一种风力发电机组PLC自主可控系统结构技术方案

本实用新型专利技术公开一种风力发电机组PLC自主可控系统结构，其包括：12槽的卡槽背板装设于机舱中，12个槽位从左往右依次定义为1～12号槽位，1号槽位安装第一电源模块、2号槽位安装CPU模块、3号槽位与4号槽位分别安装2个CAN通信模块、5号槽位～7号槽位分别安装3个机舱数字量输入模块、8号槽位安装机舱数字量输出模块、9号槽位～12号槽位分别安装4个机舱模拟量输入模块；8槽的卡槽背板装设于塔基处，8个卡槽从左往右依次定义为1～8号卡槽，1号卡槽安装第二电源模块、2号卡槽安装以太网通信模块、3号卡槽安装塔基数字量输入模块、4号卡槽安装塔基数字量输出模块、5号卡槽安装塔基模拟量输入模块、6号卡槽～8号卡槽为3个空槽模块。6号卡槽～8号卡槽为3个空槽模块。6号卡槽～8号卡槽为3个空槽模块。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组PLC自主可控系统结构


[0001]本技术涉及风力发电机组电气控制领域，具体而言，涉及一种风力发电机组PLC自主可控系统结构。

技术介绍

[0002]可编程控制器(PLC)是现代工业自动化的三大支柱(PLC、机器人、CAD/CAM)之首，是工业控制系统的“大脑”。随着近年来工业互联网、云计算、大数据等技术的高速发展，工业化和信息化进一步融合，工控系统互联互通的趋势日益加强，工控系统所面临的网络安全威胁更加严峻，工业信息安全总体风险也持续攀升。重大网络安全事故的频发也证实了风险存在的危害性，这些事故大多利用了与PLC有关的控制系统后门或漏洞，造成设备严重损坏、大面积停电等严重后果。国家相关部门于2019年颁布实施了网络安全等级保护制度2.0政策，对系统的防护体系、保护对象及网络信任体系都有强制性的要求，所以PLC作为能源类关键信息基础设施的核心控制系统，在设计及生产时需满足信息安全防护要求，要求形成行业模板规范，提升PLC的网络信息安全的整体水平，降低系统遭受恶意攻击的概率，保障系统的安全稳定运行。
[0003]同时，随着风电行业的不断发展，风力发电机组已经趋于单机容量更大、叶片长度更长和塔筒高度更高的方向发展。风电整机制造商不断加大技术研发投入，加快风电机组国产化进程，关键部件国产化率已达到90％以上，但作为风电机组核心部件的PLC始终没有摆脱进口器件，目前用在风力发电机组中的PLC，基本都是国外厂家的产品，且部分产品为非模块化形式，给运维带来很大难度，也增加了运维成本。随着部分国外厂家PLC产品的停产，PLC器件的老化与备件无处可买的问题日益严重，特别是老化后的PLC不断引起风电机组频报故障，运行10年以上的风场PLC故障率逐年上升，已严重影响了风电场的发电效益。并且，为响应国家对工控领域自主可控要求的号召，开发一套风力发电机组PLC自主可控系统结构是很有必要的。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本技术提供一种风力发电机组PLC自主可控系统结构，通过将系统的各部分进行模块化安装，可以对现有风力发电机组主控系统进行升级改造，整个系统安装方便、接线简单，既解决现有风力发电机组PLC自主可控系统的安全隐患问题，又提高了未来进行模块化更新的便利性及作业效率。
[0005]为达到上述目的，本技术提供了一种风力发电机组PLC自主可控系统结构，其包括：
[0006]一12槽的卡槽背板，装设于机舱中，其中，12个槽位从左往右依次定义为1～12号槽位，1号槽位安装一第一电源模块，2号槽位安装一CPU模块，3号槽位与4号槽位分别安装2个CAN通信模块，5号槽位～7号槽位分别安装3个机舱数字量输入模块，8号槽位安装一机舱数字量输出模块，9号槽位～12号槽位分别安装4个机舱模拟量输入模块；以及
[0007]一8槽的卡槽背板，装设于塔基处，其中，8个卡槽从左往右依次定义为1～8号卡槽，1号卡槽安装一第二电源模块，2号卡槽安装一以太网通信模块，3号卡槽安装一塔基数字量输入模块，4号卡槽安装一塔基数字量输出模块，5号卡槽安装一塔基模拟量输入模块，6号卡槽～8号卡槽为3个空槽模块，所述3个空槽模块用于系统扩展；
[0008]其中，还包括：
[0009]所述CPU模块通过网线与机舱交换机数据连接，所述以太网通信模块通过网线与塔基交换机数据连接，且所述机舱交换机与所述塔基交换机通过光缆连接，用于实现塔基与机舱之间的通信；
[0010]所述12槽的卡槽背板上的每个槽位均设置有互相导通的槽位供电与通信接口；所述8槽的卡槽背板上的每个卡槽均设置有互相导通的卡槽供电与通信接口；
[0011]所述第一电源模块输入为24V直流电压，输出为5V直流电压，用于通过所述槽位供电与通信接口向每个槽位上的模块提供稳定的工作电压；所述第二电源模块输入为24V直流电压，输出为5V直流电压，用于通过所述卡槽供电与通信接口向每个卡槽上的模块提供稳定的工作电压。
[0012]在本技术一实施例中，其中，所述CPU模块为国产自主可控龙芯处理器，主频不低于400MHz，程序和数据存储能力不低于32MB。
[0013]在本技术一实施例中，其中，所述12槽的卡槽背板还包括：
[0014]一12槽背板对时接口；
[0015]至少一12槽背板扩展接口，用于对机舱内的功能进行扩展；
[0016]多个槽位模块固定螺丝孔，设置于每个槽位处，用于固定安装对应槽位的模块；
[0017]多个12槽背板固定螺丝，设置于所述12槽的卡槽背板的两侧，用于将12槽的卡槽背板固定在机舱电控柜内；
[0018]至少一12槽背板接地螺丝，用于接地；以及
[0019]多个12槽背板内电路板固定螺丝，用于固定安装内部电路板。
[0020]在本技术一实施例中，其中，所述8槽的卡槽背板还包括：
[0021]一8槽背板对时接口；
[0022]至少一8槽背板扩展接口，用于对塔基内的功能进行扩展；
[0023]多个卡槽模块固定螺丝孔，设置于每个卡槽处，用于固定安装对应卡槽的模块；
[0024]多个8槽背板固定螺丝，设置于所述8槽的卡槽背板的两侧，用于将8槽的卡槽背板固定在塔基电控柜内；
[0025]至少一8槽背板接地螺丝，用于接地；以及
[0026]多个8槽背板内电路板固定螺丝，用于固定安装内部电路板。
[0027]在本技术一实施例中，其中，所述2个CAN通信模块分别通过CAN总线连接功率变频器与偏航变桨变频器，所述2个CAN通信模块中的通信协议为CAN自由口协议或CANOpen协议。
[0028]在本技术一实施例中，其中，所述3个机舱数字量输入模块分别用于接收安全链状态反馈信号、接收熔丝/空开/接触器反馈信号及温控开关/液位开关/微动开关反馈信号，所述塔基数字量输入模块用于接收远程开关信号、UPS状态信号及变压器信号，每一机舱数字量输入模块与所述塔基数字量输入模块的输入通道为支持源漏通用型信号输入的
通道。
[0029]在本技术一实施例中，其中，所述机舱数字量输出模块用于输出机舱内指示灯控制信号、电池充放电接触器控制信号、风扇继电器控制信号与加热器控制信号，所述塔基数字量输出模块用于输出塔基柜门指示灯控制信号与远程急停复位信号，所述机舱数字量输出模块与所述塔基数字量输出模块的输出为源型输出，且每组输出均为带隔离且有保险丝保护的输出。
[0030]在本技术一实施例中，其中，所述4个机舱模拟量输入模块分别用于接收4
‑
20mA电流信号/0
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10V电压信号、机舱电控柜内温度信号、水冷/油冷系统温度信号以及发电机绕组/轴承温度信号，所述塔基模拟量输入模块用于接收塔基柜温度信号与塔筒温度信号，所述4个机舱模拟量输入模块与所述塔基模拟量输入模块包括电流电压型模块和热电阻型模块。
[0031]在本技术一实施例中，其中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组PLC自主可控系统结构，其特征在于，包括：一12槽的卡槽背板，装设于机舱中，其中，12个槽位从左往右依次定义为1～12号槽位，1号槽位安装一第一电源模块，2号槽位安装一CPU模块，3号槽位与4号槽位分别安装2个CAN通信模块，5号槽位～7号槽位分别安装3个机舱数字量输入模块，8号槽位安装一机舱数字量输出模块，9号槽位～12号槽位分别安装4个机舱模拟量输入模块；以及一8槽的卡槽背板，装设于塔基处，其中，8个卡槽从左往右依次定义为1～8号卡槽，1号卡槽安装一第二电源模块，2号卡槽安装一以太网通信模块，3号卡槽安装一塔基数字量输入模块，4号卡槽安装一塔基数字量输出模块，5号卡槽安装一塔基模拟量输入模块，6号卡槽～8号卡槽为3个空槽模块，所述3个空槽模块用于系统扩展；其中，还包括：所述CPU模块通过网线与机舱交换机数据连接，所述以太网通信模块通过网线与塔基交换机数据连接，且所述机舱交换机与所述塔基交换机通过光缆连接，用于实现塔基与机舱之间的通信；所述12槽的卡槽背板上的每个槽位均设置有互相导通的槽位供电与通信接口；所述8槽的卡槽背板上的每个卡槽均设置有互相导通的卡槽供电与通信接口；所述第一电源模块输入为24V直流电压，输出为5V直流电压，用于通过所述槽位供电与通信接口向每个槽位上的模块提供稳定的工作电压；所述第二电源模块输入为24V直流电压，输出为5V直流电压，用于通过所述卡槽供电与通信接口向每个卡槽上的模块提供稳定的工作电压。2.根据权利要求1所述的系统结构，其特征在于，所述CPU模块为国产自主可控龙芯处理器，主频不低于400MHz，程序和数据存储能力不低于32MB。3.根据权利要求1所述的系统结构，其特征在于，所述12槽的卡槽背板还包括：一12槽背板对时接口；至少一12槽背板扩展接口，用于对机舱内的功能进行扩展；多个槽位模块固定螺丝孔，设置于每个槽位处，用于固定安装对应槽位的模块；多个12槽背板固定螺丝，设置于所述12槽的卡槽背板的两侧，用于将12槽的卡槽背板固定在机舱电控柜内；至少一12槽背板接地螺丝，用于接地；以及多个12槽背板内电路板固定螺丝，用于固定安装内部电路板。4.根据权利要求1所述的系统结构，其特征在于，所述8槽的卡槽背板还包括：一8槽背板对时接口...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴有琢，阙维林，刘永志，杨松，王敬利，陈宇，王涛，李洪凯，徐兴华，李清义，李宏斌，王金山，王崧阳，
申请(专利权)人：锐源风能技术有限公司，
类型：新型
国别省市：