風電齒輪箱試驗臺測控系統設計

錢黎明，郭 峰，沙 春

（南通理工學院機械工程學院，江蘇 南通 226002）

1 引言

齒輪箱作為風電設備必不可少的部件，其工作狀態對風電設備起至關重要的作用[1]。風電齒輪箱在運行過程中，工況極為復雜，由于安裝以及制造誤差等因素，易產生振動、沖擊、彈性變形等[2-3]。隨著測控技術的不斷發展，原有的齒輪箱試驗臺已無法滿足風電齒輪箱其越來越高的測控需求。因此，針對傳統測控系統的不足，文章設計一套性能優異的風電齒輪箱試驗臺實時測控系統。包含總體結構設計以及測控裝置設計，其中總體設計采用電封閉方式，測控系統設計基于PCS7 和LabVIEW。

2 風電齒輪箱試驗臺測控系統設計

2.1 試驗臺系統總體設計

風電齒輪箱試驗臺測控系統采用電功率封閉試驗臺設計方案，并選用基于PCS7 的技術方案。SIMATIC PCS7 系統是一套典型的現代分布式控制系統，采用了現行局域網技術。整個系統由西門子硬件組成，包括自動化儀表、執行器、IO 模塊、控制器、通信處理器、工程師站以及操作員站等。風電齒輪箱試驗臺采用PCS7 中的SFC，試驗設備在不同試驗階段處于不同的功能狀態，其中SFC 用于實現順序控制功能。系統包含變頻器、傳感器、PCS7、S7-400 等設備，結構拓撲，如圖1 所示。

2.2 試驗臺硬件系統設計

風電齒輪箱試驗臺硬件系統設計包括測控系統、傳動系統和輔助系統。

2.2.1 測控系統硬件設計

監控系統的功能包括現場模擬量信號采集和現場設備監控。系統采用PCS7 實現測控一體化，總體結構選用穩定性較好的冗余模式?！?br>