嵌入式工控机在风力发电中的应用
一、风电行业背景
随着国家对风电行业的扶持力度加大,风电产业发展迅猛。2007年中国大陆新增风电机组3155台,装机容量330.4万KW。与2006年当年新增装机133.7万KW相比,2007年当年新增装机增长率为147.1%
2007年中国大陆累积风电机组6469台,装机容量590.6WKW,风电场158个。分布在21个省市。于2006年累计装机259.9KW相比。2007年累计装机增长率为127.2%,提前3年实现国家《可再生能源法中长期发展规划》中提出的目标。
随着中国风电市场的快速增长以及风电机组制造商新秀的进入,中国风电机组供应市场的竞争格局也正在悄然发生变化。风电场开发商投资建设风电场的热情也**高涨,中国风电装机容量将在2008年底再次**过人们预想而创下新的纪录!预计到2008年底,中国风电机组新增装机容量将达到730.4万千瓦,累计装机容量将达到1335.6万千瓦,新增装机容量增长率预计将达到111.71%。
国家制定的2020年风电装机3000万千万的目标,有望在2011年实现。到2020年,中国风电装机保守估计将达到8000万千瓦。
随着风力发电场的大量建设,风场信息化管理系统,风机远程监控系统业也大量应用。在这样的系统中需要可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。各种采集信号及控制信号通过工业以太网和现场总线汇集到研华严苛计算机UNO-2170中,然后再通过另外一个以太网口将数据传送到风能检测服务器当中。在这个过程中UNO-2170充当数据网关的作用。
二、 风电客户对嵌入式工控机的需求
风力发电系统通常安装在带 有灰尘和大风的恶劣环境中。在这样的环境中,使用一台有风扇的PC为主机平台将会导致风扇和系统故障。客户需要一套可靠的计算机平台,不仅平均无故障时间长,而且要求是一套紧凑的平台。经过考察客户选用了 UNO-2170做为风电控制器的数据网关。
三、方案分析
UNO具有两个以太网口,可以实现现场数据采集以太网和上位信息管理以太网的双网隔离。这样可以保证现场控制层的安全性和实时性。系统通过一个以太网口和主控制PLC通信,它可以对现场的运行设备进行监视和控制,以实现数据采集、设备控制、测量、参数调节以及各类信号报警等各项功能。另外一个以太网口通过风场局域网和监控中心的服务器相连,各种采集信号及控制信号通过工业以太网传送到服务器当中。此外UNO具有方便的扩展功能PC/104接口,能够适应现场各种特殊的需要。在本项目应用中通过增加一片PC/104接口的现场总线卡可以方便的和现场总线设备通信。
四、 研华产品的优势
a)系统稳定,抗震抗冲击
研华网络通讯管理机采用嵌入式低功耗芯片,整版无软连接设计,系统可靠性成倍提高。
宽温工作,具有良好的抗震抗冲击性。适合钢厂等恶劣工业现场的应用。
b)通讯智能,容量**大
研华通讯管理机可以自动侦测网络状态,自动调整采集数据的存储策略。在于上位数据库网络中断时,自动将采集数据存储到本地。等到网络恢复正常,自动将暂存数据记录到上位数据库中。存储数据量**大可达250G。
c)使用简单,驱动丰富
研华网络通讯管理机*编程,只需要根据下位设备的类型选用相应的驱动,进行简单的参数配置,既可以完成数据的采集,暂存和续传功能。兼容主流的一百多种PLC和DCS系统
d)开放性架构,内建server
研华网络通讯管理机是开放性的网络通讯管理机。内建webServer,可以很方便的通过web了解到现场采集的状态和数据。内建内建ModbusTCP Server和OPC Server,可以和主流的组态软件进行数据交换。
e)双网隔离,数据安全
研华网络通讯管理机具有两个以太网口,这样可以做到现场控制层和数据采集层双网物理隔离。从根本上杜绝了对控制层的非法访问,保证了生产系统的安全运行。
六、 产品规格
UNO-2170是一款高性能Celeron M 控制器,支持PC/104扩展、串行通讯端口和其它网络功能。UNO-2170支持Windows XP Embedded OS和Windows , 能够提供定制的映像文件,带有优化后的板载设备驱动程序。嵌入式Windows XP Embedded能够以组件方式提供Windows操作系统的功能。您可以方便的将自己的应用无缝整合到Windows XP Embedded中,通过使用带有丰富网络功能的应用随用平台显着加快您的系统开发周期,以满足不同的应用需求。
近年来,随着物联网技术发展逐渐成熟,当物联网技术结合农场管理,智慧农业成为大势所趋。在农业智能化的领域中, 将科技元素导入农场管理,满足施肥、灌溉、培养、植物工厂、温室等的多重需求,对农作物的生产-加工-运输-销售等环 节进行全过程的监控和追踪。研华提供可靠的基于Web的SCADA控制器及监控系统,包含紧凑型嵌入式工业电脑、可靠 的网络通讯模块,远程数据采集模块及基于Web浏览器的HMI/SCADA软件—WebAccess。通过物联网技术,准确掌握 从农作物生长环境管控到成长过程监控的各项信息,成就产量及品质的双丰收。
研华ARK嵌入式工控机在污水处理的应用
一、项目背景
在污水治理监测项目中,所涉及的污水处理监测系统,很多必需无人值守设备或监测点,受到地形、气候、监测范围等因素影响,而且还要求设备能更好的移动性、可扩展连结设备、设备维护方便,那么如何性能的工业控制平台才能真正满足污水处理系统中的应用哪?
二、系统介绍
在监测点需要怎样的控制平台才能满足系统需要?
1.维护简单、稳定的控制平台,能够适应恶劣环境的无人值守应用。
2.要求机构紧凑,便于与设备机柜内安装,无风扇系统确保系统的稳定高效,同时安装到狭小的空间内很好的解决机器散热问题。
3.强大的处理能力,满足数据处理的计算能力及控制,并连接各个监测设备及模块。
4.密闭、抗震以及对环境适应性高。
三、系统结构
控制系统设计(系统硬件配置)
系统采用上下位机的控制方式。上位机采用工业PC或工业级ARK嵌入式工控机3000系列,与下位机采用485进行
通信,上位机主要完成工艺流程画面的显示,实时采集各点的参数值,并在画面上动态显示实际值,自动保存各
点值,自动报警、统计打印、报表等。下位机采用ARK嵌入式工控机5280 加专业采集卡实现采集控制器,它由
各种AI、AO、DI、DO等卡件组成。现场信号经过线缆,传输到信号处理卡,处理成便于计算机处理的1~5V直
流信号,A/D转换后,经过485上传给上位机。对调节回路各回路的输入信号与上位机下传的给定信号进行比较。
研华ARK系列工控机特点:
稳定性:能够在户外24小时无间断工作,整机稳定性能满足其要求。
高性能:丰富I/O 连接性能和优良网络传输质量,提供了性能保证。
抗干扰:无风扇的特性使季节变化的户外的温度、粉尘对计算机的影响不可忽视,研华的整机均经过严格的高低温度测试,以及其他各种干扰测试。
体积小:整机只需占用很小的空间,对设备机柜等实物的体积有着积极的影响。
四.系统优势
该系统和传统监测方式相比,实现了对污水污染点水排放量及理化参数量数据的自动提取和随机抽取、污水处理设备运转情况的自动提取监控和非正常情况下的报警、污水排放主要理化指标**标自动报警、排污费的自动计费、数据统计报表自动生成。同时该系统运行*,系统*扩展,留有数据接口,通过配置或改变不同的传感器,采集大气参数、城市噪音参数,系统也适用于大气和噪音监测,与有线MODEM、无线数传电台数据传输相比,该系统在技术上更具先进性。
获专利的通讯串口 :支持RS-232/422/485跳线设 置、RS-485 自动流控、隔 离、EFT保护、过压保护等功能。