CN206594521U - 大容量风电机组控制系统测试平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大容量风电机组控制系统测试平台，包括工控机、PLC、总线、信号输出模块、信号检测模块和配电模块；其特征是：还包括柜体和电机；柜体的底部四周安装有滚轮；PLC、信号输出模块、信号检测模块、配电模块和电机固定安装在柜体内部中；信号输出模块的输出接口和信号检测模块的输入接口固定安装在柜体的外侧面上；工控机固定安装在柜体的侧面上，且工控机的显示屏露向柜体外部；柜体的外侧面上固定安装有配电模块的开关和供电指示灯、电机的启停开关以及电机的调速旋钮。本实用新型的大容量风电机组控制系统测试平台具有结构合理，测试效率高，使用起来更为方便的优点。

Description

大容量风电机组控制系统测试平台

技术领域

本实用新型属于风电机组领域，具体涉及一种单机容量大于等于5MW的风电机组控制系统测试平台。

背景技术

海上蕴藏着丰富的风能，随着海上风电技术的日趋成熟，人们越来越重视采用风电机组转换海上风能来获取绿色能源。由于海上风电场的基础、电力接入系统和风电机组吊装等成本都大大高于陆上风电场，因此采用大容量（单机容量大于等于5MW）风电机组无疑可以降低单位千瓦投资成本，提高海上风力发电项目的经济效益。

为了确保大容量风电机组的质量，需要在出厂前对大容量风电机组的各个部分进行测试，其中，风电机组控制系统是关乎着风电机组可靠运行的关键部分之一，所以风电机组控制系统的检测也显得尤其重要。

现有技术中公告号为CN201749363U、CN204357633U以及CN202735832U的专利分别给出了一种“风力发电机组控制系统测试设备”，三份专利的技术方案揭示出了风电机组控制系统的测试原理与构件，即：测试设备上设置有PLC、电机、工控机（或PC电脑）以及与风电机组控制系统的各个输入输出模块对应相连的各个输出输入模块。且在测试时，采用电机的旋转来模拟风电机组运行状态，并向风电机组控制系统上的各个输入接口提供信号或数据，以获取风电机组控制系统上的各个输出接口的输出信号或数据；测试设备与风电机组控制系统之间通信相连，这样，即可通过测试设备来测试风电机组控制系统的各个输入输出模块的功能是否正常。

但是，面对产量日益增多的大容量风电机组控制系统的测试压力，现有的测试设备已难以具备测试效率高、使用起来更为方便的优点。这已成为本领域技术人员急需解决的技术问题。

基于此，申请人考虑设计一种结构合理，测试效率高，使用起来更为方便的大容量风电机组控制系统测试平台。

实用新型内容

针对上述现有技术的不足，本实用新型所要解决的技术问题是：如何提供一种结构合理，测试效率高，使用起来更为方便的大容量风电机组控制系统测试平台。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用了如下的技术方案：

大容量风电机组控制系统测试平台，包括工控机、PLC、总线、信号输出模块、信号检测模块和配电模块；

所述工控机通过网络交换机与所述PLC相连接；

所述PLC通过所述总线与所述信号输出模块和所述信号检测模块相连接，所述信号输出模块的输出接口用于通过重载连接器与待测风电机组控制系统的各个信号输入接口相连接，所述信号检测模块的输入接口用于通过重载连接器与待测风电机组控制系统的各个信号输出接口相连接；

所述配电模块通过供电线缆与所述工控机和PLC相连接；其特征在于：

还包括柜体和电机；

所述柜体的内部具有安装腔室，所述柜体的底部四周安装有滚轮；所述PLC、信号输出模块、信号检测模块、配电模块和电机固定安装在所述安装腔室中；

所述信号输出模块的输出接口和所述信号检测模块的输入接口固定安装在所述柜体的外侧面上；所述工控机固定安装在所述柜体的侧面上，且所述工控机的显示屏露向所述柜体外部；所述柜体的外侧面上固定安装有所述配电模块的开关和供电指示灯、所述电机的启停开关以及所述电机的调速旋钮。

现有的大容量风电机组控制系统主要包括配电柜、塔基系统控制柜和机舱系统控制柜，因为塔基系统控制柜和机舱系统控制柜的输入输出接口多，结构较为复杂，所以，大容量风电机组控制系统的测试主要是针对塔基系统控制柜和机舱系统控制柜。但现有技术需要采用多台测试设备才能完成测试，测试起来繁琐复杂，测试效率较低。

在采用本实用新型的大容量风电机组控制系统测试平台即可获得更高的测试效率，降低测试成本，大大节约测试时间和人力，对大容量风电机组控制系统的生产效率的提高有着较大的贡献，具体理由如下：

本实用新型的大容量风电机组控制系统测试平台的工作原理为：

电机用于模拟风电机组的旋转发电，信号输出模块在PLC的控制下实现对待测风电机组控制系统所需交流电源、温度信号、模拟信号、数字信号、脉冲信号的模拟；信号检测模块在PLC的控制下实现对待测风电机组控制系统的输出电源、控制信号的测量；所述工控机与所述PLC、待测风电机组控制系统的PLC之间进行数据交换与处理。

本实用新型的大容量风电机组控制系统测试平台在测试使用时：

首先，将塔基系统控制柜和机舱系统控制柜之间相连接；

随后，将柜体整体推移至邻近风电机组控制系统的位置，并将信号输出模块的输出接口和所述信号检测模块的输入接口分别通过重载连接器与待测风电机组控制系统上相应的接口相连接，完成测试前准备工作；可见，此步骤操作使用起来非常便捷；

再随后，操作配电模块的开关并使其闭合供电；启动电机并通过电机的调速旋钮调整电机的转速，真实模拟风电机组的旋转发电过程。

最后，待测风电机组控制系统的各个输入输出接口的测试结果显示在工控机上。

综上可看出，本实用新型的大容量风电机组控制系统测试平台仅通过单个柜体即可对大容量风电机组控制系统进行测试，大幅节省了检测设备的成本；且因柜体底部设置有滚轮，故可柜体进行快速转移，进而能够方便地对厂区生产的风电机组控制系统逐一进行测试，提升利用率和测试效率，节约费用。

作为优选，大容量风电机组控制系统测试平台还包括增量编码器，所述增量编码器套接安装在所述电机的转轴上，所述增量编码器的信号输出接口通过电缆与对应的信号输出模块的输入接口相连接。

这样一来，即使得本实用新型的大容量风电机组控制系统测试平台与风机正常运转状态十分接近，使得风机旋转信号模拟更加真实，从而帮助获得更准确地测试效果。

作为优选，所述柜体的外形整体呈矩形结构，所述柜体的一个侧面上设置有能够打开或关闭的柜门，所述柜门上安装有所述工控机、电机的启停开关和所述电机的调速旋钮；

所述柜体上位于所述柜门左右相邻的两个相对侧面上分布设置有所述信号输出模块的输出接口和所述信号检测模块的输入接口。

采用上述优选方案后，柜门的设置不仅便于在柜体安装各种零部件；还便于在测试平台发生故障、需检修或升级时，通过打开柜门来快速实施相应措施。

与此同时，“柜体上位于所述柜门左右相邻的两个相对侧面上分布设置有所述信号输出模块的输出接口和所述信号检测模块的输入接口”的结构便于从柜体两侧来走线，有效防止测试走线的交叉缠绕，使得测试时的走线更为清晰，更好地确保走线测试接口之间插接的准确性。

“工控机、电机的启停开关和所述电机的调速旋钮均设置在柜门上”的结构，使得柜门处更为简洁，便于检测人员面向柜门来快速操作测试，提高测试效率。

作为优选，所述柜门为具有两块门板的对开门结构，且所述两块门板中一块门板上设置有所述工控机，另一块门板上设置有所述电机的启停开关和所述电机的调速旋钮。

采用上述优选方案后，即可通过对开门结构来提高柜门打开与关闭的效率。与此同时，采用对开门的两块门板中的一块来设置工控机，另一块来设置电机的启停开关和所述电机的调速旋钮的结构，能够使得工控机与电机的启停开关和电机的调速旋钮的线缆相互隔离，且使得各自线缆走线更为简洁紧凑，提高可靠性。

作为优选，所述工控机包括输入设备，所述工控机下方的门板上安装有托板，所述托板的一侧端通过铰轴与所述门板相铰链，且所述托板能够绕铰轴翻转呈水平状并构成所述输入设备的支承平台。

采用上述优选方案后，托板为可快速收纳或展开的结构，使用起来更为方便，且采用输入设备来更为快速地对工控机进行操作，也能够进一步提高测试操作的效率。

作为优选，大容量风电机组控制系统测试平台还包括电源指示灯，所述电机的启停开关和所述电机的调速旋钮所在的门板外侧固定安装有连接在各个供电回路中的所述电源指示灯。

采用上述优选方案后，即可通过电源指示灯来快速获知供电回路的通断情况，从而帮助更为及时的发现故障，和确保操作的安全性。

作为优选，所述柜体的顶部固定安装有吊环。

采用上述优选方案后，更便于采用行车来吊运转移柜体，从而对柜体进行长距离转运输送。

作为优选，大容量风电机组控制系统测试平台还包括固定安装在所述柜体的外侧面上的两个网络通信接口，每个网络通信接口具有内端和外端，且所述内端位于所述柜体的安装腔室中，所述外端露在所述柜体外部；所述两个网络通信接口中的一个为大容量风电机组控制系统PLC用网络通信接口，另一个为维护PC用网络通信接口；

所述大容量风电机组控制系统PLC用网络通信接口的外端用于通过通信线缆与大容量风电机组控制系统PLC相连接，内端通过通信线缆与网络交换机相连接；所述维护PC用网络通信接口的外端用于通过通信线缆与维护PC相连接，内端用于通过通信线缆与网络交换机相连接。

采用上述优选方案后，即可在测试大容量风电机组控制系统时，将大容量风电机组控制系统的通信接口采用通信线缆与大容量风电机组控制系统PLC相连接，随即快速完成本测试平台与大容量风电机组控制系统之间的通信连接，从而使得本实用新型的测试平台能够与大容量风电机组控制系统之间进行通信和测试。

且在需要对大容量风电机组控制系统进行调试时，工控机内可能未安装相应的调试软件，此时，即可通过将维护PC用网络通信接口的外端通过通信线缆与维护PC相连接后，采用与网络交换机相连接的计算机来快速地对大容量风电机组控制系统进行调试，从而大幅提升风电机组控制系统的调试与测试的效率。

附图说明

图1为本实用新型的大容量风电机组控制系统测试平台的结构示意图。

图2为本实用新型的大容量风电机组控制系统测试平台的左侧视图。

图3为本实用新型的大容量风电机组控制系统测试平台的右侧视图。

图4为本实用新型的大容量风电机组控制系统测试平台的柜门打开后的结构示图。

图中标记为：

1工控机；

2PLC；

3重载连接器的连接头；

4柜体：40滚轮，41门板，42托板，43吊环；

5配电模块的开关；

6电机的启停开关；

7电机的调速旋钮；

8电源指示灯；

9两个网络通信接口。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步的详细说明。其中，针对描述采用诸如上、下、左、右等说明性术语，目的在于帮助读者理解，而不旨在进行限制。

如图1至图4所示，大容量风电机组控制系统测试平台，包括工控机1、网络交换机、PLC、总线、信号输出模块、信号检测模块和配电模块；

所述工控机1通过网络交换机与所述PLC相连接；

所述PLC通过所述总线与所述信号输出模块和所述信号检测模块相连接，所述信号输出模块的输出接口用于通过重载连接器与待测风电机组控制系统的各个信号输入接口相连接，所述信号检测模块的输入接口用于通过重载连接器与待测风电机组控制系统的各个信号输出接口相连接；

所述配电模块通过供电线缆与所述工控机1和PLC相连接；

还包括柜体4和电机；

所述柜体4的内部具有安装腔室，所述柜体4的底部四周安装有滚轮40；所述PLC、信号输出模块、信号检测模块、配电模块和电机固定安装在所述安装腔室中；

所述信号输出模块的输出接口和所述信号检测模块的输入接口固定安装在所述柜体4的外侧面上；所述工控机1固定安装在所述柜体4的侧面上，且所述工控机1的显示屏露向所述柜体4外部；所述柜体4的外侧面上固定安装有所述配电模块的开关5、所述电机的启停开关6以及所述电机的调速旋钮7。

实施时，所述PLC、信号输出模块、信号检测模块、配电模块和电机均为通过导轨固定安装在使用导轨卡接安装在柜体4的内侧面上。这样一来，即可使得述PLC、信号输出模块、信号检测模块、配电模块和电机的安装与拆卸起来非常方便。

目前，现有的大容量风电机组控制系统具体输入输出参数如下：

1、开关量检测63路

2、24V电平信号测量39路

3、 4-20mA传感器信号检测39路

4、温度测量信号43路

5、控制柜690V供电2路

6、 控制柜230V供电5路

7、24V外部信号输入50路

8、开关信号输出18路

9、 3×400VAC供电输出61路

10、 230VAC供电输出29路

实施时，优选本实用新型的信号输出模块、信号检测模块采用含有一定量的冗余设计，具体为：

1、开关量输出65路：

开关闭合：≤1Ω，开关断开：≥10MΩ

2、24V电平信号输出45路：

24V±2 V

3、4～20mA模拟电流输出45路；

精度：±0.1 mA

4、PT100温度输出45路；

模拟电阻：110Ω±5％

5、3×690VAC±10％交流电源输出2路；

6、检测电压230VAC±10％输出5路；

7、24VDC±10%电平检测55路；

8、开关信号检测20路；

9、3×400VAC±10％电源检测65路；

10、230VAC±10％电源检测35路。

其中，大容量风电机组控制系统测试平台还包括增量编码器，所述增量编码器套接安装在所述电机的转轴上，所述增量编码器的信号输出接口通过电缆与对应的信号输出模块的输入接口相连接。

其中，所述柜体4的外形整体呈矩形结构，所述柜体4的一个侧面上设置有能够打开或关闭的柜门，所述柜门上安装有所述工控机1、电机的启停开关6和所述电机的调速旋钮7；

所述柜体4上位于所述柜门左右相邻的两个相对侧面上分布设置有所述信号输出模块的输出接口和所述信号检测模块的输入接口。

实施时，优选本实用新型中柜体4上安装的信号输出模块的输出接口（重载连接器的连接头3）和所述信号检测模块（重载连接器的连接头3）分布于柜体4的两个侧面上，且与塔基系统控制柜和机舱系统控制柜的输入输出接口一一对应。这样一来，即更便于将本测试平台与塔基系统控制柜和机舱系统控制柜之间接线，并能够使得线路分布更为清晰简洁。

其中，所述柜门为具有两块门板41的对开门结构，且所述两块门板41中一块门板41上设置有所述工控机1，另一块门板41上设置有所述电机的启停开关6和所述电机的调速旋钮7。

其中，所述工控机1包括输入设备，所述工控机1下方的门板41上安装有托板42，所述托板42的一侧端通过铰轴与所述门板41相铰链，且所述托板42能够绕铰轴翻转呈水平状并构成所述输入设备的支承平台。

实施时，优选所述输入设备包括鼠标和键盘。

其中，大容量风电机组控制系统测试平台还包括电源指示灯8，所述电机的启停开关6和所述电机的调速旋钮7所在的门板41外侧固定安装有连接在各个供电回路中的所述电源指示灯8。

实施时，优选所述电源指示灯8包括690VAC电源指示灯、230VAC电源指示灯、24VDC电源指示灯和测试状态指示灯。

其中，所述柜体4的顶部固定安装有吊环43。

实施时，优选所述吊环43为均匀分布在所述柜体4顶部四周的四个。

其中，大容量风电机组控制系统测试平台还包括固定安装在所述柜体的外侧面上的两个网络通信接口9，每个网络通信接口具有内端和外端，且所述内端位于所述柜体4的安装腔室中，所述外端露在所述柜体4外部；所述两个网络通信接口中的一个为大容量风电机组控制系统PLC用网络通信接口，另一个为维护PC用网络通信接口；

所述大容量风电机组控制系统PLC用网络通信接口的外端用于通过通信线缆与大容量风电机组控制系统PLC相连接，内端通过通信线缆与网络交换机相连接；所述维护PC用网络通信接口的外端用于通过通信线缆与维护PC相连接，内端用于通过通信线缆与网络交换机相连接

现有的大容量风电机组控制系统主要包括配电柜、塔基系统控制柜和机舱系统控制柜，因为塔基系统控制柜和机舱系统控制柜的输入输出接口多，结构较为复杂，所以，大容量风电机组控制系统的测试主要是针对塔基系统控制柜和机舱系统控制柜。但现有技术需要采用多台测试设备才能完成测试，测试起来繁琐复杂，测试效率较低。

在采用上述大容量风电机组控制系统测试平台即可获得更高的测试效率，降低测试成本，大大节约测试时间和人力，对大容量风电机组控制系统的生产效率的提高有着较大的贡献，具体理由如下：

上述大容量风电机组控制系统测试平台的工作原理为：

电机用于模拟风电机组的旋转发电，信号输出模块在PLC的控制下实现对待测风电机组控制系统所需交流电源、温度信号、模拟信号、数字信号、脉冲信号的模拟；信号检测模块在PLC的控制下实现对待测风电机组控制系统的输出电源、控制信号的测量；所述工控机1与所述PLC、待测风电机组控制系统的PLC之间进行数据交换与处理。

上述大容量风电机组控制系统测试平台在测试使用时：

首先，将塔基系统控制柜和机舱系统控制柜之间相连接；

随后，将柜体4整体推移至邻近风电机组控制系统的位置，并将信号输出模块的输出接口和所述信号输出模块分别通过重载连接器与待测风电机组控制系统上相应的接口相连接，完成测试前准备工作；可见，此步骤操作使用起来非常便捷；

再随后，操作配电模块的开关5并使其闭合供电；启动电机并通过电机的调速旋钮7调整电机的转速，真实模拟风电机组的旋转发电过程。

最后，待测风电机组控制系统的各个输入输出接口的测试结果显示在工控机1上。

综上可看出，上述大容量风电机组控制系统测试平台仅通过单个柜体4即可对大容量风电机组控制系统进行测试，大幅节省了检测设备的成本；且因柜体4底部设置有滚轮40，故可柜体4进行快速转移，进而能够方便地对厂区生产的风电机组控制系统逐一进行测试，提升利用率和测试效率，节约费用。

以上仅是本实用新型优选的实施方式，需指出是，对于本领域技术人员在不脱离本技术方案的前提下，还可以作出若干变形和改进，上述变形和改进的技术方案应同样视为落入本申请要求保护的范围。

Claims (8)

1.大容量风电机组控制系统测试平台，包括工控机、网络交换机、PLC、总线、信号输出模块、信号检测模块和配电模块；

所述工控机通过网络交换机与所述PLC相连接；

所述PLC通过所述总线与所述信号输出模块和所述信号检测模块相连接，所述信号输出模块的输出接口用于通过重载连接器与待测风电机组控制系统的各个信号输入接口相连接，所述信号检测模块的输入接口用于通过重载连接器与待测风电机组控制系统的各个信号输出接口相连接；

所述配电模块通过供电线缆与所述工控机和PLC相连接；其特征在于：

还包括柜体和电机；

所述柜体的内部具有安装腔室，所述柜体的底部四周安装有滚轮；所述PLC、信号输出模块、信号检测模块、配电模块和电机固定安装在所述安装腔室中；

所述信号输出模块的输出接口和所述信号检测模块的输入接口固定安装在所述柜体的外侧面上；所述工控机固定安装在所述柜体的侧面上，且所述工控机的显示屏露向所述柜体外部；所述柜体的外侧面上固定安装有所述配电模块的开关和供电指示灯、所述电机的启停开关以及所述电机的调速旋钮。

2.根据权利要求1所述的大容量风电机组控制系统测试平台，其特征在于：还包括增量编码器，所述增量编码器套接安装在所述电机的转轴上，所述增量编码器的信号输出接口通过电缆与对应的信号输出模块的输入接口相连接。

3.根据权利要求1所述的大容量风电机组控制系统测试平台，其特征在于：所述柜体的外形整体呈矩形结构，所述柜体的一个侧面上设置有能够打开或关闭的柜门，所述柜门上安装有所述工控机、电机的启停开关和所述电机的调速旋钮；

所述柜体上位于所述柜门左右相邻的两个相对侧面上分布设置有所述信号输出模块的输出接口和所述信号检测模块的输入接口。

4.根据权利要求3所述的大容量风电机组控制系统测试平台，其特征在于：所述柜门为具有两块门板的对开门结构，且所述两块门板中一块门板上设置有所述工控机，另一块门板上设置有所述电机的启停开关和所述电机的调速旋钮。

5.根据权利要求4所述的大容量风电机组控制系统测试平台，其特征在于：所述工控机包括输入设备，所述工控机下方的门板上安装有托板，所述托板的一侧端通过铰轴与所述门板相铰链，且所述托板能够绕铰轴翻转呈水平状并构成所述输入设备的支承平台。

6.根据权利要求4所述的大容量风电机组控制系统测试平台，其特征在于：还包括电源指示灯，所述电机的启停开关和所述电机的调速旋钮所在的门板外侧固定安装有连接在各个供电回路中的所述电源指示灯。

7.根据权利要求1所述的大容量风电机组控制系统测试平台，其特征在于：所述柜体的顶部固定安装有吊环。

8.根据权利要求1所述的大容量风电机组控制系统测试平台，其特征在于：还包括固定安装在所述柜体的外侧面上的两个网络通信接口，每个网络通信接口具有内端和外端，且所述内端位于所述柜体的安装腔室中，所述外端露在所述柜体外部；所述两个网络通信接口中的一个为大容量风电机组控制系统PLC用网络通信接口，另一个为维护PC用网络通信接口；

所述大容量风电机组控制系统PLC用网络通信接口的外端用于通过通信线缆与大容量风电机组控制系统PLC相连接，内端通过通信线缆与网络交换机相连接；所述维护PC用网络通信接口的外端用于通过通信线缆与维护PC相连接，内端用于通过通信线缆与网络交换机相连接。