1引言

　　風力發電技術發展很快，裝機容量不斷增大，在世界各地都受到了廣泛重視。在目前的變速恒頻風電系統中，使用雙饋感應發電機（DFIG）的雙饋型風電系統市場份額最大，使用永磁同步發電機（PMSG）的直驅型系統發展很快[1-2]。不管是雙饋型還是直驅型風電系統，其整體控制都比較復雜，需要有主控系統來協調變槳、偏航、變流器、測量、保護和監控等多項環節，且風電系統通常運行環境比較惡劣，各執行機構之間可能存在一定的距離，因此通訊問題至關重要 [3-4]。

　　可編程序控制器（Programmable Logic Controller，PLC），是一種專為工業環境應用而設計的電子系統，采用可編程序的存儲器，在內部存儲執行邏輯運算、順序控制、定時、計數和算術運算操作的指令，并通過數字式和模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的生產過程。PLC具有編程簡單，使用方便，抗干擾能力強，在特殊的環境中仍能可靠地工作，故障修復時間短，維護方便，接口功能強等優點[5]，因此非常適合風電系統使用。

　　本文首先說明了了風力發電通訊系統結構，選擇羅克韋爾自動化的Controllogix作為主控PLC，實現基于PLC的風電通訊系統；基于VC++實現通訊系統上位監控，討論了VC++實現原理，給出了基于Controllogix的直驅風電通訊系統監控效果。

　　2 風力發電通訊系統結構說明

　　直接驅動型風電發電系統結構圖如圖1所示，包括風電機組，永磁同步發電機，背靠背變流器，由DSP為核心構成的變流器控制器，由PLC為核心構成的風力發電主控系統及上位機。通訊系統主要由PLC及上位機構成，PLC還要與變流器控制DSP之間進行通訊，由通訊系統實現對直驅型風電系統的監控，上位機與PLC之間采用串口通訊。PLC作為下位機使用，完成控制、數據采集，以及狀態判別等工作；上位機用來完成數據分析、計算、信息存儲、狀態顯示、打印輸出等功能，從而實現對風電系統的實時監控。

　　由圖1可以看到，PLC既要與上位機連接，又要與變流器控制DSP連接，圖1中變流器采用雙DSP控制，其他還有變槳控制器等，可能涉及多個處理器，需要由PLC來進行協調控制，同時要由中央控制室的上位機進行集中監控，因此基于PLC的風力發電通訊系統作用非常重要。

圖1 直接驅動型風力發電系統結構圖

　　本文選用羅克韋爾自動化的Controllogix作為主控PLC，對直驅型風力發電通訊系統進行初步探索。Controllogix是羅克韋爾公司在1998年推出AB系列的模塊化PLC，是目前世界上最具有競爭力的控制系統之一，Controllogix將順序控制、過程控制、傳動控制及運動控制、通訊、IO技術集成在一個平臺上，可以為各種工業應用提供強有力的支持，適用于各種場合，最大的特點是可以使用網絡將其相互連接，各個控制站之間能夠按照客戶的要求進行信息的交換。對于Controllogix，在組建通訊網絡時，Ethernet/ip、controlnet是比較常用的通訊協議，除此之外，Controllogix還支持devicenet、DH+、RS232、DH485等，而RS-232/DF1端口分配器擴展了控制器的通訊能力。因此，Controllogix比較適合用于構建風力發電通訊系統。