一種基于藍牙通訊的風(fēng)力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種基于藍牙通訊的風(fēng)力發(fā)電機組的變槳控制系統(tǒng)，包括，指令控制器、藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器、藍牙冗余終端、風(fēng)機總控制器、第一風(fēng)機發(fā)電機組、第二風(fēng)機發(fā)電機組和第三風(fēng)機發(fā)電機組；風(fēng)機總控制器和藍牙冗余終端與藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器電連接，指令控制器、第一風(fēng)機發(fā)電機組、第二風(fēng)機發(fā)電機組和第三風(fēng)機發(fā)電機組通過藍牙與藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器無線連接；有益效果是通過采用藍牙通訊技術(shù)組網(wǎng)控制風(fēng)力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)的運行，提高風(fēng)力的發(fā)電機組變槳系統(tǒng)運行的可靠性和安全性。
【專利說明】—種基于藍牙通訊的風(fēng)力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及風(fēng)力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)；特別是涉及一種到兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)的控制回路，通過無線通訊技術(shù)將各個槳葉控制端進行組網(wǎng)進行控制的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著社會的發(fā)展，新能源行業(yè)逐漸的得到了廣泛的重視，作為清潔能源的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，近幾年成為了新能源行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者，有風(fēng)的地方就能發(fā)電，風(fēng)力發(fā)電帶來的不僅是能源的產(chǎn)生，也為一些風(fēng)力發(fā)電場業(yè)主帶來了不小的經(jīng)濟利益。風(fēng)力的發(fā)電機組構(gòu)造繁瑣，特別是變槳系統(tǒng)，無論是硬件設(shè)計還是軟件控制都非常復(fù)雜，由于整個風(fēng)電機組葉片(槳葉)需要轉(zhuǎn)動，導(dǎo)致變槳系統(tǒng)的控制部分需要接入一部分滑環(huán)來確保通訊線纜不會因為風(fēng)電機組槳葉的旋轉(zhuǎn)導(dǎo)致線纜的扭斷。而滑環(huán)在長時間的運行老化過程中由于某些原因?qū)е伦冃?，出現(xiàn)接觸不良、卡死等現(xiàn)象，對于整個風(fēng)力發(fā)電機組都非常危險。市場迫切需求一款無線控制裝置，控制風(fēng)力的發(fā)電機組的變槳系統(tǒng)，提高風(fēng)力的發(fā)電機組系統(tǒng)運行的安全性。
實用新型內(nèi)容
[0003]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種基于藍牙通訊技術(shù)的風(fēng)力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)。
[0004]本實用新型所采用的技術(shù)方案是，一種基于藍牙通訊的風(fēng)力發(fā)電機組的變槳控制系統(tǒng)，包括，指令控制器、藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器、藍牙冗余終端、風(fēng)機總控制器、第一風(fēng)機發(fā)電機組、第二風(fēng)機發(fā)電機組和第三風(fēng)機發(fā)電機組；所述的風(fēng)機總控制器和藍牙冗余終端與藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器電連接，指令控制器、第一風(fēng)機發(fā)電機組、第二風(fēng)機發(fā)電機組和第三風(fēng)機發(fā)電機組通過藍牙與藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器無線連接。
[0005]所述的風(fēng)機總控制器發(fā)出控制信號，將canopen通信協(xié)議轉(zhuǎn)成藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器可以識別的信號，并通過藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器將數(shù)據(jù)并行傳送至第一風(fēng)機發(fā)電機組、第二風(fēng)機發(fā)電機組和第三風(fēng)機發(fā)電機組。
[0006]所述的指令控制器、藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器、藍牙冗余終端、第一風(fēng)機發(fā)電機組、第二風(fēng)機發(fā)電機組和第三風(fēng)機發(fā)電機組還分別包括有藍牙終端，藍牙終端上包括有藍牙模塊，藍牙模塊分別與第一風(fēng)機發(fā)電機組、第二風(fēng)機發(fā)電機組和第三風(fēng)機發(fā)電機組電連接，藍牙模塊使用的規(guī)格是Arduino公司生產(chǎn)的RFOTIN0。
[0007]所述的藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器所采用CPU處理器是由TI公司生產(chǎn)的的AM3359。
[0008]本實用新型的有益效果是，通過藍牙通訊技術(shù)組網(wǎng)控制風(fēng)力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)的運行，提高風(fēng)力的發(fā)電機組變槳系統(tǒng)運行的可靠性和安全性。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是本實用新型風(fēng)力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)組成示意圖；
[0010]圖2是本實用新型變槳控制系統(tǒng)的藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖3是本實用新型變槳控制系統(tǒng)的藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖4是本實用新型變槳控制系統(tǒng)藍牙終端的組成結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖5是本實用新型變槳控制系統(tǒng)藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器采用的CPU功能框圖。
[0014]圖中:
[0015]10、指令控制器20、藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器
[0016]30、藍牙冗余終端40、風(fēng)機總控制器
[0017]50、第一風(fēng)機發(fā)電機組 60、第二風(fēng)機發(fā)電機組
[0018]70、第三風(fēng)機發(fā)電機組。

【具體實施方式】
[0019]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本實用新型作進一步詳細說明:
[0020]如圖1、圖2所示，本實用新型一種基于藍牙通訊的風(fēng)力發(fā)電機組的變槳控制系統(tǒng)，包括，指令控制器10、藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20、藍牙冗余終端30、風(fēng)機總控制器40、第一風(fēng)機發(fā)電機組50、第二風(fēng)機發(fā)電機組60和第三風(fēng)機發(fā)電機組70 ;風(fēng)機總控制器40和藍牙冗余終端30與藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20電連接，指令控制器10、第一風(fēng)機發(fā)電機組50、第二風(fēng)機發(fā)電機組60和第三風(fēng)機發(fā)電機組70通過藍牙與藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20無線連接。
[0021]指令控制器10、藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20、藍牙冗余終端30、第一風(fēng)機發(fā)電機組50、第二風(fēng)機發(fā)電機組60和第三風(fēng)機發(fā)電機組70還分別包括有藍牙終端，藍牙終端上包括有藍牙模塊，藍牙模塊分別與第一風(fēng)機發(fā)電機組50、第二風(fēng)機發(fā)電機組60和第三風(fēng)機發(fā)電機組70電連接，藍牙模塊使用的規(guī)格是Arduino公司生產(chǎn)的RFDHN0。藍牙終端是在arduino的藍牙模塊基礎(chǔ)上的機型拓展，添加canopen協(xié)議口，以及少量硬件電路，使canopen數(shù)據(jù)和無線數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換。
[0022]風(fēng)力發(fā)電機組變槳控制系統(tǒng)，是通過藍牙4.0通訊技術(shù)將3個風(fēng)機發(fā)電機組葉片控制端和主控制端組成小型網(wǎng)路，通過藍牙協(xié)議進行數(shù)據(jù)交互，風(fēng)機總控制器40發(fā)出控制信號，將canopen通信協(xié)議轉(zhuǎn)成藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20可識別的信號，并通過藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20將數(shù)據(jù)并行傳送至第一風(fēng)機發(fā)電機組50、第二風(fēng)機發(fā)電機組60和第三風(fēng)機發(fā)電機組70。整個網(wǎng)絡(luò)由藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20進行全局的配置，調(diào)度，數(shù)據(jù)的分配。每個藍牙終端通過藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20組成網(wǎng)絡(luò)。各個藍牙終端分別擁有兩條數(shù)據(jù)鏈，一是各個藍牙終端通過藍牙協(xié)議與藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20進行數(shù)據(jù)交互，二是各個藍牙終端之間通信鏈路，這種網(wǎng)絡(luò)拓撲可以避免其中一條數(shù)據(jù)鏈突然斷裂之后，可以馬上由另外一條數(shù)據(jù)鏈接管進行控制，并上報故障給風(fēng)機主控制器40。當(dāng)藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20故障時，或者，在一定時間內(nèi)藍牙終端失去與藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20的信號連接，藍牙冗余終端30會直接接管其中一個槳葉的藍牙終端，并通過接管槳葉的藍牙終端，同步剩下的另外兩個槳葉的藍牙終端，以達到風(fēng)機緊急順槳的目的，并同時，試圖去重新連接藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20，一旦與藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20連接上，馬上重啟藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20。
[0023]如圖3至圖5所示，藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20所采用CPU處理器是由TI公司生產(chǎn)的的AM3359。并通過并口連接3個arduino風(fēng)機發(fā)電機組的藍牙模塊，對三個風(fēng)機發(fā)電機組的藍牙模塊采集到的數(shù)據(jù)進行信號處理。AM3359是美國TI公司生產(chǎn)的微控制器，AM3359為 275MHz, 500MHz, 600MHz, 720MHz ARM Cortex-A8 32 位 RISC 微控制器，NEON SIMD 協(xié)處理器，具有單錯檢測(奇偶校驗)的32KB/32KB LI指令/數(shù)據(jù)高速緩存，具有錯誤糾正碼(ECC)的256KB另的高速緩存，支持移動雙倍速率同步動態(tài)隨機存儲器(mDDR)(低功耗DDR(LPDDR)) /DDR2/DDR3,支持通用存儲器(NAND, NOR, SRAM,等)支持高達 16 位 ECC，SGX5303D圖形引擎，支持IXD控制器，可編程實時單元和工業(yè)通訊子系統(tǒng)(PRU-1CSS)，實時時鐘(RTC)，具有2個集成物理層的USB2.0高速OTG端口，支持最多2個端口的10/100/1000以太網(wǎng)交換機，串口包括，2個控制器局域網(wǎng)端口(CAN)，6個URAT，2個McASPI, 2個McSPI和3個12C端口，12位逐次逼近寄存器(SAR)ADC，3個32位增強型捕捉模塊(eCAP)，3個增強型高分辨率PWM模塊(eHRPWM)，加密硬件加速器(AES, SHA, PKA, RNG)。
[0024]上電之后藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20掃描附近所有風(fēng)機發(fā)電機組的藍牙終端，并對每個藍牙終端進行編號，初始化。初始化結(jié)束后等待數(shù)據(jù)包，風(fēng)機主控制器40將數(shù)據(jù)發(fā)送給藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20，藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器20對接收到的數(shù)據(jù)進行拆包處理，并將對應(yīng)的數(shù)據(jù)投遞給對應(yīng)風(fēng)機發(fā)電機組的藍牙終端，達到整個數(shù)據(jù)鏈通信。
[0025]整套系統(tǒng)設(shè)計完全遵守工業(yè)級產(chǎn)品相關(guān)要求，對安全，可靠性等方面更具有保證。另外，在特殊情況下，也可以將手機加入到此藍牙網(wǎng)絡(luò)，并通過手機發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)包，去控制風(fēng)機的槳葉。藍牙模塊的電源由專門的電源模塊提供，它通過從變頻器的24V接線端子取電通過電源模塊，將24V轉(zhuǎn)變成5V電源輸出，為藍牙模塊供電。
[0026]本實用新型通過藍牙通訊技術(shù)組網(wǎng)控制風(fēng)力發(fā)電機組變槳系統(tǒng)的運行，提高風(fēng)力的發(fā)電機組變槳系統(tǒng)運行的可靠性和安全性。
【權(quán)利要求】
1.一種基于藍牙通訊的風(fēng)力發(fā)電機組的變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，包括，指令控制器(10)、藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器(20、藍牙冗余終端(30)、風(fēng)機總控制器(40)、第一風(fēng)機發(fā)電機組(50)、第二風(fēng)機發(fā)電機組(60)和第三風(fēng)機發(fā)電機組(70);所述的風(fēng)機總控制器(40)和藍牙冗余終端(30)與藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器(20)電連接，指令控制器(10)、第一風(fēng)機發(fā)電機組(50)、第二風(fēng)機發(fā)電機組(60 )和第三風(fēng)機發(fā)電機組(70 )通過藍牙與藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器(20 )無線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于藍牙通訊的風(fēng)力發(fā)電機組的變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的風(fēng)機總控制器(40)發(fā)出控制信號，將canopen通信協(xié)議轉(zhuǎn)成藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器(20)可以識別的信號，并通過藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器(20)將數(shù)據(jù)并行傳送至第一風(fēng)機發(fā)電機組(50 )、第二風(fēng)機發(fā)電機組(60 )和第三風(fēng)機發(fā)電機組(70 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于藍牙通訊的風(fēng)力發(fā)電機組的變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的指令控制器(10)、藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器(20)、藍牙冗余終端(30)、第一風(fēng)機發(fā)電機組(50 )、第二風(fēng)機發(fā)電機組(60 )和第三風(fēng)機發(fā)電機組(70 )還分別包括有藍牙終端，藍牙終端上包括有藍牙模塊，藍牙模塊分別與第一風(fēng)機發(fā)電機組(50)、第二風(fēng)機發(fā)電機組(60)和第三風(fēng)機發(fā)電機組(70)電連接，藍牙模塊使用的規(guī)格是Arduino公司生產(chǎn)的RFDHN0。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基于藍牙通訊的風(fēng)力發(fā)電機組的變槳控制系統(tǒng)，其特征在于，所述的藍牙網(wǎng)絡(luò)控制器(20)所采用CPU處理器是由TI公司生產(chǎn)的的AM3359。
【文檔編號】G05B19/418GK203930478SQ201420282287
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2014年5月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月28日
【發(fā)明者】房凱龍, 彭銀奎, 王曉東 申請人:天津瑞能電氣有限公司