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倍福通过其基于 PC 和 EtherCAT 的控制技术，在全球范围内实施成熟的、久经时间验证的风力发电机组控制解决方案：全球有超过 140,000 台风力发电机已经使用倍福的技术进行自动化改造，单台风力发电机的容量最大可达 25 MW。
依托我们的全系列模块化系统组件，您可以搭建开放、可扩展的控制架构，不仅支持变桨控制、变流器、变速箱与制动控制，还可实现风电场网络监控。集成的安全功能和实时状态监测可确保您的系统为未来做好准备。
倍福助您在风力发电机组工程领域抢占先机：
- 实时能力：通过 EtherCAT 实现高速端到端通信
- 开放性：支持集成标准现场总线与基于以太网的系统
- 灵活性：可适配多种系统方案的可扩展拓扑结构
- 一体化方案：将安全功能与状态监测直接集成入控制系统中
- 深厚的行业底蕴：20 余年经验积累 + 专用软件模块
倍福针对风力发电机组的技术
通用的风力发电机组控制平台
借助基于 PC 的控制技术，您可以在一个集中式平台上完成所有控制任务。例如，所有数据都汇总到位于风力发电机组塔基的嵌入式控制器中。这款 PC 可收集和处理所有数据，检查并网情况，并与中控室通信。安全和测量技术以及状态监测功能通过 I/O 模块集成到控制器中。塔基中的变流器、机舱中用于风力发电机运行和管理的 I/O 系统以及轮毂中的变桨控制器都通过 EtherCAT 与主控计算机连接。由此构建出一套无缝集成的完整系统，无需再配置独立的辅控。硬件和工程成本得以降低，机组可用性显著提升，同时您的风力发电机组运行效率也将进一步优化。
基于 PC 的控制技术可为您带来哪些优势：
- 集成性：通用控制平台应用于风力发电机组运行控制和管理、变桨控制、风电场网络监控以及偏航系统
- 可扩展性：适用于所有系统方案和性能等级要求的模块化组件系列
- 开放性：兼容 IEC 61400-25、Ethernet TCP/IP 和 OPC UA 等各类工业通信标准
用于风力发电机组的高速通信
EtherCAT 可满足现代风力发电机组端到端自动化所需的性能要求。该现场总线支持快速响应、精准时间同步，还可集成包括变流器、安全功能与测量技术在内的各类复杂的子系统。
EtherCAT 同样正在为风电场网络监控树立行业标准。光纤电缆可通过电缆冗余设计，实现最远 20 km 距离内的系统连接。这使得设定值可快速分发至整个电网，实现对电网参数的高效控制。
EtherCAT 可为您带来哪些优势：
- 覆盖范围：多模技术支持最长 1.5 km 的光纤组网，单模技术支持最长 20 km 的光纤组网
- 高效率：无需复杂交换机与集线器架构即可完成组网
- 高透明度：支持最高 20,000 次/秒 的电流、电压值高频监测
面向测量技术、状态监测和网络诊断场景
借助 XFC，您可以实现测量数据的高速采集与基于时间的精准同步。倍福测量技术、状态监测和网络诊断端子模块采用超采样技术，可实现最高 100 kHz 速率的原始数据采集，并直接将数据传输至 CPU。由此可确保所有测量数据完整留存，无需在端子模块中进行预处理，也不会出现数据丢失情况。
EtherCAT 分布式时钟可在远小于 1 µs 的时间窗口内同步所有测量值，既适用于单个风力发电机组，也适用于整个风电场。您可获得精确的测量时间戳，从而能够可靠地分析设备状态、网络行为及诊断事件。
XFC 可为您带来哪些优势：
- 分析深度：优化状态监测、故障诊断和结构监测
- 确定性处理：微秒级高速信号处理
- 完全透明：端子模块不对原始测量数据做任何预处理，确保所有与诊断相关的信息零丢失
直接集成安全功能
借助 TwinSAFE，您可以将安全功能直接集成到风力发电机组的控制架构中，以满足最严苛的要求。安全 I/O、TwinSAFE 逻辑与 Safety over EtherCAT 将安全功能与标准通信整合到一个集成式系统中。
倍福针对风力发电机组工程领域的一个亮点产品是 EtherCAT 端子模块 EL3453-0090。这款三相电力测量端子模块无需上游电压互感器即可监测高达 690 V AC 的发电机，同时提供包括电流、电压、功率、频率、THD 及谐波在内的相关测量值。若与 XFC 技术结合使用，该端子模块还可以将上一次电压与电流的过零时刻传输给控制器，从而触发相应的开关操作。
TwinSAFE 可为您带来哪些优势：
- 安全性能经认证：Saftey over EtherCAT 可满足高达 SIL 3 的安全等级要求
- 减少布线工作：安全信号通过现有的 EtherCAT 通信系统传输
- 更深的诊断深度：通过电能/质量分析功能对电网畸变、信号质量及谐波进行全面评估
AMP800：结构紧凑。高动态响应。低磨损。
偏航系统用于调整风电机组的机舱方向，使其对准风向。为此，电驱动装置与液压制动系统通常会搭配组合使用。当启用风向主动跟踪功能时，制动系统始终处于工作状态。这会导致严重的部件磨损和高昂的维护成本。使用现有的电力驱动系统来生成所需的反扭矩和夹紧偏航机构可以减少磨损并提高效率。
倍福的 AMP8000 分布式伺服驱动系统是一款将伺服功能直接集成到电机中的紧凑型替代方案。这样可以节省机舱内的空间、减轻重量，并精简布线。同时，驱动功率可灵活调整，以适配不同的系统设计需求。
AMP8000 可为您带来哪些优势：
- 提高发电量：不受限制定制动策略约束的风向动态追踪技术
- 支出显著降低：维护工作量与布线需求双双减少，且安装更简便
- 更安全：集成 TwinSAFE 安全功能，且在电压暂降工况下具备可靠安全运行特性
倍福针对风力发电机组的产品亮点
风电行业专用自动化软件
借助 TwinCAT 3 Wind Framework，您可以为风力发电机组搭建标准化、模块化的软件系统架构。该架构将倍福成熟的控制技术与风电领域的专业知识封装为可直接用于系统编程和配置的标准化功能块。
包括变流器、变桨控制及其他系统组件在内的子系统均被映射为独立的功能模块。状态、参数、指令、测量值、用户操作与事件均可实现集中管理、分析和归档留存。这为开发、运行与诊断构建出一套可复用的软件架构。
TwinCAT 3 Wind Framework 可为您带来哪些优势：
- 软件开发更简单：PLC 库和示例应用程序可简化编程工作流程
- 高可扩展性：模块易于更换、复用和扩展
- 更出色的诊断功能：通过状态监测、事件管理以及基于 SQL 的数据存储，实现全流程透明化管理
超高速风电网络监控
借助倍福的 EtherCAT 基础组件，您可以为风电场网络监控树立全新的速度标杆。发生电压暂降（低电压穿越，LVRT）时，该系统可以在 1 毫秒的时间内识别所连系统的设定值，并完成电流、电压与频率的调节控制。
使用配套的 EtherCAT 组件，即可利用现有的基于光纤技术的以太网基础设施来实现这一功能，传输距离最远可达 20 km。借助这项技术，您甚至可以根据需要同步风电场内变流器的功率开关 (IGBT)，且不受具体控制系统的限制。
多模：
单模：
对于现有控制系统的耦合，可以使用以下通信模块：
功能强劲、灵活且结构紧凑，支持 DIN 导轨安装
CX 系列嵌入式控制器为风力发电机组提供紧凑且可扩展的控制平台。这些适合 DIN 导轨安装的 PC 在工业 PC 技术与倍福 I/O 层之间建立直接连接。它们可用于实现风力发电机运行控制管理、变桨控制、测量技术及其他各类任务。
CX 系列包含多种 CPU 等级，旨在满足不同的性能需求：从紧凑型控制器到适用于复杂系统组件的高性能解决方案。以全新的紧凑型 CX8200 为例，它搭载主频为 1.2 GHz 的 Arm® Cortex®-A53 双核处理器，性能强劲，同时支持千兆以太网、USB 3.0 以及 倍福实时 Linux® 操作系统。CX9240 进一步拓展了产品阵容，配备 4 个处理核心、2 GB RAM 以及 2 个独立的千兆以太网口。
倍福嵌入式控制器可为您带来哪些优势：
- 匹配性能等级：从适用于分布式任务的紧凑型控制器，到高性能控制系统
- 模块化扩展：集成 I/O、现场总线及通信接口
- 运维友好：快速更新与便捷的现场更换
快速集成，符合标准
借助 TwinCAT 3 Power Control (TF8360)，您仅需极低的工程投入，即可高效开发出符合标准要求、已通过认证的用于风力发电机组的电厂控制器。这些经过认证的软件模块可帮助您满足低压、中压及高压电网的相关要求。
该解决方案在倍福 CX 系列嵌入式控制器上运行，可无缝集成至开放式自动化架构中。这款发电厂控制器采用 IEC 61850、IEC 60870、MQTT、OPC UA、EtherCAT、PROFINET、PROFIBUS 或 CANopen 等主流通信标准和接口，可灵活集成至发风力电机组、风电场网络及控制室中。
采用倍福技术的发电厂控制器可为您带来哪些优势：
- 电网稳定性：通过无功功率控制实现电压稳定，通过有功功率控制实现频率稳定
- 抗干扰能力：内置故障穿越功能
- 灵活的硬件平台：倍福 CX 系列可配备 6 种不同的 CPU 等级，且通信选项不受限制
集成式网络监测与电力测量解决方案
借助 EtherCAT 电力测量端子模块，您可将电网监测和电力测量功能直接集成到风力发电机组的控制系统中。
具备电气隔离特性的 EL3453 可测量三相电流与电压，最高支持 5 A 和 690 V。端子模块每隔半个电网周期 (10 ms) 就会将计算得到的平均值传输至 CPU，包括功率、频率、cos φ 等数值，当然也包含电流与电压。
EL3783 具备相同的物理特性，但会以 20 kHz 的频率测量电流和电压。可以通过 CPU 使用这一原始数据计算出所有平均值，例如，借助 TwinCAT 电力监测软件库 TF3650。可以实现高达 110 次谐波的电网分析。
电力测量端子模块可为您带来哪些优势：
- 快速故障检测：早期检测识别电压暂降
- 集成分析：功率和电网质量数据直接在控制器中进行处理
更多数据，助力提升风力发电效率
借助 TwinCAT Analytics 和 TwinCAT Condition Monitoring，您可以系统地利用风力发电机组的运行与测量数据。振动、温度、速度及性能数据都在控制器中直接完成采集、分析与显示。从而为可靠的诊断和预测性维护奠定了基础。
TwinCAT Condition Monitoring 库提供分析、统计与分类所需的各类算法。TwinCAT Analytics 可覆盖从原始数据采集、数据分析直至图形用户界面的全部工作流程。这样便可早期检测出磨损、失衡或异常运行状态，进而更高效地规划运维措施。
TwinCAT Analytics 和 Condition Monitoring 可为您带来哪些优势：
- 通过综合分析运行与测量数据，提高诊断可靠性
- 易于集成：将算法、第三方软件与图形用户界面直接集成至 TwinCAT 控制平台
- 预测性维护：数据驱动的决策建议可延长系统生命周期并提升可用性
倍福风力发电行业解决方案
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从塔基到轮毂的无缝控制
风力发电机运行控制管理和变桨控制是确保风力发电机组安全、高效运行且符合电网要求关键因素。依托倍福平台，您可以持续、高效地运用这些控制手段。塔基中安装的一台嵌入式控制器负责采集和处理所有数据，并与控制室、风电场网络以及上一级系统通信。EtherCAT 高速、时间同步地实现变流器、机舱中的 I/O 层以及轮毂中的变桨控制器的互联。
倍福的开放式自动化架构支持安全、测量与诊断功能的灵活集成。用于转子叶片调节的紧凑型控制系统支持叶片的集中与独立调节。
主要优势：
- 塔基、机舱、轮毂与控制室之间直接通信
- EtherCAT 可减少工程设计和布线工作
- 通过 TwinSAFE 集成安全功能
- 使用标准组件实现灵活的变桨控制，可适配多种系统配置
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为稳定风电场网络提供高速通信支持
随着风电场规模不断扩大，风力发电机组之间的互联需求持续提升。设定值需在整个网络中快速分发，测量值需实现精准同步，网络事件需得到即时处理。EtherCAT 为此提供强大的技术支撑，可在 1 ms 内识别网络内所有系统的设定值，并据此对电流、电压与频率进行精准调节。
该网络可采用光纤电缆并配置电缆冗余。即使是远距离传输，也不会出现任何速度损失。TwinCAT 还支持 IEC 61400-25 和 IEC 60870 等行业标准远程控制协议，可实现与控制室、电网运营商及电力供应商的通信交互。
主要优势：
- 在风电场网络中快速分发设定值，响应时间低于 1 ms
- 光纤通信，支持线缆冗余，最大传输距离 20 公里
- 测量值同步精度小于 1 μs
- 支持不同系统架构和远程控制协议的开放接口
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充分利用状态数据
现代风力发电机组的运维护成本高昂，尤其是当故障发现不及时，或是不考虑机组实际状态、采用一刀切的方式制定维护周期时。因此，倍福将强大的状态监测功能直接集成到控制平台中：轴承、齿轮箱以及发电机的振动信号通过 EtherCAT 测量端子模块采集，并与温度、压力、功率和速度等运行数据一起分析。
您可以清晰了解系统状况：原始数据同步传输，并可通过 TwinCAT Condition Monitoring 进行分析，例如通过频谱分析、统计参数或阈值监测等方式，并直接用于预测性维护。
主要优势
- 早期检测临界状态，以提高系统可用性
- 综合分析测量数据和运行数据，减少误报情况
- 可灵活扩展 EtherCAT 网段，可轻松完成改造升级
- 将诊断功能集成到控制系统中，以降低运维与系统成本
