一、風(fēng)電行業(yè)背景

隨著國(guó)家對(duì)風(fēng)電行業(yè)的扶持力度加大，風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅猛。2007年中國(guó)大陸新增風(fēng)電機(jī)組3155臺(tái)，裝機(jī)容量330.4萬(wàn)KW。我國(guó)許多企業(yè)的整機(jī)制造技術(shù)是從國(guó)外引進(jìn)的，引進(jìn)的技術(shù)與國(guó)內(nèi)風(fēng)電場(chǎng)的氣候環(huán)境能否適應(yīng)，往往未經(jīng)科學(xué)論證。加之由于前幾年風(fēng)電設(shè)備供不應(yīng)求，許多整機(jī)未經(jīng)試運(yùn)行就直接批量生產(chǎn)，這些設(shè)備并網(wǎng)發(fā)電后，勢(shì)必存在質(zhì)量和安全隱患。由于核心技術(shù)缺失，大批兆瓦級(jí)新型風(fēng)電機(jī)組匆忙投入規(guī)?；a(chǎn)，產(chǎn)品質(zhì)量問(wèn)題也正在顯現(xiàn)。風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)及風(fēng)電并網(wǎng)存在瓶頸。在風(fēng)電場(chǎng)開(kāi)發(fā)環(huán)節(jié)存在設(shè)備交貨不及時(shí)、調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)，各種設(shè)備故障不斷發(fā)生，風(fēng)機(jī)運(yùn)行小時(shí)數(shù)偏低，電網(wǎng)卡脖子，致使“有電上不了網(wǎng)”、“風(fēng)機(jī)曬太陽(yáng)”等現(xiàn)象。

2007年中國(guó)大陸累積風(fēng)電機(jī)組6?69臺(tái)，裝機(jī)容量590.6WKW，風(fēng)電場(chǎng)158個(gè)。分布在21個(gè)省市。于2006年累計(jì)裝機(jī)259.9KW相比。2007年累計(jì)裝機(jī)增長(zhǎng)率為127.2%，提前3年實(shí)現(xiàn)國(guó)家《可再生能源法中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》中提出的目標(biāo)。

隨著中國(guó)風(fēng)電市場(chǎng)的快速增長(zhǎng)以及風(fēng)電機(jī)組制造商新秀的進(jìn)入，中國(guó)風(fēng)電機(jī)組供應(yīng)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)格局也正在悄然發(fā)生變化。預(yù)計(jì)到2008年底，中國(guó)風(fēng)電機(jī)組新增裝機(jī)容量將達(dá)到730.4萬(wàn)千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)到1335.6萬(wàn)千瓦，新增裝機(jī)容量增長(zhǎng)率預(yù)計(jì)將達(dá)到111.71%。

國(guó)家制定的2020年風(fēng)電裝機(jī)3000萬(wàn)千萬(wàn)的目標(biāo)，有望在2011年實(shí)現(xiàn)。到2020年，中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)保守估計(jì)將達(dá)到8000萬(wàn)千瓦。

隨著風(fēng)力發(fā)電場(chǎng)的大量建設(shè)，風(fēng)場(chǎng)信息化管理系統(tǒng)，風(fēng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)業(yè)也大量應(yīng)用。在這樣的系統(tǒng)中需要可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。各種采集信號(hào)及控制信號(hào)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)和現(xiàn)場(chǎng)總線匯集到研華嚴(yán)苛計(jì)算機(jī)UNO-2170中，然后再通過(guò)另外一個(gè)以太網(wǎng)口將數(shù)據(jù)傳送到風(fēng)能檢測(cè)服務(wù)器當(dāng)中。

二、風(fēng)電客戶對(duì)嵌入式工控機(jī)的需求

風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)通常安裝在帶 有灰塵和大風(fēng)的惡劣環(huán)境中。在這樣的環(huán)境中，使用一臺(tái)有風(fēng)扇的PC為主機(jī)平臺(tái)將會(huì)導(dǎo)致風(fēng)扇和系統(tǒng)故障。風(fēng)力發(fā)電制動(dòng)分兩部分，氣動(dòng)制動(dòng)與機(jī)械制動(dòng)。氣動(dòng)制動(dòng)就在定槳風(fēng)機(jī)上就是讓槳葉的液壓缸動(dòng)作，使葉尖的擾流在離心力的作用下甩出，轉(zhuǎn)動(dòng)90度，產(chǎn)生氣動(dòng)阻力，實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)制動(dòng)。機(jī)械制動(dòng)（也稱為駐車(chē)剎車(chē)Parking Brake）就是在風(fēng)機(jī)齒輪箱高速軸端或（小風(fēng)機(jī)）低速軸端安裝有盤(pán)式剎車(chē)，利用液壓或彈簧的作用，使剎車(chē)片與剎車(chē)盤(pán)作用，產(chǎn)生制動(dòng)力矩，因?yàn)闄C(jī)械剎車(chē)在制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生很大的熱量（大多數(shù)的風(fēng)機(jī)著火都是因?yàn)檫@個(gè)），所以一般情況下只在轉(zhuǎn)速很低的情況下才動(dòng)作。一般正常停機(jī)的的情況下，先動(dòng)作氣動(dòng)制動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)速下降到一定轉(zhuǎn)速后再動(dòng)作機(jī)械制動(dòng)。緊急制動(dòng)就是氣動(dòng)制動(dòng)與機(jī)械制動(dòng)一起動(dòng)作。

三、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)圖

四、方案分析

UNO具有兩個(gè)以太網(wǎng)口，可以實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集以太網(wǎng)和上位信息管理以太網(wǎng)的雙網(wǎng)隔離。這樣可以保證現(xiàn)場(chǎng)控制層的安全性和實(shí)時(shí)性。系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)以太網(wǎng)口和主控制PLC通信，它可以對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)行設(shè)備進(jìn)行監(jiān)視和控制，以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、設(shè)備控制、測(cè)量、參數(shù)調(diào)節(jié)以及各類(lèi)信號(hào)報(bào)警等各項(xiàng)功能。另外一個(gè)以太網(wǎng)口通過(guò)風(fēng)場(chǎng)局域網(wǎng)和監(jiān)控中心的服務(wù)器相連，各種采集信號(hào)及控制信號(hào)通過(guò)工業(yè)以太網(wǎng)傳送到服務(wù)器當(dāng)中。

五、研華產(chǎn)品的優(yōu)勢(shì)

a）系統(tǒng)穩(wěn)定，抗震抗沖擊

研華網(wǎng)絡(luò)通訊管理機(jī)采用嵌入式低功耗芯片，整版無(wú)軟連接設(shè)計(jì)，系統(tǒng)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(yè)現(xiàn)場(chǎng)的應(yīng)用。

b）通訊智能，容量超大

研華通訊管理機(jī)可以自動(dòng)偵測(cè)網(wǎng)絡(luò)狀態(tài)，自動(dòng)調(diào)整采集數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)策略。在于上位數(shù)據(jù)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)中斷時(shí)，自動(dòng)將采集數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到本地。等到網(wǎng)絡(luò)恢復(fù)正常，自動(dòng)將暫存數(shù)據(jù)記錄到上位數(shù)據(jù)庫(kù)中。存儲(chǔ)數(shù)據(jù)量超大可達(dá)250G。

c）使用簡(jiǎn)單，驅(qū)動(dòng)豐富

研華網(wǎng)絡(luò)通訊管理機(jī)無(wú)需編程，只需要根據(jù)下位設(shè)備的類(lèi)型選用相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行簡(jiǎn)單的參數(shù)配置，既可以完成數(shù)據(jù)的采集，暫存和續(xù)傳功能。兼容主流的一百多種PLC和DCS系統(tǒng)。

d）開(kāi)放性架構(gòu)，內(nèi)建server

研華網(wǎng)絡(luò)通訊管理機(jī)是開(kāi)放性的網(wǎng)絡(luò)通訊管理機(jī)。內(nèi)建webServer，可以很方便的通過(guò)web了解到現(xiàn)場(chǎng)采集的狀態(tài)和數(shù)據(jù)。內(nèi)建內(nèi)建ModbusTCP Server和OPC Server，可以和主流的組態(tài)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。

e）雙網(wǎng)隔離，數(shù)據(jù)安全

研華網(wǎng)絡(luò)通訊管理機(jī)具有兩個(gè)以太網(wǎng)口，這樣可以做到現(xiàn)場(chǎng)控制層和數(shù)據(jù)采集層雙網(wǎng)物理隔離。從根本上杜絕了對(duì)控制層的非法訪問(wèn)，保證了生產(chǎn)系統(tǒng)的安全運(yùn)行。

六、產(chǎn)品規(guī)格

UNO-2170是一款高性能Celeron M 控制器，支持PC/104擴(kuò)展、串行通訊端口和其它網(wǎng)絡(luò)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(yōu)化后的板載設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序。嵌入式Windows XP Embedded能夠以組件方式提供Windows操作系統(tǒng)的功能。

·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(jiān)測(cè)

·2個(gè)RS-232和2個(gè)RS-232/422/485端口，帶自動(dòng)數(shù)據(jù)流控制

·2個(gè)10/100Base-T RJ-45端口

·2個(gè)USB和1個(gè)TypeI/II PC卡

·2個(gè)可選PC/104擴(kuò)展

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

·支持Windows 2000/XP和Linux驅(qū)動(dòng)程序

·帶寫(xiě)保護(hù)（EWF）的Windows XP （SP2）Embedded即用平臺(tái)