CN204003268U - 一种基于plc控制的风力发电机风速测量装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于PLC控制的风力发电机风速测量装置，包括工控机、PLC系统、数据采集系统、传感器、控制装置、执行装置；所述的PLC系统，包括以太网模块、外设，所述的外设包括显示器、键盘及打印机，PLC系统通过以太网及以太网模块与工控机连接，外设通过RS232与PLC系统连接，作为人机一体化的设备与PLC系统对话，显示并打印风力发电机风速测量的结果。本实用新型完全实现风速在线测量，提高了风电发电机的风能利用效率，降低了风力发电的成本，能够产生很好的经济效益和社会效益。
Description
技术领域
本实用新型涉及风力发电风速测量控制系统领域，更具体的说，涉及一种基于PLC控制的风力发电机风速测量装置。
背景技术
随着经济和社会快速的发展，传统能源日益短缺，风力发电具有清洁、无污染、可再生等自身独特的优势，受到了世界各国广泛的关注，越来越多的风能用于风力发电。但是风力发电的控制系统及风速测量装置存在以下一些缺点：一、以往的风力发电控制系统，很少使用工控机及PLC控制系统，智能化程度低、可靠性不强，无法及时应对风速测量过程中出现的各种复杂情况，生产成本高、设备故障率高，人为因素干扰测量精度，影响整个风速测量系统的效率；二、普通的风速测量装置一般使用光电编码盘及输出额定电压实现风速的测量，结构复杂、容易受码盘转动及输出额定电压的波动，使得测试效率低及可靠性差、稳定不强，以致风速测量范围受限。
发明内容
本实用新型是为了克服上述不足，给出了一种基于PLC控制的风力发电机风速测量装置。
本发明的技术方案如下：
一种基于PLC控制的风力发电机风速测量装置：包括工控机、PLC系统、数据采集系统、传感器、控制装置、执行装置；所述的PLC系统，包括以太网模块、外设，所述的外设包括显示器、键盘及打印机，PLC系统通过以太网及以太网模块与工控机连接，外设通过RS232与PLC系统连接，作为人机一体化的设备与PLC系统对话，显示并打印风力发电机风速测量的结果。
所述的数据采集系统为USB-2085数据采集卡，即插即用、用于数据采集。
所述的传感器包括温度传感器、气温传感器、风向传感器及转速传感器。
所述的控制装置包括风机换向控制及风机测速装置。
所述的执行装置包括风力发电机及风机。
本实用新型发明与现有技术相比，具有以下优点及突出性效果：本发明改变了以往的风力发电机风速测量方式将PLC控制技术应用到风速测量控制系统中，设计风速测量装置包括I/O接口、控制电路、显示电路、分频装置、风机转速测量装置及继电器组成。其中 I/O接口用于接收交流采样信号；控制电路、显示电路用于控制及显示测量风速；分频装置用于分频，形成高稳定的风速控制信号；风机转速测量装置主要由采样输入信号装置、基准电压装置、接口电路及显示电路组成；启动风速测量装置，风力电机输出采样电压及输出频率共同确定风速，实现风机转速的测定。
除了以上这些，本发明设计出了基于PLC控制的风力发电控制装置和风速换向装置，完全实现风速在线测量，提高了风电发电机的风能利用效率，降低了风力发电的成本，能够产生很好的经济效益和社会效益。
附图说明
图1是本发明的一种基于PLC控制的风力发电机风速测量装置图；
图2是本发明的风力发电机风速控制装置图；
图3是本发明的风力发电机风速控制过程流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明及其实施方式作进一步详细描述。
如图1所示，本发明包括工控机、PLC系统、数据采集系统、传感器、控制装置、执行装置；所述的PLC系统：包括以太网模块、外设，所述的外设包括显示器、键盘及打印机，PLC系统通过以太网及以太网模块与工控机连接，外设通过RS232与PLC系统连接，作为人机一体化的设备与PLC系统对话，显示并打印风力发电机风速测量的结果。
所述的PLC系统中的PLC控制器采用西门子S7-200系列可编程控制器。
所述的数据采集系统为USB-2085数据采集卡，即插即用、用于数据采集及过程控制。
所述的传感器包括温度传感器、气温传感器、风向传感器及转速传感器，用于采集风力发电在运行时的各种参数，包括温度、气温、风向及转速等参数，实现由非物理量(温度、气温、风向及转速)到物理量(电流及电压)的转换。
所述的控制装置包括风机换向控制及风机测速装置。所述的风机换向控制用于风机的刹车、停车、换向等控制。
所述的风力发电风速控制装置，如图2所示，包括风力发电机控制装置、风机测速装置及交流电系统。
所述的风机测速装置，包括I/O接口、控制电路、显示电路、分频装置、风机转速测量装置及继电器组成。其中I/O接口用于接收交流采样信号；控制电路、显示电路用于控制及显示测量风速；分频装置用于分频，形成高稳定的风速控制信号；风机转速测量装置主要由采样输入信号装置、基准电压装置、接口电路及显示电路组成，风力电机输出采样电压及输出频率共同确定风速，实现风机转速的测定；继电器用于该保护测速装置，控制过电 流及电压击穿风机测速装置。
所述的执行装置包括风力发电机及风机。
所述的风力发电测速控制实现的过程，如图3所示，主要是输入风力发电机的控制参数、启动风力发电控制装置，分频器分频、确定风速，判断是否完成风速测量的控制。步骤如下：
Step1：输入参数，主要是风力发电机的控制参数，如表1所示。
表1风力发电机的控制参数
Step2：启动风力发电机风速控制装置，在风力发电机风速控制装置的风速电路显示风速。
Step3：分频器分频，形成高稳定的风速控制信号，以满足风力发电并网、脱网时对电机转速的控制要求。
Step4：确定风速，如果风力发电机的风速太大、则风力发电机停机；如果风力发电机的风速太小、则风力发电机不运行，向外界不输出电压。
Step5：判断是否完成风速测量的控制，如果风力发电机的风速正常、则风力发电机正常运行，向外界输出电压，即风力发电风速测量的完成。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡等同替换或等效变换变形的技术方案，均在本发明要求保护范围。
Claims (5)
1.一种基于PLC控制的风力发电机风速测量装置，其特征在于：包括工控机、PLC系统、数据采集系统、传感器、控制装置、执行装置；所述的PLC系统，包括以太网模块、外设，所述的外设包括显示器、键盘及打印机，PLC系统通过以太网及以太网模块与工控机连接，外设通过RS232与PLC系统连接，作为人机一体化的设备与PLC系统对话，显示并打印风力发电机风速测量的结果。
2.如权利要求1所述的一种基于PLC控制的风力发电机风速测量装置，其特征在于：所述的数据采集系统为USB-2085数据采集卡，即插即用、用于数据采集。
3.如权利要求1所述的一种基于PLC控制的风力发电机风速测量装置，其特征在于：所述的传感器包括温度传感器、气温传感器、风向传感器及转速传感器。
4.如权利要求1所述的一种基于PLC的气动测量仪控制系统，其特征在于：所述的控制装置包括风机换向控制及风机测速装置。
5.如权利要求1所述的一种基于PLC的气动测量仪控制系统，其特征在于：所述的执行装置包括风力发电机及风机。
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| CN201420397103.1U CN204003268U (zh) | 2014-07-16 | 2014-07-16 | 一种基于plc控制的风力发电机风速测量装置 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN108131249A (zh) * | 2017-11-27 | 2018-06-08 | 兰州理工大学 | 用于静液储能式液压传动型风力发电机组的控制系统 |
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| CN108131249B (zh) * | 2017-11-27 | 2019-12-20 | 兰州理工大学 | 用于静液储能式液压传动型风力发电机组的控制系统 |
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