一种基于plc的手动变桨控制系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于风力发电技术领域，尤其涉及一种控制风力发电机叶片变桨的系统。
【背景技术】
[0002]在风力发电技术领域，风力发电机叶片变桨是十分重要的技术要求，在兆瓦级大型风机变桨系统维护中手动变桨控制必不可少的环节。
[0003]授权公告号为CN202031775U，授权公告日为2011年11月9日的中国实用新型专利公开了一种兆瓦级风力发电机组变桨控制装置，解决了现有技术存在的影响机组的运行寿命和安全运行等问题，包括机舱控制器及变桨控制系统，其技术要点是:变桨控制系统中以包含通过信号电缆连接的变桨控制器和独立监测装置的变桨主控柜作为变桨主控单元，并由变桨电池柜、伺服控制柜、变桨电机组成三个桨叶的变桨执行单元；机舱控制器将统一的桨角给定值发送到变桨控制器；变桨主控柜与三个桨叶的变桨执行单元连接，并发送独立变桨信号给相应的伺服控制柜。其结构设计合理，变桨控制准确，实时监测桨距角调节，消除风电机组风轮运行的轴向振动，增加机组安全链的保护环节，有效地提升风电机组超速保护能力，使风电机组的运行更加可靠、稳定。
[0004]现有的手动变桨控制是依赖手动变桨操作盒进行手动变桨的，这种变桨方式需要维护人员将手动变桨操作盒放到风机塔顶的轮毂上，再将手动变桨操作盒的插头插在变桨控制柜的相关位置上才能控制变桨。这种变桨控制方式给维护人员带来了很多不便之处，变桨效率低，劳动强度大，而且在放变桨操作盒可能造成变桨操作盒损坏，提高了维护成本。
【发明内容】
[0005]为了克服上述采用手动变桨操作盒进行变桨存在的变桨效率低，劳动强度大的缺陷，本发明提供了一种基于PLC的手动变桨控制系统，通过该变桨控制系统控制就不需要维护人员将手动变桨操作盒放到风机塔顶的轮毂上，提高了变桨效率，减轻了维护人员的劳动强度。
[0006]为了达到上述技术目的，本发明采用的技术方案是:
一种基于PLC的手动变桨控制系统，其特征在于:包括电源模块、PLC控制器、主旋钮开关和至少一个变桨单元，每一个变桨单元均包括硬件部分和软件部分；每一个变桨单元的硬件部分均包括1个伺服驱动器、1个副旋钮开关、3个按钮开关、1个限位开关、1个指示灯和1个限位开关指示灯，所述电源模块能够将交流电转为直流电，所述主旋钮开关、副旋钮开关和按钮开关的一端连接在电源模块上，主旋钮开关、副旋钮开关和按钮开关的另一端连接在PLC控制器上，所述指示灯连接在PLC控制器上，所述PLC控制器与伺服驱动器相连，所述限位开关连接在电源模块上，所述限位开关指示灯连接在限位开关上；每一个变桨单元的软件部分均包括手动变桨模块、手动开桨模块、手动收桨模块、桨叶角度校零模块、桨叶角度为0°位置指示模块和桨叶角度为92°位置指示模块，所述手动变桨模块用于控制变桨系统进入手动变桨模式，所述手动开桨模块用于控制桨叶开桨，所述手动收桨模块用于控制桨叶收桨，所述桨叶角度校零模块用于桨叶角度校零，所述桨叶角度为0°位置指示模块用于指示桨叶角度到达0°位置，所述桨叶角度为92°位置指示模块用于指示桨叶角度到达92°位置。
[0007]所述手动变桨模块的具体控制流程为:PLC控制器检测主旋钮开关的电信号高电平信号还是低电平信号，检测到主旋钮开关的电信号为高电平信号则进入手动变桨模式，检测到主旋钮开关的电信号为低电平信号手动变桨模块不动作。
[0008]所述手动开桨模块的具体控制流程为:手动变桨模块控制桨叶变桨系统进入手动变桨模式后，PLC控制器检测所有副旋钮开关和控制手动开桨的按钮开关的电信号为高电平信号还是低电平信号，当有副旋钮开关的电信号为高电平信号，且控制手动开桨的按钮开关的电信号为高电平信号，则电信号为高电平信号的副旋钮开关控制的桨叶在相应的伺服驱动器的驱动下朝着开桨方向运行，PLC控制器检测到为低电平信号的副旋钮开关控制的桨叶不动作。
[0009]所述手动收桨模块的具体控制流程为:手动变桨模块控制桨叶变桨系统进入手动变桨模式后，PLC控制器检测所有副旋钮开关和控制手动收桨的按钮开关的电信号为高电平信号还是低电平信号，当有副旋钮开关的电信号为高电平信号，且控制手动收桨的按钮开关的电信号为高电平信号，则电信号为高电平信号的副旋钮开关控制的桨叶在相应的伺服驱动器的驱动下朝着收桨方向运行，PLC控制器检测到为低电平信号的副旋钮开关控制的桨叶不动作。
[0010]所述桨叶角度校零模块具体控制流程为:手动变桨模块控制桨叶变桨系统进入手动变桨模式后，PLC控制器检测所有副旋钮开关和控制桨叶角度校零的按钮开关的电信号为高电平信号还是低电平信号，当有副旋钮开关的电信号为高电平信号，且控制桨叶角度校零的按钮开关的电信号为高电平信号，则电信号为高电平信号的副旋钮开关控制的桨叶在相应的伺服驱动器的驱动下进行桨叶角度校零，桨叶角度校零完成后，PLC控制器点亮指示灯，PLC控制器检测到为低电平信号的副旋钮开关控制的桨叶不动作。
[0011]所述桨叶角度为0°位置指示模块具体控制流程为:PLC控制器检测所有桨叶的角度是否处于0°位置，处于0°位置的桨叶对应的指示灯被PLC控制器点亮，处于其他位置的桨叶对应的指示灯不点亮。
[0012]所述桨叶角度为92°位置指示模块具体控制流程为:PLC控制器检测所有桨叶的角度是否处于92°位置，处于92°位置的桨叶对应的限位开关接通，相应的限位开关指示灯点亮。
[0013]伺服驱动器通过连接在变桨电机上的反馈线来检测变桨电机位置从而计算出桨叶角度，并通过CAN通信发送给PLC控制器，PLC控制器就可检测出桨叶的角度。
[0014]桨叶转动到92度位置的时候，就会触碰到相应的限位开关，相应的指示灯就会被点壳。
[0015]本发明具有以下有益效果:
本发明是基于PLC来实现的控制，整个控制简单方便，易于控制。通过该变桨控制系统控制就不需要维护人员将手动变桨操作盒放到风机塔顶的轮毂上，提高了变桨效率，减轻了维护人员的劳动强度。
【附图说明】
[0016]图1为本发明实施例1的控制原理图；
图2为本发明手动变桨模块具体控制流程图；
图3为本发明实施例1手动开桨模块具体控制流程图；
图4为本发明实施例1手动收桨模块具体控制流程图；
图5为本发明实施例1桨叶角度校零模块具体控制流程图；
图6为本发明实施例1桨叶角度为0°位置指示模块具体控制流程图；
图7为本发明实施例1桨叶角度为92°位置指示模块具体控制流程图；
图8为实施例2的控制原理图；
图9为本发明实施例2手动开桨模块具体控制流程图；
图10为本发明实施例2手动收桨模块具体控制流程图；
图11为本发明实施例2桨叶角度校零模块具体控制流程图；
图12为本发明实施例2桨叶角度为0°位置指示模块具体控制流程图；
图13为本发明实施例2桨叶角度为92°位置指示模块具体控制流程图；
图14为实施例3的控制原理图；
图15为本发明实施例3手动开桨模块具体控制流程图；
图16为本发明实施例3手动收桨模块具体控制流程图；
图17为本发明实施例3桨叶角度校零模块具体控制流程图；
图18为本发明实施例3桨叶角度为0°位置指示模块具体控制流程图；
图19为本发明实施例3桨叶角度为92°位置指示模块具体控制流程图。
【具体实施方式】
[0017]实施例1
一种基于PLC的手动变桨控制系统，其特征在于:包括电源模块、PLC控制器主旋钮开关和至少一个变桨单元，每一个变桨单元均包括硬件部分和软件部分；每一个变桨单元的硬件部分均包括1个伺服驱动器、1个副旋钮开关、3个按钮开关、1个限位开关、1个指示灯和1个限位开关指示灯，所述电源模块能够将交流电转为直流电，所述旋钮开关和按钮开关的一端连接在电源模块上，旋钮开关和按钮开关的另一端连接在PLC控制器上，所述指示灯连接在PLC控制器上，所述PLC控制器与伺服驱动器相连，所述限位开关连接在电源模块上，所述限位指示灯连接在限位开关上；每一个变桨单元的软件部分均包括手动变桨模块、手动开桨模块、手动收桨模块、桨叶角度校零模块、桨叶角度为0°位置指示模块和桨叶角度为92°位置指示模块，所述手动变桨模块用于控制变桨系统进入手动变桨模式，所述手动开桨模块用于控制桨叶开桨，所述手动收桨模块用于控制桨叶收桨，所述桨叶角度校零模块用于桨叶角度校零，所述桨叶角度为0°位置指示模块用于指示桨叶角度到达0°位置，所述桨叶角度为92°位置指示模块用于指示桨叶角度到达92°位置。
[0018]变桨单元为一个，所