4. E-WT恒速变桨距风电机组实验指导书

[DPro] [北京德普罗尔科技有限公司] E-Wind Turbine恒速变桨距风力发电机组

实验指导书

本实验指导书主要针对E-Wind Turbine中的恒速变桨距风力发电机组，详细描述了基于西门子S7-1200对其进行控制的过程。

实验过程中，使用西门子博途（TIA Portal）软件中的STEP7 Professional V11和WINCC Professional V11完成控制程序的编写和监控画面的组态，指导书中给出了实验的具体操作步骤。若使用博途STEP7 BASIC V11和WINCC BASIC V11，此实验指导书同样适用， TIA Portal Professional版和BASIC版最大的区别在于Professional版包除了含了BASIC版的功能外，可扩充性比BASIC版强。

本实验指导书的实验设计本着循序渐进的原则，由浅入深。认真完成指导书中所列实验，有助于帮助学员更好的掌握变桨距风力发电机组的控制及日常运行管理的知识。

指导书中所提供的实验也具有良好的扩展性，学员可利用所具备的系统平台对所提供的实验进行合理创新，以达到更好地学习目的。

实验用软硬件配置：

（1） S7-1200：CPU 1214C DC/DC/Rly

（2） 软件：STEP7 Professional V11和WINCC Professional V11

（3） E-Wind Turbine：支持ProfiBusDP通讯，通讯模块为PM125，其GSD文件名称为PM125V20.gsd

目 录

实验一 恒速变桨距风力发电机组控制体验.................................................................................................... 3

实验二 WTS与PLC的硬件连接及控制器硬件组态 ..................................................................................... 9

实验三 STEP7与WinCC界面的数据传输 ................................................................................................... 21

实验四 风力发电机组偏航控制 ..................................................................................................................... 27

实验五 风力发电机组的启动控制 ................................................................................................................. 32

实验六 风力机恒速变桨功率控制 ................................................................................................................. 42

实验七 风力发电机组的正常停机控制.......................................................................................................... 45

实验八 风力发电机组的安全停机控制.......................................................................................................... 49

实验九 风力发电机组的紧急停机控制.......................................................................................................... 51

实验十 风力发电机组运行状态监控.............................................................................................................. 53

实验一 恒速变桨距风力发电机组控制体验

一、实验目的

1. 了解恒速变桨距风力发电机组的控制要求

2. 熟悉恒速变桨距风力发电机组控制系统的运行环境 3. 熟悉恒速变桨距风力发电机组的开机过程、正常停机过程、安全停机过程和紧急停机过程

二、实验内容

1. 下载程序，打开WinCC画面

2. 恒速变桨距风力发电机组的启动运行

3. 恒速变桨距风力发电机组的正常停机

4. 恒速变桨距风力发电机组的安全停机

5. 恒速变桨距风力发电机组的紧急停机

三、实验步骤

1. 程序下载

（1）首先通过ProfiNet连接PLC和PC机，通过ProfiBus连接PLC和E-Wind Turbine。

（2）PG /PC接口是PG/PC和PLC之间进行通讯的接口，要实现PG/PC和PLC设备之间的通讯连接，必须正确的设置该接口。在控制面板中打开“ Set PG/PC Interface”，选中“CP-TCPIP”，选择网卡类型。如图1-1所示：

图1-1 PG/PC接口设置

再将本地连接的IP地址设定为“192.168.0.xxx”，子网掩码设定为“255.255.255.0”。

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（3）然后双击打开博途软件，打开示例程序，将“PC站名”和“HMI连接”中的名称都改为PC机名，然后单击“下载到设备”按钮，选择PN/IE子网进行通讯。如图1-2所示：

图1-2 程序下载

（4）程序下载完成后，进入WinCC画面，单击“开始仿真”按钮，运行WinCC画面。如图1-3所示：

图1-3 WinCC运行画面

（5）启动E-Wind Turbine风车对象，单击“

新建

”按钮选择第二种风车类型“恒速变桨距风力发电机

组”。单击“

通讯配置”按钮，进行通讯配置（串口号可右键“我的电脑”→“管理”→“设备管理”中查看），确保通讯模块的配置如下图1-4所示，本步骤可忽略。

图1-4 风车软件DP配置

（6）选择“

外控”，“运行”，等待上位机启动信号。

图1-5 风车运行，等待启动信号画面

（7）在PLC示例程序中打开Main（OB1）界面，单击“监控运行”按钮，右键“StartSystemSignal”赋值

为“1”或者在WinCC画面点击启动按钮，启动风车。如图1-6、图1-7所示：

图1-6 启动方式

1

图1-7 启动方式2

2. 恒速变桨距风力发电机组的运行

（1）点击E-WT软件的“风模型配置按钮

电机组输出功率的变化情况。

（2）点击E-WT软件的

“

情况。

3. 恒速变桨距风力发电机组的正常停机 ”按钮，改变风向，观察风机偏航角的变化、风力发电机组输出功率的变化”，改变风速的大小，观察风机桨距角、风机转速、风力发

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（1）点击WinCC画面上的正常停机按钮，观察WinCC“启停画面”刹车及并网状态和E-WT画面上的变化。如图1-8所示：

图1-8 正常停机机械刹车2抱闸前

4. 恒速变桨距风力发电机组的安全停机

（1）点击E-WT软件的故障设定按钮，设定第1个故障，或直接点击“安全停机”按钮，观察WinCC“启停画面”刹车及并网状态和E-WT画面上的变化。如图1-9所示：

图1-9 安全停机机械刹车1抱闸

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5. 恒速变桨距风力发电机组的紧急停机 [北京德普罗尔科技有限公司]

（1）点击WinCC画面上的紧急停机按钮，观察WinCC“启停画面”刹车及并网状态和E-WT画面上的变化。如图1-10所示：

图1-10 紧急停机

四、思考题

1. 恒速变桨距风力发电机组的控制要求是什么？

2. 恒速变桨距风力发电机组的开机过程包括哪几步？

3. 恒速变桨距风力发电机组是怎样通过控制桨距角来调节功率的？

4. 恒速变桨距风力发电机组的偏航对功率会有什么影响？

5. 恒速变桨距风力发电机组的三种停机方案有什么区别？适用场合是什么？

实验二 E-WT与PLC的硬件连接及控制器硬件组态

一、实验目的

1. 掌握博途软件STEP7 Professional V11硬件组态的方法

二、实验内容

1. 新建STEP7工程项目及硬件组态

2. PM125通讯程序编写

3. 通讯 …… 此处隐藏：4156字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……