他人机交互，以实现将控制器特定数据或风力涡轮机特定数据提供给所述控制单元的目的。
根据一个实施例，所述控制单元包括数据接口或可与数据接口连接，其中所述数据接口被布置为经由与可信数据源的连接来接收所述控制器特定数据或所述风力涡轮机特定数据。所述可信数据源可以是先前已经过安全检查的计算机设备或电子处理或存储设备。例如，所述可信数据源可以是记忆棒，其能够与所述数据接口连接并且能够经由所述数据接口将控制器特定数据或风力涡轮机特定数据传输到所述控制单元。所述可信数据源还可以是远离所述风力涡轮机的服务器或计算机设备，其中所存储的控制器特定数据或风力涡轮机特定数据已被验证，并且仅能够响应于输入密码或经由其他人工接收而被传送到所述数据接口。
所述控制单元可以既配置有所述用户接口或配置为可与用户接口连接，又配置有所述数据接口或配置为可与数据接口连接，使得用户具有向所述控制单元提供数据的两种可能性。
有利地，所述用户接口提高了安全性并降低了所述控制单元接收到错误数据的风险。例如，可以(例如由不同的人员)对输入到所述用户接口中的用户数据进行双重检查，以确保数据正确无误。以相同的方式，所述可信数据源所包括的数据可以已经被手动验证以确保高安全性。
所述控制单元可以有利地被配置为使得至少在检测到所述连接接口和所述编程启用键之间的连接已经建立之后，以及可能仅在持续检测到该连接时，才允许从所述用户接口或数据接口的数据传送。
根据一个实施例，所述控制单元被配置为被设置成预编程模式，该预编程模式使所述控制单元能够检测与所述编程启用键的连接。例如，可能需要经由与所述控制单元相关联的用户接口输入密码来启动所述预编程模式。
根据一个实施例，所述控制单元被布置为当所述控制单元处于所述预编程模式时使所述风力涡轮机进入安全模式。例如，响应于启动所述预编程模式，可以使所述风力涡轮机进入所述安全模式(如果风力涡轮机还没有处于安全模式的话)。所述安全模式可以包括关闭所有活动系统(诸如加热系统、功率转换器、各种致动器系统(诸如变桨和偏航系统))。所述安全模式可以包括禁止转子旋转(例如，通过将叶片变桨到顺桨位置)的初始步骤。
根据一个实施例，所述数据存储单元被配置为可拆卸的数据存储单元，使得仅当所述数据存储单元与所述至少一个控制器连接时才可能在所述数据存储单元和所述至少一个控制器之间进行数据传送。有利地，当所述数据存储单元是可拆卸单元时，所述至少一个控制器可以在无需替换所述数据存储单元的情况下被替换(例如，与计划中的服务更换或维修有关)。以这种方式，可能不需要具有控制器或风力涡轮机特定数据的新配置的数据存储单元。通过存储识别数据，所述数据存储单元是位置特定的(即与风力涡轮机的特定位置或特定控制器相关联)。此外，由于所述数据存储单元可以存储定义相关联的控制器的功能的识别数据，所以被替换的控制器可以是通用控制器，其在安装在风力涡轮机控制器中之后基于位置特定数据被编程。因此，相同的通用控制器可以用于控制风力涡轮机的不同功能。
根据一个实施例，所述控制器特定数据包括处理安装在控制器中的至少一个中的控制器特定计算机程序所需的操作参数。所述控制器特定计算机程序是包括所述控制器执行预期功能所需的计算机指令的计算机程序或算法。为了针对给定的风力涡轮机配置执行正确的功能，所述控制器特定计算机程序使用所述控制器特定数据，或者可能是所述风力涡轮机特定数据。
根据一个实施例，所述控制单元被布置为在所述控制单元被启用以启动所述编程模式之前将控制器特定计算机程序传送到所述至少一个控制器。由于所述计算机程序是通用程序(即，用于不同的风力涡轮机配置的相同程序)，因此可以独立于所述编程启用键的存在而执行控制器特定计算机程序的安装。可以基于存储在所述数据存储单元中的识别数据来执行所述控制器特定计算机程序的安装。例如，所述识别数据可以是用于预期安装在与存储唯一的位置特定数据的数据存储单元相关联的控制器上的计算机程序包的唯一标识符。
因此，根据一个实施例，所述控制单元被布置为根据预先存储在所述数据存储单元中的识别数据将所述控制器特定计算机程序传送到所述至少一个控制器。
根据一个实施例，根据前述权利要求中任一项所述的控制系统，其中，所述风力涡轮机包括多个数据存储单元，其中，每个数据存储单元与所述至少一个控制器中的特定控制器相关联，以使得能够在相关联的所述数据存储单元和所述特定控制器之间传送所述控制器特定数据。
根据一个实施例，所述控制单元被布置为在所述编程模式完成之前所述控制单元检测到所述编程启用键的断开的情况下停止所述编程模式并启动安全模式。因此，预期或意外地移除所述编程启用键会立即停止使用控制器或风力涡轮机特定数据对所述控制单元进行编程，并允许在重新启动过程之后重启正常的安全功能。所述重新启动过程可以包括由于与编程启用键的接触而正在被编程的所述至少一个控制器的重新启动，或者大体上重新启动所述至少一个控制器以及可能的其他受影响的控制器。
本发明的第二方面涉及一种风力涡轮机，其包括：
-被布置为控制所述风力涡轮机的功能的至少一个控制器，
-被布置为存储用于所述至少一个控制器的控制器特定数据的数据存储单元，其中，所述数据存储单元与所述至少一个控制器相关联，以使得能够在所述数据存储单元和所述至少一个控制器之间传送所述控制器特定数据，以及
-根据所述第一方面的控制系统。
根据一个实施例，每个数据存储单元物理地连接到所述风力涡轮机的特定位置。例如，每个数据存储单元可以物理地连接到与该数据存储单元与其相关联的控制器相关联的位置。例如，数据存储单元可以通过电线或类似物附接到相关联的控制器附近或包括例如用于数据存储单元的连接器的位置附近的位置，其中该连接通过有线或无线方式通信连接到相关联的控制器。以这种方式，确保了所述数据存储单元不与其他数据存储单元混淆或者数据存储单元被丢失。
本发明的第三方面涉及一种用于配置风力涡轮机的方法，所述风力涡轮机包括：被布置为控制所述风力涡轮机的功能的至少一个控制器；以及被布置为存储用于所述至少一个控制器的控制器特定数据的数据存储单元，其中所述数据存储单元与所述至少一个控制器相关联，以使得能够在所述数据存储单元和所述至少一个控制器之间传送所述控制器特定数据，所述方法包括
-根据连接接口附近存在编程启用键来检测所述编程启用键和所述连接接口之间的连接，
-响应于该检测而启动编程模式，其中使所述控制单元能够接收控制器特定数据或能够根据其确定所述控制器特定数据的风力涡轮机特定数据，以及
-经由手动动作或经由可信数据源获得所述控制器特定数据或所述风力涡轮机特定数据。
通常，可以在本发明的范围内以任何可能的方式来组合和耦合本发明的各个方面和实施例。参考下文描述的实施例，本发明的这些和其他方面、特征和/或优点将变得显而易见并得到阐明。
附图说明
将参考附图仅通过示例的方式描述本发明的实施例，其中
图1示出了风力涡轮机，
图2示出了具有多个控制器、多个数据存储单元、控制单元、以及连接该控制器的计算机网络和数据交换机的风力涡轮机，
图3A示出了风力涡轮机包括的控制系统，以及
图3B-C示出了控制系统的不同配置。
具体实施方式
图1示出了风力涡轮机100(WTG)，其包括塔架101和具有至少一个转子叶片103(诸如三个叶片)的转子102。转子连接到机舱104，该机舱104安装在塔架101的顶部上，并适于经由传动系来驱动位于机舱内部的发电机。转子102可在风的作用下旋转。转子叶片103的由风引起的旋转能经由轴传递到发电机。因此，风力涡轮机100能够借助于转子叶片将风的动能转换为机械能，并且随后借助于发电机将其转换为电力。发电机可以与功率转换器连接，该功率转换器可以被配置为转换器和电网逆变器的组合。转换器将发电机的交流电转换成直流电，并且电网逆变器将直流电转换成交流电，以经由风力涡轮机100的输出电源端子注入公用电网。
图2示出了风力涡轮机100，其包括布置为控制风力涡轮机的功能的多个控制器202a-e，以及布置为存储控制器特定数据的多个数据存储单元211a-b。数据存储单元以使得控制器特定数据和其他数据可以在数据存储单元211a-b和与数据存储单元211a-b相关联的一个或多个控制器202a-e之间进行传送的方式与至少一个控制器相关联。数据的传送可以用于从数据存储单元211a-b读取数据和/或将数据写入数据存储单元211a-b。
每个特定控制器202a-e可以具有特定数据存储单元211a-b。例如，第一控制器202a可以具有关联的存储单元211a，依此类推。
数据存储单元211a-b可以是内存棒，并且每个控制器202可以具有用于连接到数据存储单元的连接器。连接器可以与控制器202集成在一起或有线连接到控制器202。然而，数据存储单元211和控制器之间的连接可以基于包括无线连接的其他连接方法(例如基于RF通信、光通信和其他数据通信方法)。
数据存储单元211a-b可以物理地连接到风力涡轮机的某个位置(例如，与存储在数据存储单元中的预存储的识别数据相关联的位置)，其中预存储的识别数据定义了数据存储单元与控制器202a-e的哪个功能相关联。
控制器202用于控制风力涡轮机的功能(诸如变桨控制、偏航控制、监测诸如温度的操作参数)。单个控制器202可以专用于特定功能(例如变桨控制或变速箱油温监控)。替代地，单个控制器可以执行风力涡轮机的多个功能以及可能的不同功能。原则上，可以包括多个数字数据处理器或计算设备的单个控制器可以用于控制和监测风力涡轮机的全部或几乎全部功能。
控制器202(其本质上是计算设备)被配置为处理安装在控制器202上的控制器特定计算机程序(即软件)。控制器特定计算机程序包括用于执行风力涡轮机的给定功能的控制或监测所需的算法。
控制器特定计算机程序可以是通用程序，其可以被配置用于特定功能(例如，变桨控制)，但适用于不同的风力发电机配置。不同的风力涡轮机配置可以包括配置有不同类型的叶片103或其他不同发电机类型的风力涡轮机。
通用计算机程序使用存储在数据存储单元211中的控制器特定数据来根据特定风力涡轮机配置执行功能的正确控制或监测。控制器特定数据包括与风力涡轮机的特定配置有关的数据(例如转子叶片103的长度)。
风力涡轮机还包括与连接接口221通信地连接的控制单元201。连接接口221被布置为与编程启用键222连接。
控制单元201的功能是检测编程启用键222是否与连接接口221连接，以及在检测到这样的连接的情况下启动编程模式，在该编程模式中，使控制单元201能够接收控制器特定数据。
作为示例，连接接口221可以包括连接插座(诸如电插座)。编程启用键222可以是与连接插座匹配的连接插头(诸如电插头)。连接插座和插头被布置为使得可以检测插头何时被插入。例如，插头可以被配置为在插座的两个引脚之间建立电连接。控制单元201可以被配置为监测这两个引脚以检测电连接，从而检测连接接口221和编程启用键222之间的连接。
显然，可以以各种方式来配置连接接口221和编程启用键222的连接。示例包括无线连接，其中当编程启用键在连接接口221附近时，连接接口能够经由射频检测来检测编程启用键的存在。用于这种可检测的无线连接的技术包括RFID技术。
通常，连接接口221和编程启用键222利用使控制单元201能够检测到在连接接口附近是否存在编程启用键222的连接技术。因此，编程启用键222的存在需要编程启用键222和连接接口221之间的接触，或者编程启用键在连接接口221附近(例如，在1米以内)。
控制单元201被布置为响应于检测到的编程启用键222和连接器221之间的接触而启动编程模式。编程模式使控制单元201能够接收控制器特定数据。
可以以不同的方式(例如从用户接口)接收控制器特定数据。用户接口可以包括与控制单元201连接或可与控制单元201连接的键盘。可以通过手动动作经由键盘来输入控制器特定数据，并且将其传输给控制单元201。
在另一个示例中，所述控制器特定数据是从可信数据源接收的，该可信数据源(例如经由数据接口)连接到或可连接到控制单元201。可信数据源包括经验证的控制器特定数据。可信数据源可以是经由电缆连接到控制单元201的可拆卸数据源，或者是与例如互联网连接的远程数据源。
显然，响应于检测到的编程启用键222和连接接口221之间的连接，控制单元201可以接收除控制器特定数据之外的其他数据。这样的其他数据可以是(例如风力涡轮机特定数量方面的)识别特定风力涡轮机配置的风力涡轮机特定数据。控制单元201、控制器202a-e中的每个或一个或多个、或者其他计算机设备可以存储用于一个或多个特定风力涡轮机配置的控制器特定数据以及与这些配置相关联的风力涡轮机特定数据的表。通过使用该表，可以(例如，通过控制单元201)基于存储在控制单元201的内存中或存储在另一计算机装置或数据存储器的其他位置的表基于风力涡轮机特定数据确定所述控制器特定数据。替代地，控制器202a-e中的每一个可以被配置为基于接收到的风力涡轮机特定数据从存储的表中检索所述控制器特定数据。
在接收到控制器特定数据(即所有控制器202a-e以及可能的控制单元201所需的数据)之后，控制单元201处理所述控制器特定数据，以便将控制器特定数据传输到存储单元211a-b，该数据被存储在存储单元211a-b中。
例如，可以通过经由数据通信交换机203将数据发送到分布式控制器202a-e来将临时存储在控制单元201中的控制器特定数据传输到数据存储单元211a-b。用于特定控制器202a-e的控制器特定数据可以包括该特定控制器的地址信息，以便仅将数据发送到预期控制器202a-e。分布式控制器202a-e可以被配置为将接收到的控制器特定数据传输到一个或多个相关联的数据存储单元202a-e，并且可能从包括所有控制器特定数据的数据包中提取相关的控制器特定数据。
在被启用以检测与编程启用键222的连接之前，控制单元201可能需要处于特定模式。例如，控制单元201可以被设置为处于预编程模式，其中控制单元监测用于可能与编程启用键222连接的连接接口221。将控制单元201设置为处于预编程模式可以触发风力涡轮机的安全模式，在该安全模式中，风力涡轮机的各种系统被关闭或进入合适的状态。预编程模式可以触发控制器202的等待模式，在该等待模式中，控制器202等待来自控制单元201的控制器特定数据。
多个控制器202a-e可以具有相同的硬件配置，即使得控制器202a-e是相同或基本相同的。以这种方式，简化了风力涡轮机100的生产并且可以保持生产库存较小。此外，通过使用可拆卸的数据存储单元211a-b，可以在不替换相关联的数据存储单元211a-b的情况下替换控制器202a-e。当数据存储单元211a-b是诸如内存棒的可拆卸单元时，仅当一个或多个数据存储单元211a-b与一个或多个控制器202a-e连接时，相关联的控制器202a-e的全部功能才可用。
数据存储单元211a-b可以包含预存储的识别数据。该识别数据存储在数据存储单元中(例如，在生产或组装工厂中)。为了能够以其他方式确定数据存储单元的身份(例如通过在风力涡轮机的调试期间的目视检查)，数据存储单元211a-b可以设置有特定颜色的条形码，该特定颜色的条形码与预存储的识别数据唯一地相关联。
数据存储单元211a-b的身份和预存储的识别数据可用于确定特定数据存储单元211a-b及其相关联的控制器202a-e的预期功能。例如，当数据存储单元211a-b和相关联的控制器202a-e安装在风力涡轮机中并且适当地连接时，控制单元201或与控制单元201连接的其他计算机设备可能能够(例如通过发送到控制器202a-e的请求)获得预存储的识别数据。通过使用获得的识别数据，控制单元201能够确定应该将哪些控制器特定数据传送到数据存储单元211a-b中的每一个。替代地，在控制器202a-e负责从例如发送自控制单元201的所有控制器特定数据的数据包提取控制器特定数据的情况下，控制器202a-e中的每一个能够确定应该将哪些控制器特定数据传送到数据存储单元211a-b中的每一个。
由于预存储的识别数据识别相关联的控制器202a-e的预期功能，因此该预存储的识别数据可以附加地用于确定应该在控制器202a-e上安装哪些计算机程序。因此，可以基于预存储的识别数据将控制器特定计算机程序安装在控制器202a-e上。例如，控制单元201可以被布置为将控制器特定计算机程序传送到一个或多个控制器202a-e。用于给定控制器202a-e的正确计算机程序可以通过以下方式确定：从控制单元201或其他负责安装计算机程序的计算机设备向控制器202a-e发送请求，以使用存储在相关联的数据存储单元211a-b中的识别数据回复请求设备。控制单元201或负责安装计算机程序的其他计算机设备可以存储具有在不同的预存储的识别数据和控制器特定计算机程序之间的链接的表。
可以在控制单元201被启用以启动编程模式之前(即，在接收到控制器特定数据之前)，执行计算机程序的传送和安装。由于已安装的计算机程序可以包含用于支持控制器特定数据的存储的功能，因此在传送控制器特定数据之前进行计算机程序的传送可以是有利的。
风力涡轮机还可以包括数据通信交换机205，该数据通信交换机205可以包括连接到诸如因特网的外部网络的数据输入端口。数据通信交换机205可用于访问外部存储的数据(诸如包含风力涡轮机和控制器特定数据及其关联或链接的表或数据库、包含控制器特定计算机程序的数据库)。数据通信交换机205还可以用于响应于检测到的与编程启用键222的连接而访问可信数据源，以检索控制器特定数据或风力涡轮机特定数据。
如果在未完成的编程模式期间由于某种原因而意外地移除了编程启用键222或者失去了编程启用键222和接触接口221之间的连接，则控制单元201可以被布置为停止编程模式并启动安全模式。该安全模式可以重新启动预编程模式，从而可以开始新的编程模式，或者可以使控制单元201开始其他相关程序。
控制单元201可以与支持控制单元201的功能或者以控制单元201未执行的功能来补充控制单元201的计算机设备(未示出)连接。例如，这样的计算机设备可以完全或部分地支持用户接口302的功能的运行。
图3A显示了控制系统301，其包括连接接口221和控制单元201。另外，控制系统301可以包括一个或多个控制器202a-e和一个或多个数据存储单元211a-c。图3A还显示了用户接口302，该用户接口302可与控制单元201或控制系统301的其他计算机设备(未示出)连接或包括在其中。还示出了用作用户接口302的替代或补充用户接口302的数据接口303。
图3B显示了具有一个控制器202的控制系统301的可能配置，在这种情况下，该控制器202也构成控制单元201。因此，单个控制器202既服务于控制单元201的功能又服务于一个或多个控制器202a-e的功能。因此，由控制器202执行对接触接口221的监测和对与编程启用键222的连接的检测。数据存储单元211a-c中的一个或多个可以与控制器202相关联。
图3C示出了具有一个或多个控制器202a-b、连接接口221、控制单元201以及一个或多个数据存储单元211a-c的控制系统301的大体配置。例如，两个数据存储单元211a-b可以与单个控制器202a相关联，并且一个数据存储单元211c可以与一个或可能的多个控制器202b-e相关联。
尽管已经结合特定实施例描述了本发明，但是不应以任何方式将其解释为限于所呈现的示例。本发明的范围将根据所附的权利要求书来解释。在权利要求的上下文中，术语“包括”或“包含”不排除其他可能的元件或步骤。另外，提及诸如“一”或“一个”等的引用不应被解释为排除多个。权利要求中关于附图中指示的元件的参考标记的使用也不应被解释为限制本发明的范围。此外，可以将不同权利要求中提及的各个特征有利地组合，并且在不同权利要求中对这些特征的提及并不排除特征的组合是不可能的和有利的。
Claims (14)
1.一种用于风力涡轮机(100)的控制系统(301)，所述风力涡轮机包括被布置为控制所述风力涡轮机的功能的至少一个控制器(202a-e)，以及被布置为存储用于所述至少一个控制器的控制器特定数据的可拆卸的数据存储单元(211a-b)，其中所述数据存储单元连接到所述至少一个控制器，以使得能够在所述数据存储单元和所述至少一个控制器之间传送所述控制器特定数据，所述控制系统(301)包括：
-连接接口(221)，所述连接接口(221)被布置为根据所述连接接口附近存在编程启用键(222)而与所述编程启用键连接，所述编程启用键为可与所述连接接口相连的设备；以及
-控制单元(201)，所述控制单元(201)被布置为检测所述编程启用键和连接接口之间的连接，并响应于该检测，以及在所述编程启用键与所述连接接口相连时，启动编程模式，其中使所述控制单元能够从所述数据存储单元接收所述控制器特定数据或能够根据其确定所述控制器特定数据的风力涡轮机特定数据，其中所述控制单元被布置为在所述编程模式完成之前所述控制单元检测到所述编程启用键的断开的情况下停止所述编程模式并启动安全模式。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其中，所述控制单元(201)被布置为处理所述控制器特定数据或风力涡轮机特定数据，使得所述控制器特定数据或风力涡轮机特定数据被存储在所述存储单元(211a-b)中。
3.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，所述连接接口(221)被布置为根据所述编程启用键(222)与所述连接接口(221)之间的接触和/或无线通信而与所述编程启用键连接。
4.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，所述控制单元(201)包括用户接口(302)或者可与用户接口连接，其中所述用户接口被布置为经由手动动作接收所述控制器特定数据或所述风力涡轮机特定数据。
5.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，所述控制单元包括数据接口(303)或可与数据接口连接，其中所述数据接口被布置为经由与可信数据源的连接接收所述控制器特定数据或所述风力涡轮机特定数据。
6.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，所述控制单元被配置为被设置成预编程模式，所述预编程模式使得所述控制单元(201)能够检测所述连接接口(221)与所述编程启用键(222)之间的连接。
7.根据权利要求6所述的控制系统，其中，所述控制单元(201)被布置为当所述控制单元处于所述预编程模式时使所述风力涡轮机进入安全模式。
8.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，所述控制器特定数据包括处理安装在所述至少一个控制器(202a-e)中的控制器特定计算机程序所需的操作参数。
9.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，所述控制单元(201)被布置为在使得所述控制单元能够启动所述编程模式之前，将控制器特定计算机程序传送到所述至少一个控制器(202a-e)。
10.根据权利要求9所述的控制系统，其中，所述控制单元(201)被布置为根据预先存储在所述数据存储单元中的识别数据，将所述控制器特定计算机程序传送给所述至少一个控制器。
11.根据权利要求1或2所述的控制系统，其中，所述风力涡轮机包括多个数据存储单元(211a-b)，其中每个数据存储单元与所述至少一个控制器(202a-e)中的特定控制器(202)相关联，以使得能够在相关联的所述数据存储单元和所述特定控制器之间传送所述控制器特定数据。
12.一种风力涡轮机(100)，包括：
-被布置为控制所述风力涡轮机的功能的至少一个控制器(202a-e)，
-被布置为存储用于所述至少一个控制器的控制器特定数据的数据存储单元(211a-b)，其中所述数据存储单元与所述至少一个控制器相关联，以使得能够在所述数据存储单元和所述至少一个控制器之间传送所述控制器特定数据，以及
-根据权利要求1所述的控制系统(301)。
13.根据权利要求12所述的风力涡轮机，其中，每个数据存储单元(211a-b)物理地连接到所述风力涡轮机的特定位置。
14.一种用于配置风力涡轮机(100)的方法，所述风力涡轮机包括：被布置为控制所述风力涡轮机的功能的至少一个控制器(202a-e)；被布置为存储用于所述至少一个控制器的控制器特定数据的可拆卸的数据存储单元(211a-b)，其中所述数据存储单元连接到所述至少一个控制器，以使得能够在所述数据存储单元和所述至少一个控制器之间传送所述控制器特定数据；以及编程启用键，其为可与连接接口相连的设备，所述方法包括
-根据连接接口(221)附近存在编程启用键(222)来检测所述编程启用键和所述连接接口之间的连接，
-响应于所述检测，以及在所述编程启用键与所述连接接口相连时，启动编程模式，其中，使控制单元(201)能够从所述数据存储单元接收所述控制器特定数据或能够根据其确定所述控制器特定数据的风力涡轮机特定数据，
-在所述编程模式完成之前所述控制单元检测到所述编程启用键的断开的情况下停止所述编程模式并启动安全模式，以及
-经由手动动作或经由可信数据源获得所述控制器特定数据或所述风力涡轮机特定数据。
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