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摘要：风机的控制基于工业控制电脑PLC实现各种功能， PLC死机所带来的问题，会直接导致风电机组出现较为严重的损害，不利于风电场的安全运行。为此在本文中笔者将结合自身的实践工作经验，就MY1.5Se风力发电机组经常出现的PLC死机问题进行原因分析、问题查找及提出解决方案。
关键词：PLC；死机；安全运行
前言：感城风电场一期工程使用的风电机组是中山明阳生产的MY1.5Se风力发电机组。其中机组控制系统硬件上采用德国倍福的嵌入式PLC，软件是使用明阳基于倍福PLC基础上开发的PLC控制程序进行风力发电机组的控制。在风电机组运行过程中陆续出现不规律的PLC死机现象，这使得风机经常处于异常的工作状态，严重的时候设备很容易出现重大安全问题。国内多个风电场的设备重大事故的发生，很多都是来自于PLC控制系统异常所导致的风力发电机组的完全失控，进而出现了重大的设备损坏事故，因此解决PLC死机问题十分必要。
PLC死机解决方案研究基于PLC的硬件和软件的基础上对PLC的死机原因进行分析，通过分析，我们提出了以下四个方面的设想：
1.PLC工作系统硬件方面的问题，如PLC控制系统硬件不完整，工作中接触不可靠，电磁波影响等引起的死机。
2.PLC工作环境，如PLC工作环境温度，PLC工作湿度，PLC工作环境的静电干扰。
3.PLC控制系统程序没有处于最优的工作状态，可能是控制程序的不合理，导致PLC工作死机。
4.PLC控制系统数据处理过多或PLC工作量过大，导致PLC控制系統的死机。
根据以上四个设想，我们进行了统计分析，从软、硬件上逐步分析并解决：
1、PLC工作系统硬件方面的分析和整改。
1.1 保证PLC硬件工作的完整性：经过对整個PLC控制系统硬件的重点维护和检查，保证了PLC控制系统硬件的完整性和工作可靠性，但PLC控制系统死机的情况并未缓解，由此判定PLC控制系统死机的根本原因不是硬件方面的缺陷。
1.2 保证PLC控制系统工作状态不被干扰：感城风电场靠近一处电台，电台对周围环境有强烈的电磁辐射，考虑辐射也可能会引起PLC控制系统受到干扰，进而导致PLC工作状态的紊乱出现死机现象。所以现场人员对PLC控制系统进行了可靠的整改：
1.2.1 对PLC的外壳、框架和PLC基座进行了可靠接地保护，保证接地的性能达到满足的要求；对PLC安装支架也进行了容性接地保护，抑制电磁的干扰 。
1.2.2 对PLC工作电源的检查，感城风电场控制系统PLC使用的是直流24V工作电压，对常出现PLC控制系统死机的机位，更换最新的24V工作电源，保证工作电压的有效性。
1.2.3 PLC工作模块回路进行接地性的检查。PLC控制系统由PLC和其他数字量工作模块、模拟量工作模块一起组成，对PLC扩展数字量模块和模拟量模块进行有效的和中央铜牌接地点接地，有效的抑制模块干扰导致死机。通过了防静电干扰措施和防电磁辐射干扰措施，但是PLC控制系统死机的现象还是出现，所以PLC控制系统死机的根本原因也不是PLC工作时受到了静电和电磁波干扰导致死机。
2、保证PLC控制系统工作环境的可靠性：由于感城风电场的气候类型属于热带季风海洋性气候，现场的天气温度常年都比较高，如果PLC控制系统不能保证在合适的温度和湿度条件下运行，很有可能造成PLC工作温度过高，导致PLC的死机。我们对PLC工作柜体空调的设定温度时行了调整，保证了PLC控制系统硬件工作温度为28°左右，这个温度完全满足PLC控制系统硬件工作的条件，但是PLC控制系统还是出现了死机的现象，所以PLC控制系统死机的根本原因不在于PLC工作时温度过高或湿度过高。
3、 PLC控制系统的软件分析和优化。
在确认了PLC死机问题不是硬件系统和外部环境所导致的结果后，我们重点转向研究PLC内部问题或者是因为控制程序不合理的设想。
3.1 PLC控制系统程序丢失引起的PLC死机：经过分析，如果PLC控制系统出现程序丢失和工作紊乱，读取PLC控制系统程序工作界面上肯定会随机出现不同的故障显示，经过长时间对机组的观察，发现PLC控制系统死机时，全部机组表现的故障现象为：PLC控制界面瞬时完全无法操作，PLC控制系统所有数据瞬时停止计算，运行中的风力发电机组故障界面没有报出任何故障代码，PLC控制系统能自动重启，判定PLC控制系统死机的原因不存在因为PLC控制系统运行过程中程序丢失或者程序不稳定而引起的死机现象的发生。
3.2 PLC控制系统程序设计不合理引起的PLC控制系统的死机：感城风电场和洋前风电场使用的同为MY1.5se机组，其中风力发电机组的电控系统配置完全一样，PLC控制系统使用的程序也基本一致，经了解洋前风电场很少出现PLC控制系统死机的情况，经过与明阳厂家的深入了解分析，认为是程序的设计不合理而引起PLC控制系统死机可能性不大。
4、PLC控制系统数据处理过多导致PLC控制系统的死机，对PLC控制系统工作量和存储量的整改。
PLC控制系统数据处理过多或CPU工作量过大而引起的PLC死机：PLC控制系统是整个风力发电机组电控系统的核心，起着收集数据，处理数据，输出数据的重要功能，可以说，PLC控制系统是电控系统里面运算量最大的系统，其中数据的采集和存储占了PLC控制系统里面的很大一部分运算功能。
4.1 PLC控制系统数据的采集和数据的输出：PLC控制系统对整台风力发电机组的开关数字量、温度模拟量、压力模拟量、风速风向模拟量、速度模拟量进行实时的采集，然后进行运算，通过PLC控制系统的扩展模块进行各个变量输入输出点的控制，这些数据量是保证风力发电机组安全运行最基本的运算控制数据，所以在PLC控制系统的数据采集上，完全没有任何优化的必要。在PLC控制系统的数据传输中，PLC控制系统通过以太网转光纤通讯，与升压站的中央服务器进行数据的传输，把风机的实时数据传送到中央服务器，经过中央服务器实现对整个风场风力发电机组的监控和界面操作。理论上中央服务器对PLC控制系统的数据采集和远程操作，极有可能会引起PLC控制系统的死机，但是经过中断与中央服务器联接的实验，也排除了这个可能性。 4.2 PLC控制系统的数据量存储过大或数据的频繁存储引起的死机：MY1.5se风力发电机组使用的德国倍福CX1020PLC控制系统，该PLC控制系统由于工业的特定性，使用的是特定的CF卡进行程序的启动和数据的存取。其中CF卡1存储着风力发电机组的控制程序，CF卡2主要对风力发电机组的各部件的温度值，开关量等各个数据进行实时的存储。 在风力发电机组的运行当中，PLC控制系统对CF卡2频繁的数据读取和进行大量的数据存储，这也能是引起PLC控制系统死机的原因之一。
在CF卡2中，风力发电机组会对5种数据量进行存储，在PLC控制系统界面中可以看到，这5种数据分为别：10minMeanValues风力发电机组的十分钟平均值、PowerCurve功率曲线值、Statuscode机组故障代码、Tracelog 机组运行跟踪日志、UserAccess：机组使用数据。这几个数据记载着该台风力发电机组历史和当前的风机所有状态，通过这几个数据，可以很方便有效的查找某一特定时刻的该台风机的运行情况，从而有效方便的判断该台机组的运行状态。
由于PLC控制系统与升压站的风力发电机组的监控系统实时通讯，监控系统会对风场的所有风力发电机组的运行数据进行采集和储存，升压站的中央服务器系统和风力发电机组的PLC控制系统同时对数据进行存储，这就导致了数据存储的重復性。经过和明阳厂家的沟通和现场数据的大量分析，我们决定在PLC控制系统存储的数据量当中，除了Statuscode机组运行状态代码这个数据量，其他数据量不再就地存储，这样不但可以保证风电机组的数据完整性，也可以降低PLC控制系统对数据的存储量和工作量。
根据以上的分析，我们对控制程序进行了修改，经过了9个月的PLC控制系统运行观察， PLC控制系统死机情况已不再发生，最终确定PLC控制系统死机的情况已经有效解决。
结论：PLC控制系统的死机虽然是很常见的现象，但也是必须要解决的问题。PLC控制系统死机的解决方案没有一个固定的方案，只能通过软、硬件来逐一排除，任何软、硬件上的异常，都会导致PLC控制系统工作的不正常。感城风电场的PLC控制系统死机问题的解决，排除了设备的重大安全隐患，使风力发电机组处于可靠、安全的运行状态，这对风电场的安全生产和经济效益有重要的作用。
参考文献：
[1]朱曙.基于PLC的風力发电控制系统研究[A].电子测量技术，2009，（3）
[2]邵联合，张梅有，吴俊华.化学工业出版社，2012
关键词：PLC；死机；安全运行
前言：感城风电场一期工程使用的风电机组是中山明阳生产的MY1.5Se风力发电机组。其中机组控制系统硬件上采用德国倍福的嵌入式PLC，软件是使用明阳基于倍福PLC基础上开发的PLC控制程序进行风力发电机组的控制。在风电机组运行过程中陆续出现不规律的PLC死机现象，这使得风机经常处于异常的工作状态，严重的时候设备很容易出现重大安全问题。国内多个风电场的设备重大事故的发生，很多都是来自于PLC控制系统异常所导致的风力发电机组的完全失控，进而出现了重大的设备损坏事故，因此解决PLC死机问题十分必要。
PLC死机解决方案研究基于PLC的硬件和软件的基础上对PLC的死机原因进行分析，通过分析，我们提出了以下四个方面的设想：
1.PLC工作系统硬件方面的问题，如PLC控制系统硬件不完整，工作中接触不可靠，电磁波影响等引起的死机。
2.PLC工作环境，如PLC工作环境温度，PLC工作湿度，PLC工作环境的静电干扰。
3.PLC控制系统程序没有处于最优的工作状态，可能是控制程序的不合理，导致PLC工作死机。
4.PLC控制系统数据处理过多或PLC工作量过大，导致PLC控制系統的死机。
根据以上四个设想，我们进行了统计分析，从软、硬件上逐步分析并解决：
1、PLC工作系统硬件方面的分析和整改。
1.1 保证PLC硬件工作的完整性：经过对整個PLC控制系统硬件的重点维护和检查，保证了PLC控制系统硬件的完整性和工作可靠性，但PLC控制系统死机的情况并未缓解，由此判定PLC控制系统死机的根本原因不是硬件方面的缺陷。
1.2 保证PLC控制系统工作状态不被干扰：感城风电场靠近一处电台，电台对周围环境有强烈的电磁辐射，考虑辐射也可能会引起PLC控制系统受到干扰，进而导致PLC工作状态的紊乱出现死机现象。所以现场人员对PLC控制系统进行了可靠的整改：
1.2.1 对PLC的外壳、框架和PLC基座进行了可靠接地保护，保证接地的性能达到满足的要求；对PLC安装支架也进行了容性接地保护，抑制电磁的干扰 。
1.2.2 对PLC工作电源的检查，感城风电场控制系统PLC使用的是直流24V工作电压，对常出现PLC控制系统死机的机位，更换最新的24V工作电源，保证工作电压的有效性。
1.2.3 PLC工作模块回路进行接地性的检查。PLC控制系统由PLC和其他数字量工作模块、模拟量工作模块一起组成，对PLC扩展数字量模块和模拟量模块进行有效的和中央铜牌接地点接地，有效的抑制模块干扰导致死机。通过了防静电干扰措施和防电磁辐射干扰措施，但是PLC控制系统死机的现象还是出现，所以PLC控制系统死机的根本原因也不是PLC工作时受到了静电和电磁波干扰导致死机。
2、保证PLC控制系统工作环境的可靠性：由于感城风电场的气候类型属于热带季风海洋性气候，现场的天气温度常年都比较高，如果PLC控制系统不能保证在合适的温度和湿度条件下运行，很有可能造成PLC工作温度过高，导致PLC的死机。我们对PLC工作柜体空调的设定温度时行了调整，保证了PLC控制系统硬件工作温度为28°左右，这个温度完全满足PLC控制系统硬件工作的条件，但是PLC控制系统还是出现了死机的现象，所以PLC控制系统死机的根本原因不在于PLC工作时温度过高或湿度过高。
3、 PLC控制系统的软件分析和优化。
在确认了PLC死机问题不是硬件系统和外部环境所导致的结果后，我们重点转向研究PLC内部问题或者是因为控制程序不合理的设想。
3.1 PLC控制系统程序丢失引起的PLC死机：经过分析，如果PLC控制系统出现程序丢失和工作紊乱，读取PLC控制系统程序工作界面上肯定会随机出现不同的故障显示，经过长时间对机组的观察，发现PLC控制系统死机时，全部机组表现的故障现象为：PLC控制界面瞬时完全无法操作，PLC控制系统所有数据瞬时停止计算，运行中的风力发电机组故障界面没有报出任何故障代码，PLC控制系统能自动重启，判定PLC控制系统死机的原因不存在因为PLC控制系统运行过程中程序丢失或者程序不稳定而引起的死机现象的发生。
3.2 PLC控制系统程序设计不合理引起的PLC控制系统的死机：感城风电场和洋前风电场使用的同为MY1.5se机组，其中风力发电机组的电控系统配置完全一样，PLC控制系统使用的程序也基本一致，经了解洋前风电场很少出现PLC控制系统死机的情况，经过与明阳厂家的深入了解分析，认为是程序的设计不合理而引起PLC控制系统死机可能性不大。
4、PLC控制系统数据处理过多导致PLC控制系统的死机，对PLC控制系统工作量和存储量的整改。
PLC控制系统数据处理过多或CPU工作量过大而引起的PLC死机：PLC控制系统是整个风力发电机组电控系统的核心，起着收集数据，处理数据，输出数据的重要功能，可以说，PLC控制系统是电控系统里面运算量最大的系统，其中数据的采集和存储占了PLC控制系统里面的很大一部分运算功能。
4.1 PLC控制系统数据的采集和数据的输出：PLC控制系统对整台风力发电机组的开关数字量、温度模拟量、压力模拟量、风速风向模拟量、速度模拟量进行实时的采集，然后进行运算，通过PLC控制系统的扩展模块进行各个变量输入输出点的控制，这些数据量是保证风力发电机组安全运行最基本的运算控制数据，所以在PLC控制系统的数据采集上，完全没有任何优化的必要。在PLC控制系统的数据传输中，PLC控制系统通过以太网转光纤通讯，与升压站的中央服务器进行数据的传输，把风机的实时数据传送到中央服务器，经过中央服务器实现对整个风场风力发电机组的监控和界面操作。理论上中央服务器对PLC控制系统的数据采集和远程操作，极有可能会引起PLC控制系统的死机，但是经过中断与中央服务器联接的实验，也排除了这个可能性。 4.2 PLC控制系统的数据量存储过大或数据的频繁存储引起的死机：MY1.5se风力发电机组使用的德国倍福CX1020PLC控制系统，该PLC控制系统由于工业的特定性，使用的是特定的CF卡进行程序的启动和数据的存取。其中CF卡1存储着风力发电机组的控制程序，CF卡2主要对风力发电机组的各部件的温度值，开关量等各个数据进行实时的存储。 在风力发电机组的运行当中，PLC控制系统对CF卡2频繁的数据读取和进行大量的数据存储，这也能是引起PLC控制系统死机的原因之一。
在CF卡2中，风力发电机组会对5种数据量进行存储，在PLC控制系统界面中可以看到，这5种数据分为别：10minMeanValues风力发电机组的十分钟平均值、PowerCurve功率曲线值、Statuscode机组故障代码、Tracelog 机组运行跟踪日志、UserAccess：机组使用数据。这几个数据记载着该台风力发电机组历史和当前的风机所有状态，通过这几个数据，可以很方便有效的查找某一特定时刻的该台风机的运行情况，从而有效方便的判断该台机组的运行状态。
由于PLC控制系统与升压站的风力发电机组的监控系统实时通讯，监控系统会对风场的所有风力发电机组的运行数据进行采集和储存，升压站的中央服务器系统和风力发电机组的PLC控制系统同时对数据进行存储，这就导致了数据存储的重復性。经过和明阳厂家的沟通和现场数据的大量分析，我们决定在PLC控制系统存储的数据量当中，除了Statuscode机组运行状态代码这个数据量，其他数据量不再就地存储，这样不但可以保证风电机组的数据完整性，也可以降低PLC控制系统对数据的存储量和工作量。
根据以上的分析，我们对控制程序进行了修改，经过了9个月的PLC控制系统运行观察， PLC控制系统死机情况已不再发生，最终确定PLC控制系统死机的情况已经有效解决。
结论：PLC控制系统的死机虽然是很常见的现象，但也是必须要解决的问题。PLC控制系统死机的解决方案没有一个固定的方案，只能通过软、硬件来逐一排除，任何软、硬件上的异常，都会导致PLC控制系统工作的不正常。感城风电场的PLC控制系统死机问题的解决，排除了设备的重大安全隐患，使风力发电机组处于可靠、安全的运行状态，这对风电场的安全生产和经济效益有重要的作用。
参考文献：
[1]朱曙.基于PLC的風力发电控制系统研究[A].电子测量技术，2009，（3）
[2]邵联合，张梅有，吴俊华.化学工业出版社，2012