基于PC的控制技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機組

Beckhoff 自動化新技術(shù)
基于 PC 的控制技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機組Beckhoff | 開放式自動化解決方案應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電
風(fēng)能等可再生能源的廣泛應(yīng)用在全球能源供應(yīng)體系中已取得 模塊化控制系統(tǒng)，為風(fēng)力發(fā)電機中與處理能力、復(fù)雜性和成
良好的成效，全球都在致力于減少 CO 的排放量，這也是推 本等相關(guān)的每項任務(wù)提供合適的解決方案。針對其基于 PC 的
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廣風(fēng)能在全球應(yīng)用的重要動力。 自動化解決方案，Beckhoff 可為所有動力類型的風(fēng)力發(fā)電機提
供硬件平臺。
隨著風(fēng)能應(yīng)用的發(fā)展，除了在這一領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位的歐
洲市場，近年來，中國、印度等新興市場 — 包括美國在內(nèi) Beckhoff 解決方案應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電
— 也漸漸嶄露頭角，以驚人的速度沖擊風(fēng)能開發(fā)前沿，這也 Beckhoff 的開放式、可分不同級別的 TwinCAT 自動化軟件是一
對風(fēng)力發(fā)電機及其自動化程度提出了全新的要求。這些需求 種專為 PC 設(shè)計的 PLC 軟件。該軟件符合國際編程標(biāo)準(zhǔn) IEC61131-3，
具體體現(xiàn)在并網(wǎng)的條件差異和在更加寬泛的氣候條件下運行 為風(fēng)力發(fā)電機制造商的高投資回報率保駕護航。采用基于
的需要上。多年前，風(fēng)力發(fā)電機在北極地區(qū)或沙漠氣候環(huán)境 Windows 操作系統(tǒng)的技術(shù)大大增加了擴展選項，讓用戶受益于
下的應(yīng)用還未納入研究課題，而現(xiàn)在，在極端氣候條件下的 計算機產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。該技術(shù)可通用于所有類型的風(fēng)機。
應(yīng)用已被提升為一項行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
生產(chǎn)數(shù)據(jù)
因此，風(fēng)力發(fā)電機制造商在面對不斷變化的市場需求時，為 無論是從縱向（從機器到中央控制室）還是橫向（在單個智
了確保其產(chǎn)品的市場競爭力，必須保持最大的靈活性。目 能組件和風(fēng)力發(fā)電機子系統(tǒng)之間以及風(fēng)場內(nèi)的風(fēng)力發(fā)電機之
前，Beckhoff 基于 PC 的控制技術(shù)和自動化組件在風(fēng)力發(fā)電機 間）來看，數(shù)據(jù)供應(yīng)和數(shù)據(jù)管理在風(fēng)力發(fā)電機性能控制和評
組中的應(yīng)用規(guī)模已達到 5MW（包括諸如北部海角（North Cape） 價中都占據(jù)重要地位。本地數(shù)據(jù)庫是更高級數(shù)據(jù)備份和數(shù)據(jù)
等寒冷地區(qū)和內(nèi)蒙等極端氣候地帶），為滿足上述要求做出 準(zhǔn)備的基礎(chǔ)，它適用于任何 PC。將所有功能都移植到 PC 硬件
巨大貢獻。 也大大簡化了將數(shù)據(jù)傳輸（一般通過以太網(wǎng)）到生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫
和 ERP 系統(tǒng)的過程。
基于 PC 的控制技術(shù)顯著提升系統(tǒng)的連續(xù)性和靈活性
Beckhoff實現(xiàn)開放式自動化系統(tǒng)是以基于 PC 控制技術(shù)的原理。
這種開放性涉及到軟件和硬件接口，風(fēng)力發(fā)電機制造商可借
助這種開放性讓他們的系統(tǒng)能夠適應(yīng)不斷變化的需求，這些
需求包括：初期的方案設(shè)計以及將來的低成本系統(tǒng)擴展或改
造。
可滿足不同需求的控制技術(shù)
Beckhoff 的產(chǎn)品范圍包括工業(yè) PC、I/O、現(xiàn)場總線組件和 Twin-
 CAT 自動化軟件，它們構(gòu)成了一套集成式、可滿足不同需求的
Beckhoff 自動化新技術(shù) 技術(shù)規(guī)格若有變更，恕不另行通知。Beckhoff | 開放式自動化解決方案應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電
Beckhoff | 自動化新技術(shù)
Beckhoff 公司致力于為您實現(xiàn)基于 PC 控制技術(shù)的開放式自
動化系統(tǒng)。我們的產(chǎn)品范圍包括工業(yè) PC、現(xiàn)場總線組件、
驅(qū)動技術(shù)和自動化軟件。這些產(chǎn)品線既可作為獨立的組件
來使用，也可將它們集成到一個完整的控制系統(tǒng)中，適用
于各種行業(yè)領(lǐng)域。Beckhoff 公司始終堅持“自動化新技術(shù)”的
發(fā)展理念，其自動化解決方案，從 CNC 機床控制到智能樓
宇領(lǐng)域，已在世界各地得到廣泛應(yīng)用。
創(chuàng)新產(chǎn)品和全方位服務(wù)
自 1980 年公司成立以來，Beckhoff 始終堅持基于 PC 的控制
技術(shù)，研發(fā)了大量的創(chuàng)新產(chǎn)品和解決方案，這正是 Beckhoff
得以持續(xù)發(fā)展的原因所在。如今，Beckhoff 早期提出的概
念業(yè)已成為許多自動化技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，且被成功引入市場：
– 1982：P1000 – 單板機運動控制器
– 1986：PC 控制 – 首款基于 PC 的機械設(shè)備控制器
– 1989：Lightbus – 通過光纖傳輸?shù)目焖佻F(xiàn)場總線
– 1990：一體化 PC 主板
– 1995：總線端子模塊 – 模塊化現(xiàn)場總線技術(shù)
– 1996：TwinCAT – 基于 Windows 操作系統(tǒng)的 PLC 和運動控
制實時軟件包
– 1998：控制面板 – 遠程工業(yè) PC 控制面板
– 2002：CX1000 – 安裝于 DIN 導(dǎo)軌的模塊化嵌入式 PC
– 2003：EtherCAT – 實時以太網(wǎng)現(xiàn)場總線系統(tǒng)
– 2005：TwinSAFE – 適用于總線端子模塊系統(tǒng)的安全解決
方案
– 2005：AX5000 – EtherCAT 伺服驅(qū)動器
達到 I/O 級的最大性能 – 2006：XFC – 極速控制技術(shù)
Beckhoff 為所有通用 I/O 和現(xiàn)場總線系統(tǒng)提供全系列現(xiàn)場總線 – 2007：工業(yè)主板 － 德國制造
組件，各種總線端子模塊和 EtherCAT 端子模塊可用于與風(fēng)能
相關(guān)的各種信號類型和現(xiàn)場總線。 Beckhoff 基于 PC 控制技術(shù)的理念和 Lightbus 系統(tǒng)、總線端
子模塊以及 TwinCAT 自動化軟件的推出，在自動化技術(shù)領(lǐng)
XFC 技術(shù) － 充分利用 EtherCAT 的通訊優(yōu)勢 域有著里程碑式的歷史意義，在傳統(tǒng)控制行業(yè)，這些產(chǎn)品
EtherCAT 是一種基于以太網(wǎng)的高速現(xiàn)場總線，它可為對時間 已被視作為高性能的解決方案，從而被廣泛接受。Ether-
有嚴(yán)格要求的應(yīng)用提供最佳實時性能，而無需在中央處理器 CAT — 實時以太網(wǎng)解決方案 — 是一種具有前瞻性的高端
內(nèi)配備特殊硬件。采用 XFC 技術(shù)（eXtreme Fast Control Techno- 技術(shù)，是前沿控制理念的新生代產(chǎn)物。
logy：極速控制技術(shù)）后，利用時間戳技術(shù)可獲得小于 100 ns
的時間分辨率。傳感器信號可以在不到 10 微秒的采樣時間內(nèi) Beckhoff 機構(gòu)遍布世界各大洲
被掃描讀入系統(tǒng)。 位于德國威爾市的 Beckhoff 總部是公司核心部門的所在地。
公司總部下屬研發(fā)部、生產(chǎn)部、行政部、銷售部、市場
利用 TwinSAFE 把安全功能集成到系統(tǒng)中 部、支持與服務(wù)部。隨著公司的迅速發(fā)展，我們分別在奧
近年來，運行安全和工作安全在機器制造領(lǐng)域的地位越來越 地利、比利時、丹麥、芬蘭、法國、意大利、立陶宛、波
重要。通過 TwinSAFE，Beckhoff 提供了一種集成式系統(tǒng)解決方 蘭、俄羅斯、西班牙、瑞典、瑞士以及澳大利亞、巴西、
案，將自動化技術(shù)和安全技術(shù)完美結(jié)合在一起。TwinSAFE 集 中國、加拿大、南非、美國設(shè)立有分公司，加上世界各地
成了現(xiàn)有控制架構(gòu)中的安全功能，顯著降低了風(fēng)力發(fā)電機中 的合作伙伴，Beckhoff 公司的業(yè)務(wù)已遍及 60 多個國家。
因建立更高級別硬連線方式的安全鏈而產(chǎn)生的接線成本。

技術(shù)規(guī)格若有變更，恕不另行通知。 Beckhoff 自動化新技術(shù)Beckhoff | 自動化新技術(shù)
Beckhoff | 工業(yè) PC 公司
工業(yè) PC
適用于各種應(yīng)用場合的 PC 控制
嵌入式 PC
適用于中等控制任務(wù)
的模塊化工業(yè) PC
各種結(jié)構(gòu)的工業(yè) PC 配備大量的可選功能，為各種應(yīng)用提供 CX 系列嵌入式 PC 適用于中等規(guī)模的控制任務(wù)。這種小型工業(yè)
合適的解決方案。這種工業(yè)用 PC 都裝配有最高性能等級的 PC 可安裝在 30mm 的 DIN 導(dǎo)軌上，它采用模塊化設(shè)計，可根據(jù)
組件，基于開放式標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計。范圍廣泛的自動化產(chǎn)品以及 具體任務(wù)靈活配置。為了達到應(yīng)用的最佳性能，CX 產(chǎn)品系列提
獨特的機箱設(shè)計，可確保完全滿足具體的控制要求。 供多款基本 CPU 模塊，可以選擇性地對這些 CPU 模塊進行擴
展，添加所有主要 PC 和現(xiàn)場總線接口以及 I/O 端子模塊。
Beckhoff | I/O 公司
EtherCAT
超高速 I/O
總線端子模塊
用于實現(xiàn)自動化的模塊化
現(xiàn)場總線系統(tǒng)
現(xiàn)場總線端子盒
緊湊型 IP 67 模塊
總線端子模塊是一種開放式、靈活的 I/O EtherCAT 是一種用于工業(yè)自動化的高性能 具有外形緊湊、堅固耐用特點的現(xiàn)場總

在現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電領(lǐng)域，基于個人計算機（PC）的控制技術(shù)是一種廣泛應(yīng)用的先進技術(shù)。這種技術(shù)將傳統(tǒng)的計算機系統(tǒng)集成到風(fēng)力發(fā)電機的控制系統(tǒng)中，通過PC作為控制器，對風(fēng)力發(fā)電機的關(guān)鍵參數(shù)如轉(zhuǎn)速、功率輸出、偏航角度等進行實時監(jiān)控和精確控制。 具體而言，該技術(shù)通常包括以下幾個方面： 1. 信號采集與處理：風(fēng)力發(fā)電機的傳感器會不斷收集環(huán)境數(shù)據(jù)（如風(fēng)速、葉片角度等）和設(shè)備運行狀態(tài)信息，并將這些信息傳輸至PC，經(jīng)由專門的軟件進行實時數(shù)據(jù)處理。 2. 控制算法設(shè)計：基于PC的控制系統(tǒng)采用先進的控制算法，如變槳距控制、功率調(diào)節(jié)控制等，以確保風(fēng)力機能在不同風(fēng)況下高效且安全地運行，同時優(yōu)化能源轉(zhuǎn)換效率并保護設(shè)備免受過載或損壞的風(fēng)險。 3. 遠程監(jiān)控與故障診斷：借助互聯(lián)網(wǎng)或者局域網(wǎng)，基于PC的控制系統(tǒng)還可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控和故障診斷功能，運維人員可以隨時查看風(fēng)力發(fā)電機組的工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)異常情況，能夠迅速定位問題并采取相應(yīng)措施進行維護，從而降低停機時間，提高整體運營效益。 總之，基于PC的控制技術(shù)為風(fēng)力發(fā)電機組帶來了更高的智能化水平和更強的運行穩(wěn)定性，是當(dāng)前及未來風(fēng)能發(fā)電行業(yè)的重要發(fā)展趨勢之一。