研華嵌入式工控機在風力發電中的應用

隨著國家對風電行業的扶持力度加大，風電產業發展迅猛。2007年中國大陸新增風電機組3155臺，裝機容量330.4萬KW。與2006年當年新增裝機133.7萬KW相比，2007年當年新增裝機增長率為147.1%

2007年中國大陸累積風電機組6?69臺，裝機容量590.6WKW，風電場158個。分布在21個省市。于2006年累計裝機259.9KW相比。2007年累計裝機增長率為127.2%，提前3年實現國家《可再生能源法中長期發展規劃》中提出的目標。

隨著中國風電市場的快速增長以及風電機組制造商新秀的進入，中國風電機組供應市場的競爭格局也正在悄然發生變化。風電場開發商投資建設風電場的熱情也空前高漲，中國風電裝機容量將在2008年底再次超過人們預想而創下新的紀錄！預計到2008年底，中國風電機組新增裝機容量將達到730.4萬千瓦，累計裝機容量將達到1335.6萬千瓦，新增裝機容量增長率預計將達到111.71%。

國家制定的2020年風電裝機3000萬千萬的目標，有望在2011年實現。到2020年，中國風電裝機保守估計將達到8000萬千瓦。

隨著風力發電場的大量建設，風場信息化管理系統，風機遠程監控系統業也大量應用。在這樣的系統中需要可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。各種采集信號及控制信號通過工業以太網和現場總線匯集到研華嚴苛計算機UNO-2170中，然后再通過另外一個以太網口將數據傳送到風能檢測服務器當中。在這個過程中UNO-2170充當數據網關的作用。

二、風電客戶對嵌入式工控機的需求

風力發電系統通常安裝在帶 有灰塵和大風的惡劣環境中。在這樣的環境中，使用一臺有風扇的PC為主機平臺將會導致風扇和系統故障。客戶需要一套可靠的計算機平臺，不僅平均無故障時間長，而且要求是一套緊湊的平臺。經過考察客戶選用了UNO-2170做為風電控制器的數據網關。

三、系統網絡架構圖

四、方案分析

UNO具有兩個以太網口，可以實現現場數據采集以太網和上位信息管理以太網的雙網隔離。這樣可以保證現場控制層的安全性和實時性。系統通過一個以太網口和主控制PLC通信，它可以對現場的運行設備進行監視和控制，以實現數據采集、設備控制、測量、參數調節以及各類信號報警等各項功能。另外一個以太網口通過風場局域網和監控中心的服務器相連，各種采集信號及控制信號通過工業以太網傳送到服務器當中。此外UNO具有方便的擴展功能PC/104接口，能夠適應現場各種特殊的需要。在本項目應用中通過增加一片PC/104接口的現場總線卡可以方便的和現場總線設備通信。

五、研華產品的優勢

a)系統穩定，抗震抗沖擊

研華網絡通訊管理機采用嵌入式低功耗芯片，整版無軟連接設計，系統可靠性成倍提高。

寬溫工作，具有良好的抗震抗沖擊性。適合鋼廠等惡劣工業現場的應用。

b)通訊智能，容量超大

研華通訊管理機可以自動偵測網絡狀態，自動調整采集數據的存儲策略。在于上位數據庫網絡中斷時，自動將采集數據存儲到本地。等到網絡恢復正常，自動將暫存數據記錄到上位數據庫中。存儲數據量超大可達250G。

c)使用簡單，驅動豐富

研華網絡通訊管理機無需編程，只需要根據下位設備的類型選用相應的驅動，進行簡單的參數配置，既可以完成數據的采集，暫存和續傳功能。兼容主流的一百多種PLC和DCS系統。

d)開放性架構，內建server

研華網絡通訊管理機是開放性的網絡通訊管理機。內建webServer，可以很方便的通過web了解到現場采集的狀態和數據。內建內建ModbusTCP Server和OPC Server，可以和主流的組態軟件進行數據交換。

e)雙網隔離，數據安全

研華網絡通訊管理機具有兩個以太網口，這樣可以做到現場控制層和數據采集層雙網物理隔離。從根本上杜絕了對控制層的非法訪問，保證了生產系統的安全運行。

六、產品規格

UNO-2170是一款高性能Celeron M 控制器,支持PC/104擴展、串行通訊端口和其它網絡功能。UNO-2170支持Windows XP Embedded OS和Windows CE.NET, 能夠提供定制的映像文件，帶有優化后的板載設備驅動程序。嵌入式Windows XP Embedded能夠以組件方式提供Windows操作系統的功能。您可以方便的將自己的應用無縫整合到Windows XP Embedded中,通過使用帶有豐富網絡功能的應用隨用平臺顯著加快您的系統開發周期，以滿足不同的應用需求。

·板上集成Celeron M 1GHz或Celeron 600MHz,256/512MB DDR DRAM

·提供512KB電池備份SRAM

·支持ECC DDR DRAM(僅為Celeron M 1GHz處理器)

·支持LM傳感器,可獲取CPU和板卡溫度, 用于監測

·2個RS-232和2個RS-232/422/485端口，帶自動數據流控制

·2個10/100Base-T RJ-45端口

·2個USB和1個TypeI/II PC卡

·2個可選PC/104擴展

·Windows CE.5.0和Windows XP Embedded解決方案

·支持Windows 2000/XP和Linux驅動程序

·帶寫保護(EWF)的Windows XP (SP2)Embedded即用平臺