基于多核处理器的风电机组专用可编程控制器及控制系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于多核处理器的风电机组专用可编程控制器及控制系统，可编程控制器包括多核处理器、FPGA逻辑处理器以及通信接口系统，多核处理器分别与FPGA逻辑处理器以及通信接口系统电连接；多核处理器用于根据获取的风电机组的运行数据生成控制信号，以控制风电机组执行对应的目标动作；FPGA逻辑处理器用于实现管理可编程控制器各模块的上电时序、多核处理器的并口地址数据线解复用以及通信功能；通信接口系统用于与风电机组之间进行通信，以获得运行数据，并将数据处理结果传输至风电机组。本发明专利技术在控制器的内部设计适用于风电机组控制的算法、控制流程等，可以实现控制器级的风电控制过程可控、控制流程优化以及精密级故障诊断。

【技术实现步骤摘要】
基于多核处理器的风电机组专用可编程控制器及控制系统
本专利技术属于风力发电
，具体而言，涉及一种基于多核处理器的风电机组专用可编程控制器及控制系统。
技术介绍
现有技术一种，中国专利技术专利CN201210240480.X提出了一种耦合于控制系统的风电机组状态监测与故障诊断系统，包括：振动传感器；转速传感器；数据采集卡；内置数据提取程序、数据采集程序和嵌入式C程序，并通过数据提取程序从主控PLC中读取风机运行参数，通过数据采集程序从数据采集卡中读取振动和转速信号的PLC采集器；以及数据服务器。该专利技术具有通用性强、性能可靠、成本低等特点，通过现场总线或模拟量的方式从主控系统中读取如功率、桨角、油温、风速、偏航角度等参数，来提高故障诊断的准确性。现有技术二中，中国专利技术专利CN200910068945.6提供一种双馈风力发电机的变流装置控制器，由触摸显示屏、PLC模块、数据采集控制模块、网络接口模块连接构成，触摸显示屏与PLC模块相连接，PLC模块与网络接口模块的一端相连接，该网络接口模块的另一端与风电机组控制及变桨系统相连接，PLC模块还与数据采集控制模块相连接，该数据采集控制模块同时与转子侧功率模块、网侧功率模块相连接。该专利技术中采用的PLC模块未明确PLC模块的具体设计，也无法做到PLC模块内部处理过程可控。现有技术三中，中国专利技术专利CN201510255977.2提出一种风电变桨PLC检测方法及检测装置，包括主控PLC、A#、B#、C#三组功能性PLC及上位机，以主控PLC为检测终端，将风电变桨PLC的各待测的功能模块分别替换主控PLC、A#、B#、C#PLC组中的相应正常模块，观测主控自身与所连接各功能性PLC组的运行状态来实现对风电变桨PLC中DIO模块(数字量输入输出模块，主要控制并监测继电器的吸合与断开)、RTD模块(电阻温度探测模块，用以检测PT100所反应的温度值)及SSI模块(同步串行接口模块，用以接收编码器角度值信号)的检测。该专利技术重点说明了PLC各模块之间的接线控制方法，未提供PLC内部的设计，无法提供PLC模块内部的设计优化和PLC设备可控。但是，上述现有技术中，大多采用国外通用PLC设备来设计风电机组的控制系统，多数专利技术集中在PLC模块与现场设备的接线控制系统上，无法做到基于PLC模块内部的数据、算法和控制流程的可控，以及在此基础上的算法和控制过程优化。
技术实现思路
本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种基于多核处理器的风电机组专用可编程控制器及控制系统。本专利技术的一个方面，提供一种基于多核处理器的风电机组专用可编程控制器，所述可编程控制器包括多核处理器、FPGA逻辑处理器以及通信接口系统，所述多核处理器分别与所述FPGA逻辑处理器以及所述通信接口系统电连接；所述多核处理器，用于根据获取的风电机组的运行数据生成控制信号，以控制所述风电机组执行对应的目标动作；所述FPGA逻辑处理器，用于实现管理所述可编程控制器各模块的上电时序、所述多核处理器的并口地址数据线解复用以及通信功能；所述通信接口系统，用于与所述风电机组之间进行通信，以获得所述运行数据，并将所述控制信号传输至所述风电机组。进一步地，所述可编程控制器还包括电源系统，所述电源系统与所述多核处理器电连接，其中，所述电源系统设置有掉电保持模块，以在掉电时为所述多核处理器提供掉电保持。进一步地，所述可编程控制器还包括存储系统，所述存储系统与所述多核处理器电连接，其中，所述存储系统包括mSATA存储器、DDR3内存、FLASH存储器、EEPROM、CFast存储卡接口。进一步地，所述可编程控制器还包括板卡和温度传感器，所述多核处理器、所述FPGA逻辑处理器、所述通信接口系统以及所述温度传感器均设置在所述板卡上，所述温度传感器与所述多核处理器电连接，以实现对所述板卡的温度监控。进一步地，所述可编程控制器还包括拨码器，所述拨码器与所述多核处理器电连接，所述拨码器用于切换所述可编程控制器的工作模式。进一步地，所述通信接口系统包括自适应以太网接口、工业以太网接口、RS232接口、RS485接口；其中，所述自适应以太网接口用于实现冗余通信和上位机通信；所述工业以太网接口用于实现EtherCAT通信；所述RS232接口用于实现冗余电源通信；所述RS485接口用于实现现场接口通信。在一些可选地实施方式中，所述可编程控制器还包括指示灯模块，所述指示灯模块包括系统指示灯、自定义指示灯；其中，所述系统指示灯，用于指示系统状态和/或网络通信状态；所述自定义指示灯，用于指示自定义信息，并由所述多核处理器进行控制；在所述可编程控制器包括电源系统时，所述指示灯模块还包括电源指示灯，所述电源指示灯用于指示电源供电情况。本专利技术的另一个方面，提供一种风电机组控制系统，所述控制系统包括可编程控制器，所述可编程控制器采用前文记载的任一项所述的可编程控制器，所述控制系统还包括至少一个从站控制模块，所述从站控制模块分别电连接所述可编程控制器和风电机组；所述从站控制模块，用于获取所述风电机组的运行数据，并将获得的所述运行数据发送至所述可编程控制器；所述可编程控制器，用于根据所述运行数据生成控制信号，并将所述控制信号发送给所述从站控制模块；所述从站控制模块，还用于根据所述控制信号控制所述风电机组执行对应的目标动作。在一些可选地实施方式中，所述从站控制模块包括至少一个输入模块、至少一个输出模块以及至少一个通信模块，其中，所述输入模块，用于获取所述风电机组的运行数据并进行数据输入；所述输出模块，用于输出所述控制信号，并根据所述控制信号对所述风电机组进行控制；所述通信模块，用于与所述可编程控制器和/或其他从站控制模块进行通信。在一些可选地实施方式中，所述从站控制模块还包括至少一个温度采集模块，所述温度采集模块用于采集所述风电机组的温度信息，以使所述可编程控制器根据所述温度信息对所述风电机组进行控制。本专利技术提供的一种基于多核处理器的风电机组专用可编程控制器及控制系统，在控制器的内部设计适用于风电机组控制的算法、控制流程等，可以实现控制器级的风电控制过程可控、控制流程优化以及精密级故障诊断。附图说明图1为本专利技术一实施例的一种基于多核处理器的风电机组专用可编程控制器的结构示意图；图2为本专利技术另一实施例的一种风电机组控制系统的功能配置图。具体实施方式为使本领域技术人员更好地理解本专利技术的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细描述。本专利技术的一个方面，如图1所示，一种基于多核处理器的风电机组专用可编程控制器100包括多核处理器110、FPGA逻辑处理器120以及通信接口系统。多核处理器110分别与FPGA逻辑处理器120以及通信接口系统电连接。多核处理器110用于根据获取的风电机组的运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多核处理器的风电机组专用可编程控制器，其特征在于，所述可编程控制器包括多核处理器、FPGA逻辑处理器以及通信接口系统，所述多核处理器分别与所述FPGA逻辑处理器以及所述通信接口系统电连接；/n所述多核处理器，用于根据获取的风电机组的运行数据生成控制信号，以控制所述风电机组执行对应的目标动作；/n所述FPGA逻辑处理器，用于实现管理所述可编程控制器各模块的上电时序、所述多核处理器的并口地址数据线解复用以及通信功能；/n所述通信接口系统，用于与所述风电机组之间进行通信，以获得所述运行数据，并将所述控制信号传输至所述风电机组。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于多核处理器的风电机组专用可编程控制器，其特征在于，所述可编程控制器包括多核处理器、FPGA逻辑处理器以及通信接口系统，所述多核处理器分别与所述FPGA逻辑处理器以及所述通信接口系统电连接；
所述多核处理器，用于根据获取的风电机组的运行数据生成控制信号，以控制所述风电机组执行对应的目标动作；
所述FPGA逻辑处理器，用于实现管理所述可编程控制器各模块的上电时序、所述多核处理器的并口地址数据线解复用以及通信功能；
所述通信接口系统，用于与所述风电机组之间进行通信，以获得所述运行数据，并将所述控制信号传输至所述风电机组。


2.根据权利要求1所述的可编程控制器，其特征在于，所述可编程控制器还包括电源系统，所述电源系统与所述多核处理器电连接，其中，所述电源系统设置有掉电保持模块，以在掉电时为所述多核处理器提供掉电保持。


3.根据权利要求1所述的可编程控制器，其特征在于，所述可编程控制器还包括存储系统，所述存储系统与所述多核处理器电连接，其中，所述存储系统包括mSATA存储器、DDR3内存、FLASH存储器、EEPROM、CFast存储卡接口。


4.根据权利要求1所述的可编程控制器，其特征在于，所述可编程控制器还包括板卡和温度传感器，所述多核处理器、所述FPGA逻辑处理器、所述通信接口系统以及所述温度传感器均设置在所述板卡上，所述温度传感器与所述多核处理器电连接，以实现对所述板卡的温度监控。


5.根据权利要求1所述的可编程控制器，其特征在于，所述可编程控制器还包括拨码器，所述拨码器与所述多核处理器电连接，所述拨码器用于切换所述可编程控制器的工作模式。


6.根据权利要求1至5任一项所述的可编程控制器，其特征在于，所述通信接口系统包括自适应以太网接口、工业以太网接口、RS232接口、RS485接口；其中，
所述自适应以太网接口用于实现冗余通信和上位机通...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚孝国，赵德政，杨政厚，郭肖旺，周峰，林浩，岳红轩，陈海，王真涛，张彪，
申请(专利权)人：北京华能新锐控制技术有限公司，中电智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11