中央监控系统安装与维护手册.docx

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中央监控系统安装与维护手册

新疆金风科技股份有限公司发布

2006-06-18实施

2006-06-15发布

中央监控系统安装与维护手册

（S43/600、S48（50）/750、S50/800KW）

版本：

编制：

校对：

审核：

标准化：

批准：

Q/JF2-750.90SM.6—2006

Q/JF

新疆金风科技股份有限公司企业标准

ICS

目次

前言II

1范围3

2系统简介3

3中央监控网络结构3

4光纤通讯设备的安装4

5中央监控部分问题分析及解决方法16

6数据线部分问题分析及解决方法19

7光电转换器部分问题分析及解决方法20

8光纤部分问题分析及解决方法20

9PLC部分问题分析及解决方法21

10网络链接及相关名词定义说明21

11单台风机无通讯问题判断24

12同链路连续风机无通讯问题判断25

13整条链路风机无通讯问题判断26

14整个风场风机无通讯问题判断27

前言

本标准由新疆金风科技股份有限公司提出并归口。

本标准起草单位：

新疆金风科技股份有限公司技术中心。

本标准主要起草人：

李飞。

本标准批准人：

曹志刚。

中央监控系统安装与维护手册

11　范围

本标准规定了中央监控系统维护及问题处理的基本规则。

本标准适用于处理金风科技S43/600、S48（50）/750、S50/800kW风力发电机组光纤通讯问题。

12　系统简介

本手册分为2个块，第一部分为检查步骤中发现问题的处理方法部分，第二部分为对风机通讯状态的判定与检查步骤部分。

在中央监控系统中发现风机无通讯后，首先根据目录中第十一章至第十四章对现场出现无通讯状况进行判断，并发现问题。

然后，根据发现的问题确定为目录中第五章至第九章的某章相应的检测方法。

最后，根据此章提出的解决方法，处理发现的通讯软硬件问题。

对于风机无通讯的判定是在确保中央监控所需硬件带电情况下进行的，在未确保各通讯器件是否上电的情况下，以下通讯问题检查步骤无效。

13　中央监控网络结构

13.1　硬件组成

网络连接结构

图

（1）

硬件器件说明

a）中央监控计算机：

作为中央监控部分的主要监控器件。

通过安装中央监控软件实现对风场风机的监视控制，一般为品牌个人台式电脑。

b）串口扩展卡：

用于扩展监控机串口通讯的设备。

由于750KW风机通讯模块为串口模块，为实现与风机的链型通讯，必须实现计算机的多串口功能，因此用到此设备。

c）数据线：

连接光电转换器与串口扩展卡或者CP340的数据线缆。

由于工作在强电环境中，串口通讯线路采用超五类屏蔽双绞线。

d）光纤合波器：

进行光分路的设备，将一条线路信号分为多路信号，或将多路光信号汇总为一路信号。

其中要考虑光分路损耗问题。

e）光电转换器：

用于进行电信号与光信号转换的设备。

由于风机与中控室之间，风机与风机间的环境条件复杂，采用抗干扰能力强的光通讯方式是风机通讯的必然趋势，采用光电转换器实现了风机与中控室、风机与风机间的光通讯。

f）光缆：

进行光信号传输的载体。

光缆与光电转换器连接必须通过尾纤、终端盒、法兰、跳线等设备。

g）西门子CP340模块：

实现PLC与外界通讯的控制模块。

13.2　参数设置

就地端设置风机的地址编号。

对就地风机ID的正确设置是在风机端实现中控与风机正常通讯的必要条件。

中央监控计算机设置协议和添加风机。

中央监控计算机对风机协议与风机的设置是保证中控与各风机能够进行正常监控的必要条件。

14　光纤通讯设备的安装

风机内部光纤通讯设备的安装参照金风科技股份有限公司提供的光电转换器、光纤终端盒安装图（附件1）施工。

14.1　光电转换器的安装

图

（2）为金风科技股份有限公司光电转换器背部安装件图片：

图

（2）

安装过程如示意图图（3）：

图（3）

14.2　数据线的安装

数据线由光电转换器厂家提供，数据线插头参照金风科技股份有限公司提供的各项目通讯设计文件制作。

安装过程应保证公母头接触良好，两端禁锢螺丝上紧，整个插头不晃动。

数据线多余部分应放入线槽中，确保施工完毕后线缆美观大方。

如图（4）施工，属不规范施工。

图（4）

14.3　光缆余缆塔桶内部的安装

光缆余缆施工过程应遵循保证光缆弯曲半径大于20cm的原则，安装余缆过程应保证光缆表面无磨损划伤。

由于各项目光缆进线口不同，可根据实际情况确定光缆余缆架摆放位置。

图（5）

14.4　终端盒的安装

终端盒安装参照光电转换器、光纤终端盒安装图（附件1）施工，施工中注意终端盒各出线入线端的光纤光缆标识。

标识应体现此光缆连接的相临风机号、尾纤连接光电转换器接口编号、备用纤标号。

14.5　尾纤的安装

尾纤安装位置

终端盒尾纤出入孔排布如下图图（6）：

图（6）

其中，英文字母部分为直接引出尾纤部分，数字部分为需要法兰、跳线连接部分。

实图如图（7）。

图（7）

法兰部件及安装示意图如图（8）、图（9）。

包括紧固螺丝、垫片、法兰体部分。

图（8）

图（9）

尾纤安装位置判断

根据金风科技股份有限公司提供的各项目通讯设计文件的不同，各风机内部尾纤的安装有所不同，下面列出几种基本的安装规范。

项目尾纤跳线安装规则参照以下例子。

以图（10）为例：

图（10）

光纤线路分为3个链路，分别为：

1）22#->8#->9#->10#

2）7#->16#->18#->17#->19#->20#

3）6#->11#->21#->12#->13#->14#->15#

注意：

1）图中左端均为离中控近端，另一端为远端；

2）尾纤连数字端时，尾纤通过法兰固定在终端盒内部；

3）尾纤连英文字母端时，尾纤甩出，或连接光电转换器，或连接固定在终端盒数字端口的尾纤；

4）图中光电转换器各端口标识如图（11）。

图（11）

4.5.2.1直接串联风机

风机9终端盒引出尾纤分别为：

图（12）

1）A为8号风机光电转换器TXB引出尾纤，连9号风机RXA；

2）B为8号风机光电转换器RXB引出尾纤，连9号风机TXA；

3）I为10号风机光电转换器RXA引出尾纤，连9号风机TXB；

4）H为10号风机光电转换器TXA引出尾纤，连9号风机RXB；

5）C为与8号风机C口同根光纤的预留尾纤口；

6）D为与8号风机D口同根光纤的预留尾纤口；

7）F为与10号风机F口同根光纤的预留尾纤口；

8）G为与10号风机G口同根光纤的预留尾纤口；

其余端口未使用，如图（13）。

图（13）

风机10终端盒引出尾纤分别为：

图（14）

1）A为9号风机光电转换器TXB引出尾纤，连10号风机RXA；

2）B为9号风机光电转换器RXB引出尾纤，连10号风机TXA；

3）C为与9号风机F口同根光纤的预留尾纤口；

4）D为与9号风机G口同根光纤的预留尾纤口；

风机15、20终端盒引出尾纤与10号风机相同。

4.5.2.2两端连8芯光纤风机

隔2台风机同链路的6号风机终端盒引出尾纤分别为：

（后面均终端盒端口安装图省略）

图（15）

风机与后台风机同链路风机连线图：

图（16）

由于现场连续会更复杂，风机光纤连接需根据实际情况出光纤连接图。

4.5.2.33端均连不同芯数光缆风机

8号风机分别连有8芯、6芯、4芯光缆。

如图（16），终端盒1用于8芯光缆及4芯光缆尾纤安装，终端盒2用于6芯光缆尾纤安装。

图（17）

4.5.2.43端均连6芯光缆风机

11号风机终端盒引出尾纤分别为：

图（18）

若此台风机与其后连接的风机不全属于一组，使用以下方法进行尾纤连接：

图（19）

4.5.2.52端4芯光缆、1端6芯光缆风机

12号风机需要2个终端盒，16号风机与其类似，各引出尾纤分别为：

图（20）

13号风机需要2个终端盒，各引出尾纤分别为：

图（21）

4.5.2.6单端6芯光缆风机

21号风机需要1个终端盒，14号、18号风机与其类似，各引出尾纤分别为：

图（22）

4.5.2.72端6芯光缆风机

17号风机需要1个终端盒，各引出尾纤分别为：

图（23）

若此台风机与此台风机靠后风机同组，则此风机尾纤连接为：

图（24）

14.6　电源线的安装

光电转换器24V或5V电源供电参照光电转换器、光纤终端盒安装图（附件1）及相关机组电器电路图，规范安装，保证线路安全、整齐。

15　中央监控部分问题分析及解决方法

15.1　中央监控系统功能

金风科技股份有限公司自行开发的中央监控系统，系统主要功能是对现场风机进行适时监控，并统计风机运行数据。

中央监控软件与通讯相关部分包括协议设置、风机设置、时间设置，中央监控计算机与风机通讯状态可由通讯显示状态按键获得。

中央监控软件各部分设置依据《金风中央监控软件使用说明书》中关于750KW与600KW机组参数设置获得。

设置中出现的常见问题是对通讯端口号、风机型号、组号的设置错误，另会出现等待时间、超时时间设置问题，一般以默认设置为主。

另外，会出现串口扩展卡设置和中央监控机硬件问题。

15.2　各项参数设置

协议设置

协议设置中，关于添加协议向导部分：

图（25）

注意设置风机类型与设置通讯端口号，保证与实际风机、实际通讯物理链路一致。

通讯链路部分可根据各项目通讯设计文件获得。

若发现实际风机型号、通讯图纸中标注通讯端口与实际添加部分不符，首先删除使用现有错误通讯协议风机，然后删除错误通讯协议。

最后按《中央监控说明书》添加正确协议。

风机设置

风机设置是对具体风机参数的设置，主要包括轮巡顺序（中央监控系统索要风机数据的顺序）、风机标示（由风机添加的顺序获得）、风机ID（用于验证与单个风机通讯的主要参数）、风机名称（根据电场要求设置中央监控界面显示的风机标实）、协议说明（适用于现场风机类型的通讯协议说明）、协议代码（通讯协议说明中具体通讯端口部分）、XY轴（风机图表在显示屏上显示的坐标位置）、额定功率（现场各台风机对应的额定功率）、生产厂商（风机制造厂商）。

风机设置画面：

图（26）

风机设置出现的常见问题是风机ID设置错误、协议说明设置错误、协议代码设置错误。

首先确定风机ID号与实际需要连接的风机ID号一致，这里的风机ID号为就地风机ID号10进制转16进制后的标实。

确认无误后，确定协议说明的设置与实际运行风机一致，风机类型包括金风600KW、金风600KW（d）、金风750KW、金风750KW（Mita电控）。

协议代码设置则主要决定实际同链路风机所选用的通讯端口号（串口号）是否一致，例如虽然同为750KW风机，不同链路的协议代码可能是J1、J2。

时间设置

时间设置包括等待时间（对风机信息进行处理的等候时间）、超时时间（对单台风机索要信息的等候响应时间）、存盘时间（对获取的风机数据写入数据库行为的时间间隔）。

时间设置画面：

时间设置出现的常见问题有各时间参数设置超出理论范围，等待时间、超时时间、存盘时间比值不合理。

例如，将等待时间设置为5000毫秒，而实际处理信息速度远比此值小，可判断为不合理值。

又例如，设置等待时间2000毫秒，超时时间1秒，这样就出现了监控系统未确定风机是否进行信息处理，就给予为对此风机通讯超时的判断。

解决方法主要是改进中央监控系统，另一方面建议业主方在设置时间参数时使用默认值。

串口扩展卡

串口扩展卡是中央监控计算机对各链路进行通讯的扩展设备。

中央监控计算机一般只带有一至二个串口，而实际风机通讯设计中需要更多的串口设备进行通讯，购买更多的中央监控机会提高成本，使用串口扩展卡则可通过一台中央监控计算机对多链路风机进行监控。

串口扩展卡所遇到的问题主要有串口扩展卡驱动安装问题、串口扩展卡激活问题、串口扩展卡硬件损坏问题。

关于串口扩展卡驱动的安装与其他驱动程序相同。

安装驱动有相应的安装光盘，在驱动出现问题后可利用光盘重新安装。

串口扩展卡状态可由以下步骤实现：

右键点击我的电脑—>左键点击属性—>点击硬件—>点击设备管理器—>点击端口，出现以下画面

图（27）

然后双击各串口图标，查看串口状态

图（28）

注意，图中设备用法选项为使用这个设备（启用）状态，表示设备软件部分无问题。

串口扩展卡出现的硬件问题，一般为输入信号或电源出现强电泳导致。

硬件损坏，一般可观察出串口扩展卡上芯片损坏或线路损坏迹象。

硬件损坏后必须查明事故原因，根据实际情况联系相关人员进行产品更换。

16　数据线部分问题分析及解决方法

16.1　数据线要求

根据数据传输速率要求和现场强电环境情况，数据线应采用超五类屏蔽双绞线。

数据线使用的2根线芯应为同组双绞线，屏蔽线层应保证接地。

在传输RS232信号时，数据线总长不得超过12米。

数据线线芯接法如图：

图（29）

16.2　数据线遇到的问题及解决方法

a）数据线选材不合格，可能采用电话线所用平行线做数据线，这样在强电环境中可能造成风机通讯不通情况。

应按照要求更换为超五类屏蔽双绞线，并焊接牢固，焊接部分用热缩套保护。

b）数据接头不合格，可能出现使用公母头选材问题，或出现接头接触不良问题，应通过正常渠道购买合格产品。

并保证数据线接头与各器件接口固定螺栓上紧。

c）为保证屏蔽层良好的屏蔽作用，屏蔽层必须良好接地。

17　光电转换器部分问题分析及解决方法

17.1　光电转换器

光电转换器主要是连接链路保证链路通讯、并将本风机信号加入通讯链路功能。

对光电转换器的检测，包括串口数据接口部分检测、光信号发生接收接口检测、整个光电转换器功能实现的检测，检测过程必须保证被检测光电转换器上电。

17.2　光电转换器检测步骤

光电转换器本身自带有光路信号接收发送警示灯，一般情况下可根据警示灯判断光路信号接收发送情况。

这样可对光电转换器与光传输设备做总体判断。

a）方法一：

更换法

首先确认光电转换器相关参数（是485接口还是232接口）、拨码是否正确，然后利用确认完好的光电转换器代替需检测光电转换器。

通过中央监控计算机查看风机通讯状况。

若更换完好的光电转换器后通讯畅通，可判定光电转换器损坏，判定损坏后根据实际情况与金风科技客户服务人员确定责任方及器件更换方法。

b）方法二：

模块对连法

连接方式如图：

图（30）

首先保证调试电脑、与调试电脑连接的光电转换器和光纤跳线无故障，调试电脑有串口及串口测试程序（程序可上网下载）。

对于中央监控计算机连接的光电转换器检测，可利用中央计算机安装的中央监控软件，向此光电转换器所用串口发送信号，也可用串口测试程序向此串口发信号检测。

调试用电脑部分可通过串口测试程序观看是否有正确的数字信号输入，以此判断中央监控端光电转换器是否有故障。

风机用光电转换器部分，主要通过调试用电脑安装的中央监控软件对此台风机进行监控，根据是否能进行调试用电脑与CP340模块的通讯来判断光电转换器的故障情况。

注意，使用本方法必须保证光电转换器以外的其他器件无故障。

若检测发现光电转换器有故障，请向相关人员反映具体情况并更换故障光电转换器。

18　光纤部分问题分析及解决方法

18.1　光传输设备组成

在光电转换器之间是通过光传输设备将光信号进行传输的。

光传输设备主要包括：

光缆、尾纤、法兰、光纤跳线。

其中法兰是将跳线与尾纤固定在一起的设备，它本身没有光信号传输。

整个光传输过程为：

光电转换器—>光纤跳线—>尾纤—>光缆—>尾纤—>光纤跳线—>光电转换器

18.2　问题诊断及处理

光传输部分出现的问题主要有尾纤熔接问题、光缆断裂问题、接头损坏问题。

整个光通路测试可使用以下方法：

a）直接测试法

各器件连接方式如图（30）：

图（30）

b）信号测试法

各器件连接方式如图：

图（31）

光电转换器可一端接调试电脑，一端接PLC，利用中央监控软件测试。

另一种方式是两端均接电脑，利用串口测试程序测试。

利用光检测设备可直接判断出此光路是否为通路。

若出现光缆内所有光纤均无通路情况，可初步判定为光缆有断裂情况：

若光缆出现部分通路部分无通路情况，可初步判定为尾纤熔接问题或条线接头损坏问题，若光纤条线接头部分、尾纤接头部分完整无灰尘，可进一步判定为尾纤熔接问题。

若在初步判定为光缆断裂情况后，检查敷设光缆无问题，可尝试重新溶纤进行测试。

发现光缆敷设中有断裂后，可采取更换光缆，或利用光缆预留量将光缆接续。

发现尾纤接口、跳线接口有损坏，需对其进行更换。

若判断为尾纤熔接问题，必须对尾纤重新进行熔接。

有关熔接工作必须有持有相关工作证书的人员完成。

19　PLC部分问题分析及解决方法

19.1　PLC通讯

西门子CP340模块是金风750KW风机对外通讯模块，它位于模块组的末端，通讯端口为RS422/485串行15针接口，通讯状态可由RXD（接收信号灯）、TXD（发送信号灯）、SF（模块警示灯）。

19.2　通讯端口的检测

a）根据通讯模块警示灯判断：

SF灯一直亮，硬件故障，灯灭，模块正常。

RXD灯亮，模块接收数据；TXD灯亮，模块向外发送数据。

b）利用中央监控软件判断：

首先保证PLC其余模块无故障，然后可用数据线连接调试电脑串口与CP340连接，利用中央监控软件对此风机进行监控，以此获得PLC通讯模块是否有故障的判断。

出现通讯模块无通讯后，首先确定模块间的数据接口是否松动，模块是否带电。

若发现无线路问题，可判定为通讯模块故障，对其进行更换。

110　网络链接及相关名词定义说明

110.1　关于链路各位置风机的说明

10.1.1首台风机：

中央监控计算机机首先连接的风机

在下面风机图表为

10.1.2尾台风机：

同一链路中最后连接的风机

在下面风机图表为

10.1.3中间风机：

首台风机与尾台风机以外的其他风机

在下面风机图表为

110.2　关于同一链路风机的解释：

同一链路风机是指从中央监控计算机某串口连接光电转换器所连接的所有风机。

具体情况如下图：

10.2.1一条链路的风机：

图（32）

10.2.2一分二链路风机

图（33）

10.2.3一分三链路风机

图（34）

111　单台风机无通讯问题判断

111.1　单台风机无通讯的定义

单台风机无通讯是指在中央监控软件中发现物理链接风机中一台风机出现无通讯的状态，包括同一链路中尾端风机无通讯而其他风机通讯正常状态和链路中间风机及链路起头风机无通讯而其他风机通讯正常状态。

具体示意图如下：

（首先确定现场同一链路风机数目与ID）

图（35）

在中央监控软件中反映的通讯图示如下：

图（36）

111.2　各种无通讯状态的检测步骤

11.2.1首台风机无通讯：

a）检查中央监控软件对此风机协议设置是否正确；

b）检查中央监控软件对此风机ID号设置是否正确；

c）检查就地面板对此风机ID号设置是否正确；

d）利用万用表检查数据线是否符合规范，数据接口是否畅通，插入接口是否牢固；

e）利用电脑检查光电转换器数据接口部分是否正常；

f）利用电脑检查PLC部分是否正常。

11.2.2尾台风机无通讯：

a）检查中央监控软件对此风机协议设置是否正确；

b）检查中央监控软件对此风机ID号设置是否正确；

c）检查就地面板对此风机ID号设置是否正确；

d）利用万用表检查数据线是否符合规范，数据接口是否畅通；

e）利用光纤检测设备检查光纤部分是否正常；

f）利用光纤检测设备及电脑检查光电转换器是否正常；

g）利用电脑检查PLC部分是否正常；

h）利用光纤检测设备及电脑检查上台风机光电转换器是否正常。

11.2.3中间风机无通讯：

a）检查中央监控软件对此风机协议设置是否正确；

b）检查中央监控软件对此风机ID号设置是否正确；

c）检查就地面板对此风机ID号设置是否正确；

d）利用万用表检查数据线是否符合规范，数据接口是否畅通，插入接口是否牢固；

e）利用电脑检查光电转换器数据接口部分是否正常；

f）利用电脑检查PLC部分是否正常。

112　同链路连续风机无通讯问题判断

112.1　同链路连续风机无通讯的定义

同链路连续风机无通讯是指在中央监控软件中发现物理链接风机中连续几台风机出现无通讯的状态，包括同一链路中围端连续几台风机无通讯而其他风机通讯正常状态和链路中间连续几台风机及链路起头连续几台风机无通讯而其他风机通讯正常状态。

具体示意图如下：

（首先确定现场同一链路风机数目与ID）

图（37）

在中央监控软件中反映的通讯图示如下：

图（38）

112.2　各种无通讯状态的检测步骤

12.2.1链路起头连续几台风机无通讯：

a）检查中央监控软件对此些风机协议设置是否正确；

b）检查中央监控软件对此些风机ID号设置是否正确；

c）检查就地面板对此些风机ID号设置是否正确；

d）利用万用表检查数据线是否符合规范，数据接口是否畅通，插入接口是否牢固；

e）利用电脑检查光电转换器数据接口部分是否正常；

f）利用电脑检查PLC部分是否正常。

12.2.2末尾连续几台风机无通讯：

a）检查中央监控软件对此风机协议设置是否正确；

b）检查中央监控软件对此风机ID号设置是否正确；

c）检查就地面板对此风机ID号设置是否正确；

d）利用光纤检测设备检查光纤部分是否正常，包括无通讯的头台风机所连光纤线路部分与其他无通讯风机所连光纤线路部分；

e）利用万用表检查数据线是否符合规范，数据接口是否畅通；

f）利用光纤检测设备及电脑检查光电转换器是否正常；

g）利用电脑检查PLC部分是否正常；

h）利用光纤检测设备及电脑检查上台风机光电转换器是否正常。

12.2.3中间连续几台风机无通讯：

a）检查中央监控软件对此些风机协议设置是否正确；

b）检查中央监控软件对此些风机ID号设置是否正确；

c）检查就地面板对此些风机ID号设置是否正确；

d）利用万用表检查数据线是否符合规范，数据接口是否畅通，插入接口是否牢固；

e）利用电脑检查光电转换器数据接口部分是否正常；

f）利用电脑检查PLC部分是否正常。

113　整条链路风机无通讯问题判断

113.1　整条链路风机无通讯的定义

整条链路风机无通讯是指在中央监控软件中发现从中央监控机连接的整条物理链接风机出现无通讯的状态。

具体示意图如下：

（首先确定现场同一链路风机数目与ID）

图（39）

在中央监控软件中反映的通讯图示如下：

图（40）

113.2　整条链路无通讯的检查步骤

a）检查中央监控软件对此链路协议设置是否正确

b）检查中央监控软件对此些风机协议设置是否正确；

c）检查中央监控软件对此些风机ID号设置是否正确；

d）利用电脑检查此链路所用串口设备工作是否正常；

e）利用万用表检查中央监控计算机与此链路连接的数据线是否符合规范，数据接口是否畅通，插入接口是否牢固；

f）利用电脑与光检测设备检查中央监控计算机与此链路连接的光电转换器工作是否正常；

g）利用光纤检测设备对无通讯的头台风机与中控所连光纤线路部分进行检查；

h）检查就地面板对此些风机ID号设置是否正确；

i）在先前步骤未发现通讯问题后，利用光纤检测设备检查风机连接光纤部分是否正常；

j）在先前步骤未发现通讯问题后，利用万用表检查数据线是否符合规范，数据接口是否畅通，插入接口是否牢固