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圖3 風電場公共接入點電力監測

具有XFC超采樣技術的電力測量模塊 EL3773 對風電場電網公共接入點進行監控。倍福工業 PC 上運行的能量管理平臺通過 EtherCAT 耦合器接入到風電場實時網絡，采集公共接入點處和每臺風機并網側的電網狀況，通過平臺里專用的控制程序統一調控整個風電場的電壓、頻率、有功出力和無功等。

通訊架構：

1、風場實時網絡為環網方式，使用單模光纖通過 EtherCAT 總線和相應的耦合器 EK1501 把風場的風機連接成通訊環網。風場中的每臺風機的主控制器CX5020可通過以太網交換機模塊 EL6601 與接入風場網絡，并使用 EtherCAT 網橋模塊 EL6692 實現與能量管理平臺的實時通訊。

2、 EtherCAT采用開放的實時以太網通訊協議，是一種高速以太網現場總線，由德國倍福自動化有限公司研發。EtherCAT 為系統的實時性能和拓撲的靈活性樹立了新的標準，分布于100個節點的1000個開關量刷新時間僅為30µs，同時，它還明顯降低了現場總線成本。EtherCAT 的特點還包括分布式時鐘，可選線纜冗余和功能性安全協議(SIL3)。采用 XFC （極速控制）技術后，利用時間戳可獲得小于100 ns的時間分辨率。

關鍵設備：

1、 CX5020

CX50x0系列是符合標準 DIN 導軌安裝方式、無風扇、寬溫型的嵌入式控制器，CX50x0采用 Intel Atom 低功耗處理器，CPU 主頻可達1.6 G。帶有兩個獨立的千兆以太網端口和四個 USB 2.0 接口，可以通過 DVI 接口與倍福控制面板或標準 DVI 顯示器相連。根據需要，也可添加一個串口（RS232/RS422/RS485）或具有主站或從站功能的現場總線接口。位于蓋板后面并可從外部拆裝的可互換的 CF 卡作為引導和存儲介質。CX5000 系列還內置了一個 1 秒鐘 UPS，可確保在 CF 卡上安全備份持久性應用數據。

2、 EK1501 /EK1521

帶光纖接口的EhterCAT 耦合器和接口模塊；具有EtherCAT 的光電轉換和耦合功能。使用帶單模的光纖接口的耦合器和接口模塊，可以實現EhterCAT光纖線纜冗余系統，最遠的距離可達20千米。

3、 EL3413

專為風電設計，用于單臺風力發電機的電力監測，不需要電壓互感器可直接接入 690 V AC。檢測電流信號的通道是相互隔離的，可以與各種通用的電流互感器進行連接。該電力測量模塊能對電壓、電流、頻率、有功，無功，功因、發電量，上至21次諧波等等相關指標的進行監測。

4、 EL3773

超采樣電力測量模塊 EL3773 采用倍福 XFC 技術，6個通道可同時以100µs的精度進行采樣，基于采樣所得的電流電壓，客戶可以計算出真有效值及實現復雜的自定義算法。支持分布式時鐘。

5、 EL6692 /EL6601

EL6692用于不同主站的EtherCAT 網段之間的數據交換，同時它還可以同步各個網段的分布式時鐘。

EL6601 為以太網交換機模塊，用于將以太網設備與 EtherCAT 端子模塊網絡進行分布式連接，交換機端子模塊可安裝在 EtherCAT 網段中的任意位置，無需進行任何配置。

倍福風電功能庫為風機主控開發帶來極大的便利

集合倍福多年風電主控系統開發的經驗，為高效成熟的風電功能庫。倍福風電功能庫以模塊化的形式組成，且源代碼完全開放，幫助技術人員深入理解風機的控制。使用這些功能庫能夠顯著縮短主控制程序的開發時間，也可對現有程序的主控制架構、控制代碼和邏輯進行優化。其主要軟件模塊有：

1	Library Wind Auxiliaries （風電輔助庫）
2	Library Statuscodes / Statuscode Generator（狀態碼庫和生成工具）
3	Trace Logger（狀態記錄文件）
4	Mean-Value Logger（均值記錄）
5	PowerCurve Logger（功率曲線記錄）
6	Simulation（風機模擬庫）
7	I/O-Generator（I/O 生成工具）
8	Parameter Generator（參數生成工具）
9	Remote Comand Generator（遠程命令生成工具）

倍福TwinCAT3軟件

倍福公司早在1986年就創立了基于PC控制技術的自動化全球標準，在軟件方面，以TwinCAT（The Windows Control and Automation Technology）自動化組件作為控制系統的核心軟件，TwinCAT 軟件將任意一個基于PC的系統變成一個多PLC、NC、CNC 或機器人的實時控制系統。TwinCAT 3 是倍福在TwinCAT 2軟件基礎上更深入的系統性研究開發的成果，以下列舉了TwinCAT 3的一些特點，圖4為TwinCAT3系統圖：

· 編程和配置只需要一個軟件

· 集成 Visual Studio

· 選擇編程語言更加靈活

· 支持面向對象的 IEC61131-3

· 使用 C/C++作為實時應用編程工具

· 支持 Matlab/Simulink

· 支持多核和 64 位系統

· 可將 TwinCAT 2 的方案直接移植到 TwinCAT 3

公司簡介：

德國倍福自動化有限公司總部位于德國威爾市。公司在世界各地設有分支機構，加上全球的合作伙伴，目前公司業務已遍及 60 多個國家。

倍福始終以基于 PC 的自動化新技術作為公司的發展理念，所生產的工業電腦、現場總線模塊、驅動產品和 TwinCAT控制軟件構成了一套完整的、相互兼容的控制系統，可為各個工控領域提供開放式自動化系統和完整的解決方案。近 30 年來，倍福公司的組件和系統解決方案在世界各地得到了廣泛的應用。

自 2001 年 3 月德國倍福成立北京代表處以來，公司在中國的業務迅速發展，先后成立了上海代表處和廣州代表處，并在寧波、武漢、成都、青島設立了聯絡處。2007 年 8 月上海代表處經轉制后正式成立倍福中國公司，并將倍福中國區總部遷至上海。隨著各種具有良好性價比的新產品、新技術不斷進入中國市場，其勇于打破傳統控制模式，傾力推廣 PC 控制新技術的理念已被越來越多的中國用戶所接受。

聯系方式：

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