变桨解缆机舱跟踪故障检测双馈风力发电实训装置
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变桨解缆机舱跟踪故障检测双馈风力发电实训装置
主要技术规格及要求
控制柜总尺寸：长6.36～7m，宽1.77～2.3m，高1.55～1.65m；
吊车及模拟风源尺寸：长5.23～6m，宽1.12～2m，高3.08～3.6m
设备主体尺寸：长10～11m，宽1.97～2.5m，高2.31～2.8m
环境温度： 使用时0～40℃，保存时-20～70℃
相对湿度： 35～85％RH（不结露）
环境空气： 不含腐蚀性、可燃性气体，无大量导电性尘埃
整机最大功耗：10KW
最大发电量： 3KW
（一） 机舱变桨偏航风力发电设备
机舱变桨跟踪风力发电设备是整套实训装置的主体设备，由于实验室内部风力较小，无法带动风力发电机进行发电，因此采用鼓风机模拟自然风，PLC根据模拟风源的大小确定拖动机的转速，使用拖动机带动双馈发电机转动，风源的大小以及风向等是由吊车及风源模拟装置来完成。设备还带有增速箱以及液压抱闸，完成对风力发电机转轴抱闸动作，防止风力发电机转速过快引起设备故障及危险。轮毂变桨装置可以对桨叶角度进行调节，机舱可以进行-720度--+720度之间旋转，达到最大位置时进行解缆动作。
设备包含有以下具体内容：
1.双馈风力发电机
双馈风力发电机具体参数：
发电机型号 YSF112M-4
中心高度 112mm
工作制 S1
额定功率 3kW
额定电压 380V
额定转速 1800rpm
转速范围 1000-2000 rpm
极数 4
定子电流 3.8A
转子电流 2.7A
转子开路电压 605V
绝缘等级F级
冷却方式 IC411
结构类型 IM 1001
防护等级 IP54
双馈风力发电机最大可以发出3KW的发电量，转子是由变流器单元进行控制，当定子发电电压参数与电网电压参数相匹配时，定子绕组进行并网，从而实现了双馈风力发电机并网发电。
2.拖动电机
拖动电机主要参数：
拖动电机型号 YSP 112L2-4
中心高度 112mm
工作制 S1
额定功率 4kW
额定电压 380V
额定转速 1800rpm
转速范围 1000-1800-2000 rpm
极数 4
额定频率 61Hz
额定电流 9A
启动方式变频启动
绝缘等级F级
冷却方式 IC411
结构类型 IM 1001
防护等级 IP54
由于实验室内部风力较小，无法带动风力发电机进行发电，因此采用鼓风机模拟自然风，PLC根据模拟风源的大小确定拖动机的转速，使用拖动机带动双馈发电机转动进行发电，拖动电机由双馈风力发电变流器单元中的三菱变频器进行控制。
3．增速箱
增速箱在实际的风力发电中是用来增速的，从风力发电塔外表看风力发电桨叶转速不是很快，但内部通过增速装置使双馈发电机端转速达到发电要求。
4．液压抱闸装置
液压抱闸装置功率为165W，当风力发电机需要进行�；煨奘保枰缌Ψ⒌缁镀Ｖ棺�，采用液压抱闸装置可以对风力发电机进行刹车制动。
5．液压泵
液压泵为系统中的液压制动装置提供动力，功率为370W。
6．液压制动装置
风力发电机如需进行检修需要停止机舱运行，并为了保险起见对机舱进行制动，采用液压制动装置可以强制停止机舱的转动。
7．工业碳刷
本设备在轮毂中放置有控制系统，外部控制系统需要与轮毂内部的控制器进行通信以及供电等，由于轮毂是一直旋转的，因此采用了工业碳刷，不会出现绕线的现象。
8．轮毂变桨装置
轮毂变桨装置中带有西门子224XP一台，并带有3台直流电动机以及3台高速光电编码器，3台电动机分别控制三个桨叶的角度，光电编码器对桨叶的角度进行实时的检测并返回给PLC，PLC跟踪得到的数据分别对其进行控制。
9．机舱跟踪电动机及编码器
机舱跟踪转动时采用了4台交流电动机同时动作，分别放置在四个不同的位置，使机舱转动的更加平稳，在机舱转动的同时带动机舱光电编码器转动，光电编码器可以对机舱转动的角度进行实时监测并返回给控制系统中。
10. 加热装置
实际风力发电中，由于天气环境不稳定，而风力发电机有些零部件对温度有具体要求，在温度范围以外运行时容易造成有些零部件的损坏，例如在冬季严寒地区，液压系统的机油由于温度过低凝结，液压系统无法正常运行，因此在风力发电机机舱中放置有加热装置，当控制系统检测到风力发电机机舱内温度过低时启动加热装置，对机舱内部温度进行控制，使机舱内部温度在允许的范围内。
11. 风冷装置
与上述类似，双馈风力发电机在进行转动时产生较大热量，如长时间不散热则发电机容易损坏，当外部环境的温度过高超过风力发电机运行允许的最高温度时，机舱内部温度也会随之升温，机舱内部器件在高温下运行容易损坏，例如PLC等，所以在机舱内部加入风冷装置，当检测到机舱内部温度过高时，启动风冷装置，对机舱内部温度进行控制，直到机舱内部温度降低到允许范围内，使风力发电机机舱内部器件能够正常运行。
12. 报警灯
当系统运行出现故障时，报警灯进行闪烁，提示系统出现故障需要及时进行检修。比如当机舱内部温度过高或者温度过低时进行报警提示，当液压泵内油量过低以及增速箱振动异常时也进行报警提示。
13. 风源检测装置
风源检测装置由一个数字电位器及高速光电编码器组成，可以分别检测风源的风向以及风力大小，并将检测到的信号返回给控制系统中。
14. 塔架及工业大型齿轮
机舱转动是由四台交流电动机带动的，交流电动机上放置有工业用小齿轮，在塔架顶端放置有工业大型齿轮。交流电动机通过工业齿轮传动装置控制机舱顺转或逆转运行。
15. 压力变送器WDK501
压力变送器可以检测液压泵动作时的液压油压力，检测液压泵运行是否正常，是否出现漏油故障等。
WDK501型工业压力变送器采用OEM全焊接压力芯体，微型放大器处理电路。零点，量程可迁移。该系列产品广泛应用于工业过程控制、石油、化工、冶金等行业。
特 点:
耐高温选择；
有百分表和液晶显示两种形式选择；
抗过瞬时浪涌电压冲击；
反向接电�；ぃ估谆�、抗电磁干扰；
防护等级IP65；
防爆等级ExiaⅡCT4；
外形款式多样；质保期：12个月；
技术参数:
供电电源：24VDC；
量程范围：0～2MPa；
补偿温度：-10～70℃；
介质温度：-40～125℃；
环境温度：-40～85℃；
材质：全不锈钢结构、铝合金外壳；
工作方式：表压、绝压；
综合精度：0.1、0.3、0.5级可选；
零点温度漂移：±0.03%FS/℃；
灵敏度温度漂移：±0.03%FS/℃；
过载压力：200%FS；
长期稳定性：≤0.2%FS/年
16.液位变送器
液位变送器检测液压泵中液压油量的多少，防止出现液压油漏油或者是液压油油量过低的情况。
WDK501型工业液位变送器采用OEM全焊接压力芯体，微型放大器处理电路。零点，量程可迁移。该系列产品广泛应用于工业过程控制、石油、化工、冶金等行业。
特 点:
耐高温选择；
有百分表和液晶显示两种形式选择；
抗过瞬时浪涌电压冲击；
反向接电�；ぃ估谆�、抗电磁干扰；
防护等级IP65；
防爆等级ExiaⅡCT4；
外形款式多样；质保期：12个月；
技术参数:
供电电源：24VDC；
量程范围：0～150mm；
补偿温度：-10～70℃；
介质温度：-40～125℃；
环境温度：-40～85℃；
材质：全不锈钢结构、铝合金外壳；
工作方式：表压、绝压；
综合精度：0.1、0.3、0.5级可�。�
零点温度漂移：±0.03%FS/℃；
灵敏度温度漂移：±0.03%FS/℃；
过载压力：200%FS；
长期稳定性：≤0.2%FS/年。
17. 加速度变送器 RC6000T-J
加速度变送器可以检测机舱转动是否平稳，加速运行及减速运行时是否正常。
RC6000T-J加速度传感器技术资料
| 技术指标 | 技术参数 |
| 灵敏度 | 1014mV/g (5%,10%) |
| 频率响应 | 0.3～12000Hz |
| 安装谐振频率 | 30kHz |
| 偏执电压 | 8.8V |
| 横向灵敏度 | ≤5% |
| 供电方式 | DC18-30V典型值：DC24V |
| 4mA最大可测加 | 2000g |
| 温度范围 | -40～+120℃ |
| 安装螺纹尺寸 | M5 mm |
| 重量 | 32gm |
| 安装力矩 | 约20-30Kgf.cm(M5纹) |
| 输出阻抗 | ≤100Ω |
| 压电材料 | 压电陶瓷 |
| 壳体材质 | 不锈钢 |
| 内部结构 | 平面剪切 |
| 输出方式 | 侧端出线 |
18. 振动变送器S908A
风力发电机长时间运行，增速箱极易发生齿轮故障，振动变送器可以检测到增速箱的异常震动。
S908A型振动变送器主要用于检测旋转机械的绝对振动，如机壳振动，轴瓦振动，机械振动等；监测由于转子的不平衡、不对中、机件松动、滚动轴承损坏、齿轮损坏等引起的振动变化。适用于气轮机、水轮机、风机、压缩机、制氧机、电机、泵、齿轮箱等大型旋转机械。
主要技术指标.
振动测量参数可选：振动位移，振动速度
频率范围:5～1000Hz
振值输出方式：2或 3 线制
输出：真有效值或等效峰峰值，4-20mA对应0-满量程
振动测量量程可定义
供电： 20–30Vdc
最大可测位移: 3mm (峰-峰)
安装方式:水平垂直通用
外形尺寸：Ø40 x 80 mm
重量：370克
安装：单一M8螺孔
环境温度:-20℃-80℃
相对湿度:≦80%
可选动态波形输出以便连接FFT谱分析仪等故障诊断仪器波形(输出阻抗：< 500Ω)
可配各种面板表，带3-15秒延时报警，2级报警限可设置，报警继电器输出
19. 温度变送器WZPB-246
温度变送器可以实时检测机舱中的运行温度，并把检测到的温度数据返回到控制系统中。
产品名称： 热电阻
型号： WZPB-246
规格： L=150MM
分度号： Pt100
测温范围： 0~100℃/4~20mA
20. 配电柜
配电柜中汇集有本套设备的所有走线，包含所有的强电以及弱电，系统在进行走线时，已经进行了强弱电的分离。
21.吊车及模拟风源设备
吊车装置可以进行左右以及上下的吊装作业，学生可以使用吊车装置完成对机舱变桨偏航风力发电设备中各个大型零件的拆卸及组装。吊车装置底部带有8个万向轮，可以灵活移动位置，当不需要对设备进行移动，而进行固定时，系统带有可旋转的底座支撑并固定位置。
模拟风源装置是由小型120W鼓风机模拟自然风，风速大小可以通过控制系统中的三菱变频器进行调节设置。模拟风源风向可以任意控制，从而模拟了不同自然环境下的不同风向。整套模拟风源装置可以在吊车支架的横梁上左右移动，方便调节位置。
（二）变桨解缆风向检测及机舱跟踪控制单元
本单元可以控制机舱的左右运行以及模拟风源的大小及风向控制，并可以改变风力发电机桨叶的角度，设备中各个变送器信号汇集到控制系统中，控制系统处理完以后，对相关设备进行调节，比如温度变送器检测到机舱内部温度过低时，控制系统启动加热装置对机舱内部温度进行加热，当检测到机舱内部温度过高时，控制系统启动风冷装置，对机舱内部温度进行降温处理。本单元包含以下部件：
1． 313PLC
西门子313PLC是整个单元的控制核心，本PLC可以完成对系统的综合控制，设备中各个变送器的信号输入到PLC中，PLC根据得到的信号判断系统运行是否正常，根据按钮信号来决定系统的运行。控制机舱电动机的左右运行，并和轮毂中的PLC进行通信控制桨叶的角度。
2． D720变频器
三菱D720变频器用来控制电动机的运行，两个变频器分别控制机舱四台电动机以及模拟风源中的鼓风机。PLC通过模拟量信号控制变频器对电动机进行调速，并通过数字量控制电动机的启动以及停止和左右运行选择。
3． 24V中间继电器
系统中有些器件是AC220V交流供电的，比如加热装置以及风冷装置，由于PLC输出口是DC24V直流电压，无法完成对设备的控制，因此需要经过中间继电器来完成对系统各个部件的控制。PLC输出口控制24V继电器导通，从而进行控制设备的运行。
4． 指示灯
红色指示灯分别为：解缆运行指示灯、液压制动指示灯、变桨运行指示灯、液位报警指示灯、压力报警指示灯、温度报警指示灯。
5． 工业按钮
按钮用来控制系统的各部分运行，可以设定为手动运行或者自动运行等，并带有急停按钮。
6． 单元原理图
在单元面板上带有本单元的原理图，面板上原理图清晰明了一目了然，简单易懂，学生可以通过原理图更好的理解系统运行原理。
7． PC液晶电脑
单元中配置有22寸大屏幕显示电脑，可以对PLC进行程序编辑以及程序下载等任务。
超波笔记本一台，国内知名品牌，方便调试设备，用于远程监控。
（三）双馈风力发电变流单元
双馈风力发电变流单元主要是关于双馈风力发电机进行变流控制以及并网运行的实验，系统中配备有18台指针式仪表，可以分别显示系统中网侧电压电流、定子电压电流及转子电压电流等参数。双馈变流单元带有两个大电路板，分别是DSP主控制板以及变流器功率电路板，同时配置有西门子224XP主机一台，三菱E700变频器4.4KW一台，并带有一台高配置液晶电脑。
单元中主要内容如下
1. 指针仪表
系统中的指针仪表可以显示系统中网侧A相电压、网侧B相电压、网侧C相电压、网侧A相电流、网侧B相电流、网侧C相电流、定子A相电压、定子B相电压、定子C相电压、定子A相电流、定子B相电流、定子C相电流、转子A相电压、转子B相电压、转子C相电压、转子A相电流、转子B相电流、转子C相电流。
DSP主控制电路板
DSP芯片型号为：TMS320F28335
DSP主控制电路板主要完成对变流器的控制以及并网运行控制。DSP控制器检测电网侧幅值、相位、相序及频率等参数，根据得到的参数确定转子侧应该给定的幅值、相位、相序及频率，从而控制定子侧发电电压信号与电网信号匹配，当完全匹配时可以进行并网操作。
3. 变流器功率电路板
DSP主控制电路板发送高频调制波形至功率板电路中，驱动IPM单元为转子绕组提供调制完成后的电压信号。
4. 变流器用变压器、电抗器等
由于DSP控制系统需要采集电网侧的信号以及定子侧的信号，因此需要变压器进行降压，降压完成以后的信号输送给DSP主控制器，完成对信号的采集。双馈系统中还带有电抗器，转子侧馈电时经过电抗器以后输送给电网。
5. 西门子224XP主机
单元中的224XP主机完成轮毂旋转、液压抱闸等操作。
6.三菱E700变频器
三菱E700变频器用来驱动轮毂旋转，驱动拖动电机运行。电动机转速由PLC控制或者是由面板上的旋钮控制。
7. DC24V开关电源
开关电源为系统中需要用到直流电源的器件提供所需要的直流电。容量为DC24V/3A。
8. 单元原理图
在单元面板上带有本单元的原理图，面板上原理图清晰明了一目了然，简单易懂，学生可以通过原理图更好的理解系统运行原理。
9. PC液晶电脑
单元中配置22寸大屏幕显示电脑，可以对PLC进行程序编辑以及程序下载等任务。并可以使用上位机软件观察系统运行时定子、转子及网侧的电压电流信号等。
1、CPU：i7-6700以上，四核八线程，14纳米工艺。
2、内存：8G、DDR4 2400
3、硬盘：256G 固态硬盘+ 1TB（7200转）SATA3.0
4、显卡：GeForce GTX 1050 2G显存
5、显示器：23英寸宽屏16:9 LED背光液晶显示器，分辨率1600x900。
6、声卡、网卡：集成千兆以太网卡。。
7、键盘鼠标：USB键鼠套装。
8、接口2×USB2.0，4×USB3.0，2个前置USB3.0。
9、电源：280W
10、机箱：立式黑色，顶部提手，重量10公斤。
11、质保：经销商五年免费质保。
（四）双馈风力发电故障检测及排除单元
*双馈风力发电故障检测及排除单元中，教师可以通过上位机电脑与下位机PLC进行通信设置故障，学生通过操作面板上的端子进行检测系统各个信号是否正常，并可以使用各种手持仪器进行测量，从而进行排除故障，达到了故障检测与排除的目的，提高学生的检修能力。
1. 西门子226主机
系统中的西门子226PLC主机需要与上位机电脑进行通信，教师通过上位机软件与此PLC进行通信，设置相关的故障，226PLC主机检测故障排除按钮状态，确定学生是否正确排除故障。226PLC主机并控制相关的中间继电器，确定故障是否开启与消除。
2. DC24V开关电源
DC24V开关电源为系统中的PLC主机以及中间继电器和其他的需要直流24V供电的单元提供电源。
3．中间继电器
中间继电器用来确定故障的状态，是否需要设置断线故障以及断线故障是否需要消除，是否需要设置错误信号以及错误信号的消除等都是通过中间继电器来完成。
4．指针仪表
当教师设置错误信号故障时，调节面板上的旋钮可以设置具体错误信号值的大小，指针仪表显示具体的错误数值，错误信号范围是0-10V。
5．数字频率计
系统中带有光电编码器，当需要设置光电编码器错误信号时，调节旋钮即可改变频率，数字频率计进行显示设定的频率。
6．故障排除按钮
系统中带有故障排除按钮，学生可以通过对故障按钮进行排除故障。
7．面板信号检测
单元中带有信号检测单元，在面板的右方绘有本系统的机械结构框图，在框图相对应的位置带有检测点，学生可以通过万用表等工具进行检测，检测信号是否正确，若不正确，则按下相应的按钮进行排除故障。
8．PC液晶电脑
单元中配置有22寸大屏幕显示电脑，可以对PLC进行程序编辑以及程序下载等任务。教师可以通过上位机进行故障设置，并进行学生考核判分等。
1、CPU：i7-6700以上，四核八线程，14纳米工艺。
2、内存：8G、DDR4 2400
3、硬盘：256G 固态硬盘+ 1TB（7200转）SATA3.0
4、显卡：GeForce GTX 1050 2G显存
5、显示器：23英寸宽屏16:9 LED背光液晶显示器，分辨率1600x900。
6、声卡、网卡：集成千兆以太网卡。。
7、键盘鼠标：USB键鼠套装。
8、接口2×USB2.0，4×USB3.0，2个前置USB3.0。
9、电源：280W
10、机箱：立式黑色，顶部提手，重量10公斤。
11、质保：经销商五年免费质保。
（五）辅助柜
共有两台辅助柜，其中一台带有一台双综慢扫描示波器，带宽为100MHz，并带有数字存储功能。另外一台辅助柜中还可以放入实验指导书、万用表、工具等小部件。
（六）手持仪器
1． 激光对中仪TKSA20
TKSA20是一款易于使用的旋转轴对中工具，无需专门的培训就可操作。使用磁性支架或链条可将两个测量单元方便地固定在轴颈上。每个测量单元发射一条激光，投射到另一个测量单元的测位传感器上。
在对中期间，显示单元同步给出清晰的联轴器和地脚处的“动态”数值，因而无需进行对中的二次核查
激光和测量单元上的刻度线，便于进行预对中“软脚”功能，引导操作人员方便地使用这一功能
显示单元可单手操作，让使用者进行对中时有更多的自由
磁性支架可将测量单元方便地固定在轴颈上
一套空白对中报告用于记录对中数据
测量单元支架之间的最大距离为0.85m
技术参数
测量单元
·激光类型激光二极管
·激光波长670 - 675 nm
·激光等级 2
·激光最大功率1 mW
·测量单元间的最大距离0.850 m
·测位传感器类型单轴PSD，8.5 x 0.9 mm
·固定装置磁铁和/或链条
显示单元
·电池类型 2 x 1.5V LR14碱性电池
·工作时间20小时，连续使用
·显示精度0.01 mm
整套系统
·包括组件显示单元
·两个带有水平仪的测量单元
·2个磁性/机械轴固定支架
·2条锁紧链条
·测量卷尺
2． 温湿度检测仪DT-321S
【产品描述】
DT-321S专业温湿度测量仪具有空气温度、湿度、露点温度、湿球温度测量等功能。小巧的外形便于使用，带白色背光的双显示液晶屏可在黑暗环境中使用。
【产品特征】
2.1 响应时间快
2.2 高精度，高分辨率
2.3 最大值、最小值测量及数据保持功能
2.4 基于单片机设计
2.5 同时显示温度和湿度
2.6 自动关机功能和禁止自动关机功能
2.7 白色背光灯
2.8 迷你便携型
3．S909Z-3测震笔
测量振动值，数据保持功能，无操作自动关机功能，单键控制，操作简单，低功耗，金属外壳，结实，抗干扰，可选磁座固定和�？夭饬�
4. 手持转速仪AK-830
型号：AK-830
技术指标
4.1 显示方式：六位数字液晶显示
4.2 参数：rpm, rps
4.3 分辨率： 0.1 rpm（100～999.9rpm），0.1rps（1.7～100rps）
1 rpm（1000～30000rpm），1rps（100～500rps）
4.4 量程：100～30000rpm，1.7～500 rps
4.5 精度：±（0.1％读数+5字）rpm
±（0.01％读数+2字）rps
4.6 采样率：1次/秒
4.7 自动关机：约2分钟
4.8 操作环境：-10～+50℃，（+14～+122℉）
4.9 存储环境：-20～+60℃，（-4～+140℉）
4.10 配件：反射贴纸1张
(七)实训内容
设备组装实训
塔架吊装实训
大型工业齿轮吊装实训
双馈风力发电机吊装实训
拖动机吊装实训
增速箱吊装实训
液压抱闸吊装实训
液压泵吊装实训
轮毂吊装实训
液压制动安装实训
机舱旋转电动机安装实训
风速风向仪安装实训
加热装置安装实训
风冷装置安装实训
双馈风力发电机组轴对中实训
设备布线实训
双馈风力发电机布线实训
拖动机布线实训
液压抱闸布线实训
液压泵布线实训
轮毂布线实训
机舱旋转电动机布线实训
风速风向仪布线实训
加热装置布线实训
风冷装置布线实训
加速度变送器布线实训
振动变送器布线实训
液位变送器布线实训
压力变送器布线实训
温度变送器布线实训
机舱编码器布线实训
双馈发电机编码器布线实训
系统控制实训
机舱启动运行实训
机舱调速运行实训
机舱顺转运行实训
机舱逆转运行实训
液压启动实训
液压制动实训
加热启动实训
风冷启动实训
正向变桨实训
反向变桨实训
风源启动实训
风向顺转实训
风向逆转实训
模拟风源风速调节实训
液位报警实训
压力报警实训
温度报警实训
风向检测实训
风速检测实训
机舱偏航运行实训
机舱偏航运行解缆实训
机舱偏航解缆变桨实训
双馈风力发电变流单元实训
轮毂启动运行实训
轮毂调速运行实训
液压抱闸实训
轮毂自动运行实训
双馈风力发电变流自动运行实训
网侧电压电流面板监测实训
定子侧电压电流面板监测实训
转子侧电压电流面板监测实训
手动通过上位机设置发电机定子侧电压幅值实训
手动通过上位机设置发电机定子侧电压相位实训
手动通过软件给定双馈风力发电机并网发电有功功率实训
通过上位机设置面板各个通道波形实训
使用示波器观测面板各个通道波形实训
使用示波器观测IPM调制单元输入波形实训
使用示波器观测电网电压信号实训
使用示波器观测定子侧电压信号实训
使用示波器观测转子侧电压信号实训
故障排除及检测实训
加速度传感器错误信号故障排除及检测实训
加速度传感器损坏故障排除及检测实训
温度传感器错误信号故障排除及检测实训
温度传感器损坏故障排除及检测实训
震动传感器错误信号故障排除及检测实训
震动传感器损坏故障排除及检测实训
液位传感器错误信号故障排除及检测实训
液位传感器损坏故障排除及检测实训
压力传感器错误信号故障排除及检测实训
压力传感器损坏故障排除及检测实训
风向传感器错误信号故障排除及检测实训
风向传感器损坏故障排除及检测实训
发电机转速错误信号故障排除及检测实训
发电机转速损坏故障排除及检测实训
机舱电动机转速错误信号故障排除及检测实训
机舱电动机转速损坏故障排除及检测实训
风速传感器错误信号故障及检测实训
风速传感器损坏故障排除及检测实训
手持仪器实训
手持激光对中仪对中实训
温湿度检测仪检测实训
测震笔测震实训
手持转速仪测转速实训
远程监控及控制实验
（1）软件特点
方便、灵活的开发环境，提供各种工程、画面模板、可嵌入各种格式（BMP、GIF、JPG、JPEG、CAD等）的图片，方便画面制作，大大降低了组态开发的工作量；高性能实时、历史数据库，快速访问接口在数据库4万点数据负荷时，访问吞吐量可达到20000次/秒；
强大的分布式报警、事件处理，支持报警、事件网络数据断线存储，恢复功能；
支持操作图元对象的多个图层，通过脚本可灵活控制各图层的显示与隐藏；
强大的ACTIVEX控件对象容器，定义了全新的容器接口集，增加了通过脚本对容器对象的直接操作功能，通过脚本可调用对象的方法、属性；
全新的、灵活的报表设计工具：提供丰富的报表操作函数集、支持复杂脚本控制，包括：脚本调用和事件脚本，可以提供报表设计器，可以设计多套报表模板；
提供在Internet/Intranet上通过IE浏览器以“瘦”客户端方式来监控工业现场的解决方案；
支持通过PDA掌上终端在Internet实时监控现场的生产数据，支持通过移动GPRS、CDMA网络与控制设备或其它远程力控节点通讯
支持控制设备冗余、控制网络冗余、监控服务器冗余、监控网络冗余、监控客户端冗余等多种系统冗余方式。
该软件重新设计了数据库内核部分。除了采用旋转门算法对历史数据进行压缩外，重新优化设计了磁盘存贮算法以实现对长年形成的海量历史数据的快速查询。支持的数据类型除原有的浮点型、布尔型、字符串型外，新增了对二进制型数据的支持。单台服务器容量可达100,000点，吞吐量支持每秒写入/查询20,000个数据点。历史数据库可在线备份。支持多服务器处理。
当数据库构成双机冗余系统时增加了从站操作功能，即处于备用状态的从站可作为普通操作员站使用。
新增数据库快速访问接口DBI
DBI是一套全新设计开发的实时数据库访问接口。它除了兼容原有接口DbCom的所有接口功能外，还增加了获取数据库结构信息的接口，并增加了动态控制变化数据集功能。由于DBI口采用了快速数据访问机制，数据访问吞吐量可达到20000次/秒，可以适合过程仿真、优化控制、专家诊断等多种行业应用。
（2）组态画面及系统组网方案
监控画面可以监控到双馈风力发电机变流系统运行时各个部件的运行参数，包括双馈风力发电机变流系统的电网电流、定子侧电流、转子侧电流、电网电压、母线电压、功率因素、有功功率、无功功率、电机转速等信号。并可以显示系统运行时各个传感器信号参数，包括温度、压力、液位、振动、加速度等传感器信号，在上位机画面中进行显示，方便学生进行观测学习。
系统中各个计算机通过以太网交换器连接到一起，以太网中带有一台教师机和十台学生机。其中教师机作为主服务器，具有系统的控制权限。各个计算机中均安装有上位机组态软件力控，教师机与下位机各个PLC连接到一起，并可以把监控到的画面与其他的学生机进行连接显示。
整个系统中，教师机作为主服务器，在教师机上可以进行设置学生机故障，以及控制系统的运行和查看系统运行时的各个参数，并可以对学生机进行判分操作。
在各个学生机上，只是能够看到系统的监控画面，而无法进行控制操作，而当学生机想对系统的某个部件进行控制操作时，只有经过教师机授权允许才可以进行，否则会出现单个部件，多个控制员进行控制，导致控制紊乱的局面。
学生通过观测学生机上位机显示信息进行判断那部分出现问题，当学生发现问题以后，使用系统中的仪器仪表对系统各个信号进行检测判断，在上位机画面中进行故障的排除。故障成功排除以后，会在上位机画面中显示“此故障已成功排除”。当所有的学生机进行完故障检测工作以后，教师机可以对各个学生机进行判分。
故障检测板
每个学生机具有相同的控制程序和操作界面，可以独立运行，学生机、教师机通过以太网交换机进行数据交换，变桨PLC224XP和主控制PLC313C之间进行MPI通信，同时通信线上还挂有PLC226CN，用来进行设置故障的PLC，PLC采用MPI通信方式与服务器端的连接到一起进行PLC与组态画面之间的数据交换。老师通过教师机的界面给学生机设置故障点，设置以后学生机面板上的信号有些会出现错误，有些会断开，学生能自己单机解决，检测到故障原因以后，学生可以通过学生机画面进行故障的确认，上位机判断学生机判断是否正确，从而进行判分。
（3）软件系统功能
1、监控系统各个数据
监控画面可以监控到双馈风力发电机变流系统运行时各个部件的运行参数，包括双馈风力发电机变流系统的电网电流、定子侧电流、转子侧电流、电网电压、母线电压、功率因素、有功功率、无功功率、电机转速等信号。并可以显示系统运行时各个传感器信号参数，包括温度、压力、液位、振动、加速度等传感器信号，在上位机画面中进行显示，方便学生进行观测学习。
2、多用户授权控制
本系统控制器集中在教师机上，当教师机不对系统进行控制操作时，可以将操作权分配到学生机上，学生机对系统中的某个部件进行控制操作。例如，教师机可以将系统中变桨的控制分配给学生机1号台，将轮毂的控制分配给学生机3号台，将加热和风冷温度控制分配给学生机4号台，将机舱偏航控制分配给学生机6号台，其他的学生机以及教师机可以监控到系统运行时的数据状态参数等。
3、实际信号测量软件排除故障
有些信号在面板上显示出来端子，学生使用万用表进行测量，测量完成以后在上位机画面中进行故障的排除。面板上显示出来的信号都有：环境温度、压力、液位、振动、加速度、增速箱温度信号、电动机温度信号、发电机温度信号、机舱偏航齿轮温度信号等传感器信号
4、软件模拟故障及排除
上位机软件中可以模拟设置故障，学生在上位机软件中进行故障的排除。上位机可以模拟双馈风电机不发电故障、双馈发电机不并网故障、拖动电机不旋转故障、齿轮箱颤动故障、变桨不动作故障、抱闸无法启动故障、加热无法启动故障、风冷无法启动故障等等模拟故障，学生可以在上位机中排除故障，教师机可以对学生的排除故障作业进行判分。
配套元件柜
| 轻型货架 | 五层板、2000*500*2200mm | 1 | |
| 元件柜 | 850×390×1800mm，双节下十二斗柜 | 1 |
主要技术规格及要求
| 设备名称 | 分件名称 | 主要技术指标及参数 | 数量 |
| 低速永磁同步风力发电机组 | 1、拖动电动机 |
型号： YSP 112L2-4 额定电压： AC380V 额定功率： 4KW 额定转速： 1800rpm 极数： 4 额定频率： 61Hz 额定电流： 9A 启动方式： 变频启动 绝缘等级： F级 结构类型： IM1001 防护等级： IP54 |
1台 |
| 2、低速永磁同步风力发电机 |
额定电压： AC380V 额定功率： 3KW |
1台 | |
| 3、转速传感器 | 转速传感器采用1024线增量型光电编码器，推挽输出。 | 1个 | |
| 4、机组固定底座及配套件 |
(1) 机组底座采用整体翻砂件； (2) 交流电动机与永磁发电机采用橡胶连轴器软连接，配有防护罩； (3) 底座装设带减震功能的支撑脚，装设万向轮1只，定向轮2只。 |
1套 | |
| 低速永磁同步风力发电机变流器控制系统 | 1、模拟表头 |
型号：SQ72系列表头 本系列底座由阻燃TBT塑料制成，维卡温度130℃。外壳由阻燃ABS塑料制成，维卡温度85℃。 抗振动：符合IEC60068-2-6标准； 扫频范围：10-55-10Hz； 扫频循环次数：5次； 扫频速率：10ct/min； 抗机械冲击，符合IEC60068-2-27标准。 表面标度盘：采用铝合金材料，白色漆底，黑色油墨印刷或激光打印印刷。 电网侧3相电压表3个 电网侧3相电流表3个 电网侧电压频率表1个 定子侧3相电压表3个 定子侧3相电流表3个 定子侧电压频率表1个 电网功率因数表1个 |
共计18个 |
| 2、数字转速表 |
型号：ZN48 整机功耗：小于2W 工作温度：0℃--+40℃ 最高测量频率:10000P/S |
1个 | |
| 3、5.5KW变频器 |
型号：三菱E740系列变频器 适用电机容量：5.5KW 额定容量：9.1KVA 额定电流：12A 过载额定电流：150%（60S）、200%（0.5S） 输出电压：380V 额定输出电压：3相380V/50Hz 输入电源频率容许波动范围：±5% 冷却方式：强制风冷 |
1台 | |
| 4、高配置电脑 |
显示器：22寸液晶 内存：DDR2 1G 硬盘：160G 网卡：10-100M USB：4个 PCI插槽：1个 |
1台 | |
| 5、低速永磁同步风力发电变流器系统 |
额定工作电压：380VAC 额定处理容量：5kVA 电流畸变率：＜10% 直流额定电压：650V 功率因数：±0.9可调 控制方式：采用DSP全数字化控制 并网控制：自动软并网/手动并网 电磁屏蔽措施：金属壳屏蔽�；� 故障诊断能力：过压、过流、过热保护等 冷却方式：强制风冷 频率精度：±0.03Hz 功率因数：±0.9可调 并网冲击电流、电压：＜5% 控制误差：＜4% （1）变流器主控可设置为网侧+机侧变流器模式或主控+协控模式，网侧+机侧变流器模式是传统的分功能自治模式，相对独立地完成网侧及机侧变流单元的调控以达成风力发电模拟运行的状态，但对于系统的升级而言存在一定问题。国家电网对新能源并网准入许可的要求严格，低电压穿越及其余电网质量成为机组必备的功能。我方拟采用主控+协控模式实现这一功能控制器层面的升级，在不改变系统控制器硬件构成的前提下可实现网侧+机侧变流器模式及主控+协控模式的切换，为系统的升级换代提供一定支持�？刂破髦贝�8路波形测试端子，可通过触摸屏或上位机进行波形设置（见波形测试探针功能）。 （2）系统内置一块5寸或7寸的彩色液晶触摸屏（根据需求而定），可采用触控输入命令模式，将网侧、机侧的控制命令以更灵活的方式输入，以适应当前主流的人机接口需求，使得操作更为方便、直观。见图1的页面显示示意图（实际页面显示按具体机组功能而异）。触摸屏采用多帧画面显示，根据用户需要进行页面触控切换，可完成以下功能： ①显示功能：指示控制器状态（含网侧、机侧），显示转速反馈值，有功/无功反馈值，完成三相电流，电压有效值显示，直流母线电压显示，可对控制器工作、故障、卸荷状态分别给于指示，可以曲线显示有功、无功趋势（可选功能）。 ②设置功能：完成机侧控制器启动/停止设置，最大功率启动/停止跟踪设置，有功/无功给定，可完成并网启动/停止设置 ③波形测试探针功能：控制器外置8个波形测试端子，传统可设置成学生学习模式，观察常用的电压、电流等波形；此外，设置有信号探针功能，可通过液晶屏进行相应端子输出波形的灵活选择，支持程序内置信号探针，液晶屏对信号以探针方式对中间数据进行拉取组合，方便进阶学习（可选）。 |
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| 6、其他变流器配件 |
大功率限流电阻2个 交流220V接触器2个 三相进线电抗器1个 三相干式变压器1个 |
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| 7、三相带漏电�；た掌� | 采用工业常用的带有漏电保护的3相空气开关 | 1个 | |
| 8、工业用按钮开关 |
急停按钮 启动/停止按钮 自动/手动按钮 低电压穿越按钮 拖动电动机启动按钮 液压抱闸按钮 |
7个 | |
| 9、24V开关电源 |
采用AC220V/DC24V开关电源 电流2A |
1个 | |
| 10、电源指示灯 | 采用工业用AC220V红色电源指示灯 | 1个 | |
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11、西门子224XP可编程控制器 |
晶体管型数字量输入14个 晶体管型数字量输出10个 模拟量输入2个 模拟量输出1个 20K字节程序和数据存储空间 6个独立的高速计数器 2个100KHz的高速脉冲输出 2个RS485通讯编程口 |
1台 |
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| 12、触摸屏 |
显示类型：LCD-TFT 分辨率（宽 x 高，像素）：800 x 480颜色256亮度250 cd/m² 背光寿命(25°C)：最大40,000小时 供电电源：24 V DC电压 允许范围19.2 V - 28.8 V DC 环境条件:操作温度0 - 50°C 防护等级:前面IP65背面IP20 |
1个 | |
| 13、双综示波器 |
型号：DS1102E 带宽：100MHZ 最高实时采样率：1GSa/s 最大存储深度：1Mpts 通道数：2 自动测量：峰峰值、幅值、最大值、最小值、顶端值、底端值、平均值、均方根值、过冲、预冲、频率、周期、上升时间、下降时间、正脉宽、负脉宽、正占空比、负占空比、延迟1->2上升沿、延迟 1->2下降沿的测量 输入阻抗：1MΩ 显示：5.6英寸的TFT液晶显示，320水平*RGB*234垂直像素 带宽限制：20MHz |
1台 |
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