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研华嵌入式工控机在风力发电中的应用 研华（中国）公司电力与能源事业部 韦志平 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空前高涨，中国风 电装机容量将在 2008 年底再次超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、 系统网络架构图 四、 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。 五、 研华产品的优势 1、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。 2 、通讯智能，容量超大 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。存储数据量超大可达 250G。 3、使用简单，驱动丰富 研华网络通讯管理机无需编程，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 4 、 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。 5、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。