MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組PLC平臺(tái)可靠性設(shè)計(jì).pdf

1、目前，煤炭資源在我國(guó)一次性能源消費(fèi)中所占的比例高于70％，并且煤炭消耗每年持續(xù)增長(zhǎng)將近2億多噸。導(dǎo)致污染物排放量持續(xù)上漲，因此造成的環(huán)境污染問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。加快發(fā)展可再生能源、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)對(duì)我國(guó)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略具有重大意義。風(fēng)能作為一種可再生能源具有安全可靠、綠色環(huán)保的特點(diǎn)，必然成為新能源的首選。然而，目前我國(guó)風(fēng)電行業(yè)，MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的PLC控制器關(guān)鍵技術(shù)缺失，高度依賴(lài)進(jìn)口，進(jìn)而導(dǎo)致風(fēng)機(jī)整機(jī)的生產(chǎn)價(jià)格居高不下。因此，研發(fā)一套擁有自主知識(shí)

2、產(chǎn)權(quán)且具有較高可靠度的PLC控制器，對(duì)于實(shí)現(xiàn)風(fēng)機(jī)的國(guó)產(chǎn)化率，提高風(fēng)機(jī)質(zhì)量，降低整機(jī)成本都具有十分重要的意義。
　　本文結(jié)合“MW級(jí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組PLC控制系統(tǒng)國(guó)產(chǎn)化”項(xiàng)目的部分研究?jī)?nèi)容，針對(duì)PLC工作環(huán)境復(fù)雜而又要求高可靠度的特點(diǎn)，提出了一種基于雙處理器的PLC冗余架構(gòu)。通過(guò)主/備CPU模塊的協(xié)處理器傳輸同步數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)主/備PLC之間的狀態(tài)同步。當(dāng)主控PLC出現(xiàn)故障時(shí)，熱備PLC能夠快速接管主控權(quán)，從而實(shí)現(xiàn)不停機(jī)連續(xù)運(yùn)行。
　

3、　本文深入研究可靠性的有關(guān)理論，比較不同冗余容錯(cuò)方式對(duì)于提高PLC可靠性的效率，計(jì)算出適用的PLC冗余方式。在分析傳統(tǒng)的硬件功能診斷與軟件功能診斷方法的基礎(chǔ)上，提出自頂向下的故障診斷方法，即對(duì)故障模塊采取分級(jí)心跳檢測(cè)機(jī)制實(shí)現(xiàn)故障的準(zhǔn)確定位。改進(jìn)的心跳檢測(cè)法通過(guò)PUSH與PULL結(jié)合的策略，能夠有效降低故障的誤判率，在保證故障診斷的高可靠性與實(shí)時(shí)性的同時(shí)又可以避免過(guò)大的通信開(kāi)銷(xiāo)。
　　本文還設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)主/備PLC之間的數(shù)據(jù)同步。在研

4、究傳統(tǒng)冗余PLC的間接式同步法與直接式同步法的基礎(chǔ)上，提出一種監(jiān)測(cè)式數(shù)據(jù)同步方法。該方法中，主控PLC通過(guò)協(xié)處理器監(jiān)測(cè)I/O模塊的輸入數(shù)據(jù)。一旦有新數(shù)據(jù)讀入，協(xié)處理器立刻記錄新數(shù)據(jù)并與PLC的狀態(tài)數(shù)據(jù)組合，然后傳輸給熱備PLC。熱備PLC與主控PLC執(zhí)行相同的控制程序，從而保持了主/備PLC之間的狀態(tài)一致并實(shí)現(xiàn)同步。這種監(jiān)測(cè)式數(shù)據(jù)同步法所需的同步數(shù)據(jù)量小，并且沒(méi)有過(guò)多的占用CPU資源。在主控PLC出現(xiàn)故障時(shí)，熱備PLC能夠自動(dòng)且快速的接