CN206292612U - 便携式风力发电机组仿真平台控制柜 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种便携式风力发电机组仿真平台控制柜，包括：柜体、设置在柜体外表面的多个连接接口、设置在柜体内的供电装置以及PLC控制模块；供电装置连接PLC控制模块，为其供电；连接接口用于外接输入设备，以便为PLC控制模块提供仿真所需的运行数据；控制柜内还设置有与PLC控制模块连接的可扩展单元，以便连接不同型号的PLC控制模块。本实用新型提供的便携式风力发电机组仿真平台控制柜，通过设置在可扩展单元可以连接各种不同型号的PLC，实现了柜体内可以设置有不同型号的PLC控制模块，进而实现了可以对多种类型的风电机组的运行状态进行仿真模拟，提高了该仿真平台控制柜的适用范围和实用性，且提高了该仿真平台控制柜使用的方便快捷程度。

Description

便携式风力发电机组仿真平台控制柜

技术领域

本实用新型涉及风力发电设备技术领域，尤其涉及一种便携式风力发电机组仿真平台控制柜。

背景技术

随着科学技术的不断进步和经济的飞速发展，风力发电技术越来越成熟，同时使得风力发电设备越来越完善，为了便于对风力发电设备的运行状态进行分析和判断，适用于风力发电设备的测试设备和仿真设备应运而生。

现有技术中，为了便于工作人员了解风力发电机组的工作状态，会利用仿真控制柜模拟风机的运行环境，进而对风力发电机组的运行状态进行仿真，其中，仿真控制柜包括：可编程逻辑控制器PLC模块，通过设置的PLC模块实现对风力发电机组的仿真控制，从而可以有效地获取风力发电机组的运行状态。

然而，由于风力发电机组具有不同的型号和尺寸，为了提高对风力发电机组的仿真精确度，每个PLC模块对应一种相适应的风力发电机组，而仿真控制柜只能支持一种固定型号的PLC模块，进而使得每个仿真控制柜只能对相应的型号的风力发电机组进行模拟仿真，降低了仿真控制柜的实用性和适用范围，若为了实现对多个类型的风力发电机组的运行环境进行模拟仿真而设置多个仿真控制柜，则大大增加了用户成本；或者，为了实现对多个类型的风力发电机组的运行环境进行模拟仿真，将柜体上设置有多个连接接口，以实现通过不同的连接接口连接不同型号的PLC控制模块，然而，这样需要增加仿真控制柜的内部空间，从而增大了仿真控制柜的体积，不便于对仿真控制柜进行移动等操作，降低了仿真控制柜使用的方便程度。

实用新型内容

本实用新型实施例提供一种便携式风力发电机组仿真平台控制柜，可以有效地现有技术中存在的上述问题或者其他潜在的问题。

本实用新型实施例提供了一种便携式风力发电机组仿真平台控制柜，包括：柜体、设置在柜体外表面的多个连接接口、设置在柜体内的供电装置以及PLC控制模块；所述供电装置连接所述PLC控制模块，为其供电；所述连接接口用于外接输入设备，以便为所述PLC控制模块提供仿真所需的运行数据；所述控制柜内还设置有与所述PLC控制模块连接的可扩展单元，以便连接不同型号的PLC控制模块。

进一步的，所述可扩展单元上设置有适用于不同型号PLC的Pbus总线端子，所述PLC控制模块通过所述Pbus总线端子与所述PLC相连接。

进一步的，所述柜体内部设置有备用电源，与所述PLC控制模块连接。

进一步的，所述柜体外表面上设置有用于接收用户输入的控制信号、和/或显示所述仿真控制柜的仿真进程信息的HMI触摸屏，所述HMI触摸屏与所述PLC控制模块相连接。

进一步的，所述柜体内安装有插座。

进一步的，所述柜体外表面上设置有用于控制所述仿真控制柜紧急停止运行的急停按钮，所述急停按钮与所述PLC控制模块相连接。

进一步的，所述柜体外表面上设置有多个信号指示灯，所述信号指示灯与所述PLC控制模块相连接。

进一步的，所述柜体外表面的顶端设置有把手。

进一步的，所述柜体外表面的底端设置有移动脚轮。

进一步的，所述输入设备包括以下至少之一：

变流器、主控柜、水冷系统、变桨系统、偏航系统、温度监控器、风速仪风向标。

本实用新型提供的便携式风力发电机组仿真平台控制柜，通过设置在可扩展单元可以连接各种不同型号的PLC，进而实现了柜体内可以设置有不同型号的PLC控制模块，而PLC的型号与风力发电机组的型号相对应，进而实现了该仿真平台控制柜可以对多种类型的风电机组的运行状态进行仿真模拟，提高了该仿真平台控制柜的适用范围和实用性，减少了用户的成本，并且提高了该仿真平台控制柜使用的方便快捷程度，有利于市场的推广与应用。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种便携式风力发电机组仿真平台控制柜的部件连接结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种便携式风力发电机组仿真平台控制柜的机械结构示意图。

图中，

1、供电装置； 2、PLC控制模块；

3、输入设备； 301、变流器；

302、主控柜； 303、水冷系统；

304、变桨系统； 305、偏航系统；

306、温度监控器； 4、可扩展单元；

401、Pbus总线端子； 5、HMI触摸屏；

6、风速仪风向标； 7、急停按钮；

8、门板； 9、连接接口；

10、信号指示灯； 11、把手。

12、移动脚轮。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型中，术语“安装”、“连接”、“固定”等术语均应广义理解，例如，“连接”可以是机械固定连接，也可以是机械可拆卸连接，或信号连接，或电性连接。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实用新型实施例提供的一种便携式风力发电机组仿真平台控制柜的部件连接结构示意图；图2为本实用新型实施例提供的一种便携式风力发电机组仿真平台控制柜的机械结构示意图；参考附图1-2可知，本实施例提供了一种便携式风力发电机组仿真平台控制柜，该仿真平台控制柜用于模拟风机的运行环境，具体的，该仿真平台控制柜包括：柜体、设置在柜体外表面的多个连接接口9、设置在柜体内的供电装置1以及PLC控制模块2；供电装置1连接所述PLC控制模块2，为其供电；连接接口9用于外接输入设备3，以便为PLC控制模块2提供仿真所需的运行数据；控制柜内还设置有与PLC控制模块2连接的可扩展单元4，以便连接不同型号的PLC控制模块。

其中，供电装置1为仿真平台控制柜提供电能，以保证该仿真平台控制柜的正常工作；另外，PLC控制模块2用于运行仿真程序。

此外，本实施例对于输入设备3的具体结构不做限定，较为优选的，可以将输入设备3设置为包括以下至少之一：变流器301、主控柜302、水冷系统303、变桨系统304、偏航系统305、温度监控器306等等，只要能够有效地仿真模拟风机中各个部件的运行状态即可；另外，对于输入设备3与PLC控制模块2的具体连接方式不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，较为优选的，将柜体外表面上设置有多个连接接口9，输入设备3通过连接接口9与PLC控制模块2相连接；其中，多个连接接口9可以设置于仿真平台柜外表面的四周任意一侧，并且对于连接接口9的具体类型和个数不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将连接接口9的个数设置为6个、8个或者10个等等。

另外，本实施例对于可扩展单元的具体形状结构不做限定，本领域技术人员可以根据其实现的功能作用对进行任意设置，较为优选的，将可扩展单元4上设置有适用于不同型号PLC的Pbus总线端子401，PLC控制模块2通过Pbus总线端子401与PLC相连接。

本实施例可以将柜体内的PLC控制模块2部分会预留有一定的安装位置，进而使得PLC控制模块2可以通过可扩展单元4上的Pbus总线端子401对不同型号的PLC进行有效通信连接，进而实现该控制柜可以连接不同型号的PLC控制模块，其中，该仿真平台控制柜内的可编程逻辑控制器PLC与不同型号的风力发电机组中的不同型号的PLC相对应，通过Pbus总线端子401连接不同型号的PLC，有效地实现了该仿真平台控制柜可以对多个不同型号的风电机组进行仿真的效果，能够最大限度的去模拟实际的风机控制系统，提高了该仿真平台控制柜的兼容性。

本实施例提供的便携式风力发电机组仿真平台控制柜，通过设置在可扩展单元4上的Pbus总线端子401可以连接各种不同型号的PLC，进而使得PLC控制模块2可以与多种不同型号的PLC相连接，而PLC的型号与风力发电机组的型号相对应，进而实现了该仿真平台控制柜可以对多种类型的风电机组的运行状态进行仿真模拟，提高了该仿真平台控制柜的适用范围和实用性，并且减少了用户的成本，并且提高了该仿真平台控制柜使用的方便快捷程度，有利于市场的推广与应用。

在上述实施例的基础上，参考附图1-2可知，为了便于用户获取到仿真平台控制柜的运行状态和对仿真平台控制柜进行有效控制，将柜体外表面上设置有用于接收用户输入的控制信号、和/或显示仿真控制柜的仿真进程信息的HMI触摸屏5，HMI触摸屏5与PLC控制模块2相连接。

其中，该HMI触摸屏5还可以显示风机的仿真运行状态；本实施例对于HMI触摸屏5设置于柜体外表面的具体位置不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，可以将HMI触摸屏5设置于柜体外表面的顶端或四周任意一侧等等，较为优选的，将HMI触摸屏5嵌入在柜体的门板8内；这样，方便用户对仿真平台控制柜的仿真进行信息进行观察，进而提高了该仿真平台控制柜使用的方便程度。

在上述实施例的基础上，继续参考附图1-2可知，对于风力发电机组而言，风速和风向为影响风力发电机组工作状态的重要因素，因此，为了提高对风力发电机组运行状态进行仿真的精确度，将PLC控制模块2设置为通过连接接口9还连接有用于获取风速风向信息的风速仪风向标6；其中，风速仪风向标6用于为仿真提供真实的风速和风向数据，进而提高了对风力发电机组运行状态的仿真准确度。

在上述实施例的基础上，继续参考附图1-2可知，在进行仿真工作时，仿真控制柜可能会出现故障，此时，为了降低对工作人员和仿真控制柜造成伤害或损失，将柜体上设置有用于控制仿真控制柜紧急停止运行的急停按钮7，急停按钮7与PLC控制模块2相连接。

其中，该急停按钮7用于在仿真控制柜运行出现故障或者其他紧急情况时，对仿真控制柜进行紧急停止运行操作，这样可以有效地避免对工作人员构成伤害；另外，本实施例对于急停按钮7设置于柜体的具体位置不做限定，本领域技术人员可以根据具体的设计需求进行设置，例如，将急停按钮7设置于柜体的顶端外表面或四周，为了便于工作人员对急停按钮7进行按动操作，较为优选的，将急停按钮7设置于柜体的顶端外表面的中部，这样便于工作人员快速、有效地对急停按钮7执行按动操作，进而提高了对仿真控制柜紧急控制的效率。

此外，为了便于工作人员可以直观地观测到仿真平台控制柜的运行状态，可以将柜体外表面上设置有多个用于提醒用户的信号指示灯10，信号指示灯10与PLC控制模块2相连接，该信号指示灯10用于标识仿真平台控制柜中的某些部件的运行状态。

进一步的，将信号指示灯10设置为包括一个电源指示灯和多个状态指示灯。优选地，电源指示灯和状态指示灯均设置于HMI触摸屏5的下端；其中，电源指示灯用于标识仿真平台控制柜的供电装置1的工作状态，其他状态指示灯可以用于标识仿真平台控制柜的仿真运行状态，例如，可以包括运行中状态显示、运行完毕状态显示或者其他运行状态的显示等等，只要能够使得工作人员通过该状态指示灯可以直观地获知仿真平台控制柜的工作状态即可，在此不再赘述。

通过设置的急停按钮7和信号指示灯10，有效地提高了仿真平台控制柜运行的安全可靠性，同时也方便工作人员获知仿真平台控制柜的运行状态，进而提高了该仿真平台控制柜的实用性和方便程度。

在上述实施例的基础上，继续参考附图1-2可知，在具体应用时，为了方便对仿真平台控制柜进行移动等控制操作，将柜体的顶端外表面设置有把手11，并且还可以将该把手11对称设置于急停按钮7的两侧；进一步的，还可以将柜体的底端外表面设置有移动脚轮12，并且移动脚轮12可以对称设置于柜体的底端。

通过设置的把手11和移动脚轮12，有效地方便了工作人员通过把手11对仿真平台控制柜进行固定，然后通过设置的移动脚轮12，降低了工作人员对仿真平台控制柜进行移动的难度，进一步提高了该仿真平台控制柜的实用性。

此外，在将仿真平台控制柜进行移动过程，可能会经过很长一段时间，因此，为了保证仿真平台控制柜的使用时间，在仿真控制柜内还设置有备用电源，其与PLC控制模块2相连接；其可以有效地延长仿真平台控制柜的工作时间以及提升仿真平台控制柜的可靠性，从而进一步提高了该仿真平台控制柜的实用性。

具体应用时，可以该技术方案提供的仿真平台控制柜设置成为一个体积小、易移动、测试灵活、便于携带的柜体，并将供电装置1、PLC控制模块2、输入设备3以及可扩展单元4等装置进行合理布局，并集成在仿真平台控制柜内，使得该仿真平台控制柜在能够实现风力发电机组硬件在环仿真功能外，还能够安装不同型号机组的不同型号的PLC，能够最大限度的模拟实际的风机控制系统。

此外，为了保证对仿真平台控制柜的供电效果，将供电装置1设置为包括：两路供电回路，其中一路为交流回路，另一路为直流回路。交流回路采用普通230V交流电供电，且仿真平台控制柜内安装有插座(优选单相三线插座)，便于外接PC。直流回路，通过230VAC转24VDC电源模块获取24VDC为控制回路供电。

仿真测试过程中，PLC控制模块2中预先设置的PLC程序有两种方案：

一、在现场风力发电机组主控程序的基础上集成风力发电机组整机模型，这种PLC程序可使仿真控制柜不依靠任何其他外接个人计算机PC实现风力发电机组的仿真运行。

二、PLC程序直接为现场风力发电机组主控程序，另有PC与PLC实时通信，该PC中含有风力发电机组整机模型，从而实现风力发电机组的仿真运行。

对于上述两种方案而言，本领域技术人员可以根据具体的设计需求选择相应的测试方案；并且，还可根据测试需求通过连接接口9与水冷系统303、变流器301、主控柜302内电能表等器件通讯。通过PLC程序中的扭矩控制器可以给实际的变流器301发送扭矩指令，并根据配置搭建一个综合性的扩展性的平台；此外，针对偏航系统305还可以预留数字输入输出口，即可以测试偏航逻辑，也可以在实验室内通过模拟偏航电机的动作进行偏航系统305的仿真。

此外，通过外接的温度监控器306，可实时监控柜体内温度信息，当温度信息超过了预设的标准温度区间时，可以进行报警提醒，具体的，可以通过信号指示灯10或者蜂鸣器进行声光报警提醒，进而，工作人员可以通过急停按钮7或者开启按钮控制仿真平台控制柜停止工作。

另外，为了提高该仿真平台控制柜的扩展性和实用性，在该仿真平台控制柜的侧面还可以安装开关、网口、插座、与现场实际的一致的通信接头、电缆插头等部件，在柜体的底部还可以预留若干电缆锁紧头，在柜体的内部设置有容纳空间，打开柜体即可观察到上述容纳空间，该容纳空间不仅可以放置外接电源，还可以用于存放外接电源线、网线等。

本技术方案提供的便携式风力发电机组仿真平台控制柜，布局合理紧凑、体积小、轻便、易移动、测试灵活、低成本、可扩展性高等特点；并且除了能实现硬件在环仿真功能外，还可根据测试需求外接水冷系统303、变桨系统304、偏航系统305、变流柜、风速仪风向标6、主控柜302内电能表等器件，实现综合性的扩展性的仿真平台的搭建；此外，该控制柜可根据不同型号机组的不同型号的PLC安装相应的控制模块，具有很强的适应性，能够最大限度的去模拟实际的风机控制系统，降低了用户成本，进一步提高了该仿真平台控制柜的实用性，有利于市场的推广与应用。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种便携式风力发电机组仿真平台控制柜，包括：柜体、设置在柜体外表面的多个连接接口、设置在柜体内的供电装置以及PLC控制模块；所述供电装置连接所述PLC控制模块，为其供电；所述连接接口用于外接输入设备，以便为所述PLC控制模块提供仿真所需的运行数据；其特征在于：所述控制柜内还设置有与所述PLC控制模块连接的可扩展单元，以便连接不同型号的PLC控制模块。

2.根据权利要求1所述的便携式风力发电机组仿真平台控制柜，其特征在于，所述可扩展单元上设置有适用于不同型号PLC的Pbus总线端子，所述PLC控制模块通过所述Pbus总线端子与所述PLC相连接。

3.根据权利要求1所述的便携式风力发电机组仿真平台控制柜，其特征在于，所述柜体内部设置有备用电源，与所述PLC控制模块连接。

4.根据权利要求1所述的便携式风力发电机组仿真平台控制柜，其特征在于，所述柜体外表面上设置有用于接收用户输入的控制信号、和/或显示所述仿真控制柜的仿真进程信息的HMI触摸屏，所述HMI触摸屏与所述PLC控制模块相连接。

5.根据权利要求1所述的便携式风力发电机组仿真平台控制柜，其特征在于，所述柜体内安装有插座。

6.根据权利要求1所述的便携式风力发电机组仿真平台控制柜，其特征在于，所述柜体外表面上设置有用于控制所述仿真控制柜紧急停止运行的急停按钮，所述急停按钮与所述PLC控制模块相连接。

7.根据权利要求1所述的便携式风力发电机组仿真平台控制柜，其特征在于，所述柜体外表面上设置有多个信号指示灯，所述信号指示灯与所述PLC控制模块相连接。

8.根据权利要求1所述的便携式风力发电机组仿真平台控制柜，其特征在于，所述柜体的顶端外表面设置有把手。

9.根据权利要求1-8中任意一项所述的便携式风力发电机组仿真平台控制柜，其特征在于，所述柜体外表面的底端设置有移动脚轮。

10.根据权利要求1-8中任意一项所述的便携式风力发电机组仿真平台控制柜，其特征在于，所述输入设备包括以下至少之一：

变流器、主控柜、水冷系统、变桨系统、偏航系统、温度监控器、风速仪风向标。