风力发电风车故障监测系统设计

中文题目：风力发电风车故障监测系统设计外文题目：DESIGNOFWINDPOWERWINDMILLFAULTMONITORINGSYSTEM毕业设计（论文）共49页(其中：外文文献及译文10页)图纸共1张完成日期2015年6月答辩日期2015年6月辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）学生诚信承诺保证书本人郑重承诺：《》毕业设计（论文）的内容真实、可靠，系本人在指导教师的指导下，独立完成。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担全部责任。学生签名：年月日辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）指导教师诚信承诺保证书本人郑重承诺：我已按学校相关规定对同学的毕业设计（论文）的选题与内容进行了指导和审核，确认由该生独立完成。如果存在弄虚作假、抄袭的情况，本人承担指导教师相关责任。指导教师签名：年月日I摘要全球人口增长和发展中国家的经济扩张，到2050年，世界能源需求可能翻番甚至增加两倍。地球上的全部生命都依赖于能源和碳循环。能源对经济级社会发展都至关重要，但这也带来了环境方面的挑战。我们必须探索能源生产与消费的各个方面，包括提高能效、清洁能源、全球碳循环、碳资源、废弃物和生物质，还要关注它们与气候和自然资源问题之间的关系。风力发电的发展是时代的需要。在风力发电控制系统中，基于PLC为主控制器的设计是未来的发展方向。本设计基于PLC的风力发电控制系统，旨在保证风力发电机组的各类轴承、齿轮箱、风轮、发电机正常工作；通过选择合适的控制方法，使系统能更加稳定的运行，进而可以有效提高风力利用率。设计中主要对发电机控制电路、偏航控制电路、风轮和齿轮箱及液压站的运行和工作情况进行了设计，并绘制了相应的电气原理图。在控制电路中还说明了PLC、电动机及相应低压器件的型号选择，绘制了I/O接线图；在发电机控制电路中，设计了发电机的转速控制方面；偏航电路中，设计了对风、解缆功能；在齿轮箱系统中，设计了油位控制功能。同时在设计中还详细编写了各部分的控制程序，并进行了相关调试，另外利用S7-200仿真软件进行了系统仿真验证，仿真结果满足设计要求。关键词：可编程控制器；故障监测；控制系统；传感器；风力发电IIAbstractGlobalpopulationgrowthandeconomicexpansionindevelopingcountries,by2050,worldenergydemandislikelytodoubleoreventriple.AlllifeonEarthisdependentonenergyandthecarboncycle.Energylevelofeconomicandsocialdevelopmentareessential,butitalsobringsenvironmentalchallenges.Wemustexploreallaspectsofenergyproductionandconsumption,includingenergyefficiency,cleanenergy,globalcarboncycle,carbonresources,wasteandbiomass,butalsoconcernedabouttheirrelationshiptoclimateandnaturalresourceissues.Developmentofwindpoweristheneedofthetimes.Inthewindpowergenerationcontrolsystem,PLCbasedcontrollerdesignisbasedonthefuturedirectionofdevelopment.ThedesignisbasedwindpowerPLCcontrolsystemdesignedtoensureallkindsofbearingsofthewindturbine,gearbox,windturbine,generatorwork;bychoosingtheappropriatemethodofcontrollingtheoperationofthesystemcanbemorestable,andthuscanbeeffectivelyimprovetheutilizationofwindpower.Designofthemaincontrolcircuitofthegenerator,yawcontrolcircuit,andoperationofthewindwheelandtheworkgearboxesandhydraulicstationsweredesigned,anddrawtheappropriateelectricalschematics.InthecontrolcircuitalsodescribedmodelselectionPLC,low-voltagemotorsandcorrespondingdevices,drawsI/Owiringdiagram;thegeneratorcontrolcircuit,thedesignofthegeneratorspeedcontrol;yawcircuit,designedforwind,untwistingfunctions;thegearboxsystemdesignedoillevelcontrolfunctions.Atthesametimeinthedesignofthecontrolprogramalsodetailsthepreparationofeachpart,andfortherelevantcommissioning,anotheradvantageofthesystemS7-200simulationsoftwaresimulation,thesimulationresultsmeetthedesignrequirements.Keywords:PLC;faultmonitoring;controlsystem;sensor;windpower目录1前言..........................................................................................................11.1风力发电的发展现状和意义..............................................................11.2设计的主要内容及目的......................................................................12风力发电系统以及故障监测系统简介.................................................32.1风力发电系统的组成..........................................................................32.2风力发电风车故障监测系统组成......................................................42.3风电诊断系统主要实现功能..............................................................52.4风力发电风车主要故障......................................................................62.4.1风力发电机组故障...........................................................................62.4.2风力发电风车叶片故障...................................................................72.4.3风力发电风车轴承主要故障...........................................................73风电故障监测系统总体设计方案.........................................................93.1机组状态特征参数监测......................................................................93.1.1气象参数监测...................................................................................93.1.2振动监测..........................................................................................103.1.3转速监测..........................................................................................103.1.4温度监测..........................................................................................113.2其他参数监测....................................................................................113.3控制系统总体方案设计....................................................................124风力发电风车故障监测系统硬件选型设计......................................134.1故障监测系统传感器........................................................................134.1.1转速传感器.....................................................................................134.1.2温度传感器.....................................................................................174.1.3振动传感器.....................................................................................204.2系统传感器与系统控制模块的选型设计........................................224.2.1风速风向传感器的选型.................................................................224.2.2温度传感器的选型........................................................................224.3PLC概述............................................................................................274.3.1PLC的发展历程..................................................