单机控制系统与变流器之间的信号连接仍采用硬接线方式，只是相应 的信号采集模块布置在变流器柜内，之间通过Profibus线进行连接。
BECKHOFF所有模块工作温度为0~55°，储藏温度为-25~85°。 BECKHOFF所有硬件均有状态指示，通过观察指示灯，可以判断故障 并予以排除。
1、单机控制系统--网络结构
三相电力测量模块-KL3403常见故障
现
象
可能原因 CT接线方向错误
故障排除 箱变断电查线
出现负功率
电压与电流相位不一致 箱变断电查线 补接N线
频率显示不正确 电压缺N相
对应信号断路器 存在某相电压接到N线 箱变断电查线 跳闸 端子 电流测量值明显 CT测量范围与KL3403 对比技术要求，更换CT或 注意 不正确 型号不对应 KL3403模块
采用安全模块执行风电机组安全链控制，与安全继电器相比具有以下优势： 1、无内部接线，减少接线工作量，增减灵活； 2、安全链逻辑采用编程方式，修改灵活； 3、丰富的功能模块，便于实现各种不同的安全逻辑； 4、集成在BECKHOFF PLC控制器中，过程量点可直接连接到PLC逻辑中进行监视； 5、支持Profibus、实时以太网，对主控制系统的错误也可进行检测；
14
15 16 17
塔底柜、机舱 柜
机舱柜 机舱柜、变流 柜 变流器柜
2、 单机控制系统选用模块类型-2
序号 模块类型 模块描述 应用举例 备注
18
19
KL3202
KL3404 KL34030000
2通道3线制PT100
4通道2线制PT100 特殊模块 三相电力测量模块（1A ） 发电机功率，风机静功 塔底柜、变流器 率 柜
20 21 22
KL34030010
KL5001
三相电力测量模块（5A ）
编码器测量模块
发电机功率，风机静功 变流器柜（仅用 率 于样机）
偏航角度测量 机舱柜 塔底柜、机舱柜 、变流器柜
安全模块 23 24 25 KL1904 KL2904 KL6904 安全模块-4通道数字量输 入模块 安全链信号
1、控制系统—控制器硬件连接
1、 单机控制系统—实物
总线耦合器: 总线端子和现场 总线之间的联接
总线末端子 在一个总线耦合器上最 多可带 64 (255)* 个总 线端子
1、 单机控制系统—电源连接
状态 LED 指示可 靠和快速的启动 抽屉式标签域用于 标注文字说明标签 标记片用于标准端子块
安装在标准 35 mm DIN 导轨上，无需 附加件
软件
监控软件
通讯
风场机群的中央监控及异地远程通讯
Mita控制柜
机舱
塔架
光缆
18芯控制电缆
WP3100
WP3100需要选配特殊功能接口卡才能成为风机控制器。
配好接口卡的WP3100控制器
风机控制器选用的接口卡有：
WP3023 数字I/O扩展接口卡 为控制器增加13个数字输入端和8个数字输出端。
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EL67310010
Profibus通讯从站模块
与主控系统通讯
3、 CX1020主控制器
SEC-W2000风电机组控制系统采用德国BECKHOFF（倍福）的PLC作为系统开发平台
。其中主控制为CX1020。
做为基于PC的控制器，CX1020具有以下特性： • Intel Celeron处理器，1G时钟频率 • 256M DDR RAM
查线时必须将箱变电源断掉，否则可能导致CT烧毁
安全模块
BECKHOFF安全模块包括三种类型： KL6904 KL1904 KL2904 安全控制器 4通道数字量安全输入模块 4通道数字量安全输出模块
BECKHOFF安全模块是符合IEC-61508 SIL3，其故障可能性小于千分之一，但高于万分之一。 BECKHOFF安全模块采用TwinSAFE通讯协议，在通讯介质上借用K-BUS和EtherCAT总线。 BECKHOFF安全模块可以分散布置在不同区域，一个BECKHOFF系统可最多连接1024个安全模块。
塔底柜、机舱 柜 主控系统，变 流器柜内 塔底柜、机舱 柜
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KL9210
电源分配模块
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KL9010
K-BUS终端模块
通用模块
塔底柜、机舱 柜
塔底柜、机舱 柜
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KL1104 KL2134 KL3404 KL3454 KL4424
4通道数字量输入模块 4通道数字量输出模块 4通道0-10V输入模块 4通道4~20mA输入模块 4通道4~20mA输出模块 机舱振动信号 风速风向等 转矩设定、功率因素 设定等
WP3042
标准RS485接口卡
用于WP4084（振动传感器）与WP3100之间的通讯。
硬件
传感器
数字信号传感器 振动开关、压力开关、油位报警开关、润滑油泵故障反馈开关、 纽缆限位开关、温控开关、碳刷监控开关、接近开关（转速传感 器）、风速计。

模拟信号传感器
压力传感器、振动传感器WP4084、温度传感器（PT100）、 轮毂位置编码器、风向标。
安装在塔底柜内KL3403信号来自于箱变，具体位于箱变 400VAC出口断路器的上方，用于检测发电机出口功率扣除发 电机自用电后的净功率。
注意 ！
1、电压、电流均采用三相四线制，亦即N线为公共端 2、更换后的KL3403需要用KS2000进行设置 3、电流通常采用CT（电流互感器）转接，由于CT的特性，在更 换KL3403模块或更换CT时，包括变流器柜、主控柜、箱变在内的 设备必需断电，否则将导致CT的烧毁！！！
• 2G CF卡
• 操作系统可选Window XP和Window CE （我公司选用Window CE) • 内置2个RJ-45口的交换机，支持10/100M
• 内置DVI+USB口，可直接连接触屏
• 具有状态灯指示
三相电力测量模块-KL3403
KL3403通过高速采样（16us）交流三相电压和电流，在检测 电流、电压的同时还可通过模块内置的高速均方根计算（ 64000次/秒），直接输出频率、有功功率、无功功率、功率 因素。
KL3403可接受500VAC的电压值，根据型号的不同，所接受 的电流范围不同。其中KL3403-0000接受范围为1A，KL34030010接受范围为5A. ERR Lx灯点亮，表示该相与N线之间的 电压差低于设定的门槛值（100V）
安装在变流器柜的KL3403信号来自于变流器柜，用于检测发 电机出口功率。
注意
1、各个安全模块之间是通过地址进行区别及通讯连接的，更换安全模块时必须确保安全模块的地 址设定与之前的一样。
2、更换KL6904后需重新烧写安全链逻辑，更换KL1904、KL2904后不需要烧写控制逻辑
3、控制逻辑的烧写需要专业人员进行！！！
安全模块—安全信号及逻辑
塔底安全链监测信号： --手动紧停 --电压监测 --PLC紧停 --变流器系统要求紧停 --外部信号紧停（预留）
硬件
执行机构
液压系统 泵 阀 加热器 风扇 照明灯 吊车
硬件
电缆
电力电缆 将发电机、变频器、箱变连接起来，为升压站、 电网提供电能。

控制电缆 将控制器、传感器、执行机构连接起来，形成完 整的控制系统，实现整个风机的控制功能。
软件
系统控制软件
软件
监控软件 WPshell
安全模块-4通道数字量输 安全链输出-偏航、变桨 变流器柜、机舱 出模块 、变流器 柜 安全模块-安全控制器 塔底柜
变桨系统模块
26
CP66080001-0000
变桨系统主控制器
3#轴柜内
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EK1100 EL1008 EL2008 EL6751
EtherCAT耦合器 8通道数字量输入模块 8通道数字量输出模块 CANopen通讯模块 与PitchMaster II进行通 讯
6.
7. 8. 9.
EK1501/EK1521光纤通讯 模块
Profibus通讯模块-EL6731 供电模块KL9210及终端模 块KL9010 三相电力测量模块-KL3403
10. 编码器测量模块-KL5001
1、单机控制系统--简介
风电机组控制系统采用德国BECKHOFF（倍福）的PLC作为系统开发平 台。BECKHOFF是风电行业中应用非常广泛的控制系统平台，如：DEWINDD8/D8.2/D6，金风、国电联合、重庆海装、 广东明阳、浙江华仪等。此 外，在变桨系统中也有非常之多的应用，如：LUST变桨系统95%选用 BECKHOFF，ATEC全部选用BECKHOFF。 风电机组控制系统由一个塔底控制柜、一个机舱控制柜、一个机舱远 程紧急停机盒共同组成。机舱和塔底之间采用光纤进行连接。 系统与变桨系统之间通过电气滑环采用Profibus进行通讯。通过通 讯，在主控系统内部可以直接查看变桨系统的故障，而不需要登塔。
CX11000004
CX10200111 CX1000N010 EK1110 BK1120 EK1521 EK1501
多模光纤EtherCAT通讯主 模块
多模光纤EtherCAT通讯从 模块
9 10
EL6731000 BK3150
Profibus通讯主站模块 Profibus通讯从站模块 电源及终端
风机运行调试与故障
风机电控系统
如何高效、安全地将风能转化成直接并网的电能。
高效 安全 风能转化 直接并网
变桨控制 安全保护 发电机 变频器调节 变频器控制系统 主控系统
Mita控制系统
Mita控制柜
硬件
传感器 执行机构 电缆
控制指令
电缆 Mita控制柜 执行机构
被控对象