摘要：本文介紹了采用臺(tái)達(dá)變頻器結(jié)合PLC與人機(jī)界面在中央空調(diào)水泵風(fēng)機(jī)上應(yīng)用過程，對(duì)中央空調(diào)水泵風(fēng)機(jī)的變頻改造方案、變頻改造節(jié)能效果和變頻監(jiān)控系統(tǒng)作了詳細(xì)的描述，并給出了中央空調(diào)水泵風(fēng)機(jī)的變頻改造原理圖、變頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖、人機(jī)界面畫面圖、系統(tǒng)控制方法和程序流程圖。
關(guān)鍵詞：變頻器 PLC 人機(jī)界面 RS-485串行通訊 中央空調(diào)

一、前言

　　我公司是一家主要生產(chǎn)乙肝疫苗的制藥公司,由凈化中央空調(diào)設(shè)備提供生產(chǎn)車間的潔凈環(huán)境,使生產(chǎn)車間各個(gè)房間的溫度、濕度和壓差等均能達(dá)到國家GMP規(guī)定的要求。因?yàn)榧竟?jié)的變化，晝夜的變化，這樣生產(chǎn)車間的各個(gè)房間對(duì)風(fēng)量具有很明顯的需求變化，而水泵風(fēng)機(jī)的風(fēng)量、水流量的調(diào)節(jié)是靠風(fēng)門、節(jié)流閥的手動(dòng)調(diào)節(jié)。當(dāng)風(fēng)量、水流量的需求減少時(shí)，風(fēng)門、閥的開度減少；當(dāng)風(fēng)量、水流量的需求增加時(shí)，風(fēng)門、閥的開度增大。這種調(diào)節(jié)方式雖然簡(jiǎn)單易行，已成習(xí)慣，但它是以增加管網(wǎng)損耗，耗費(fèi)大量能源在風(fēng)門、閥上作為代價(jià)的。而且該中央空調(diào)在正常工作時(shí)，大多數(shù)風(fēng)門及閥的開度都在50%-60%，這說明現(xiàn)有中央空調(diào)水泵風(fēng)機(jī)設(shè)計(jì)的容量要比實(shí)際需要高出很多，嚴(yán)重存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象，造成電能的大量浪費(fèi)。近年來隨著電力、電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，變頻調(diào)速技術(shù)越來越成熟，因此我們對(duì)公司的中央空調(diào)水泵風(fēng)機(jī)加裝19臺(tái)變頻器進(jìn)行了節(jié)能改造。又由于水泵風(fēng)機(jī)分散性較大，為了減少值班人員的巡視工作強(qiáng)度，便于及時(shí)掌握水泵風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)和發(fā)現(xiàn)故障，我們通過PLC及人機(jī)界面與變頻器的通訊應(yīng)用，在中央監(jiān)控室增裝變頻監(jiān)控系統(tǒng)，這樣值班人員就可在人機(jī)界面上直接設(shè)定頻率值與啟停各臺(tái)變頻器，能實(shí)時(shí)監(jiān)控水泵風(fēng)機(jī)電機(jī)實(shí)際工作電流、電壓、頻率的大小，并具有報(bào)警等功能。

　　二、中央空調(diào)水泵風(fēng)機(jī)變頻改造方案

　　1、改造前設(shè)備情況

　　（1）、基因部空調(diào)設(shè)備情況

　�、僦评渲鳈C(jī)為日立機(jī)組，共三臺(tái)。②冷凍泵：11KW，2極 全壓?jiǎn)��?dòng)4臺(tái)，揚(yáng)程30m，出水溫度6℃,回水溫度為10℃，出水壓力為0.35Mpa，每臺(tái)電機(jī)額定電流為21.8A，正常工作電流為16.6A。一般情況下,開二臺(tái)備二臺(tái)。③冷卻泵:15KW，2極 全壓?jiǎn)��?dòng) 4臺(tái)，揚(yáng)程30m，出水溫度32.5℃,回水溫度為28.2℃，出水壓力為0.38Mpa，每臺(tái)電機(jī)額定電流為29.9A，正常工作電流為18.0A。一般情況下,開二臺(tái)備二臺(tái)。

　�。�2）、老二樓空調(diào)機(jī)房空調(diào)設(shè)備情況

　�、僦评渲鳈C(jī)為日立機(jī)組，共兩臺(tái)。②冷凍泵：15KW，2極 全壓?jiǎn)��?dòng)3臺(tái)，揚(yáng)程30m，出水溫度6.1℃,回水溫度為9.8℃，出水壓力為0.36Mpa，每臺(tái)電機(jī)額定電流為29.9A，正常工作電流為21A。一般情況下,開一臺(tái)備二臺(tái)。③冷卻泵:15KW，2極 全壓?jiǎn)��?dòng) 3臺(tái)，揚(yáng)程30m，出水溫度31.8℃,回水溫度為27.7℃，出水壓力為0.41Mpa，每臺(tái)電機(jī)額定電流為29.9A，正常工作電流為20.6A。一般情況下,開一臺(tái)備二臺(tái)。

　　（3）、分包裝空調(diào)機(jī)房空調(diào)設(shè)備情況

　�、僦评渲鳈C(jī)為日立機(jī)組，共兩臺(tái)。②冷凍泵：15KW，2極 全壓?jiǎn)��?dòng)3臺(tái)，揚(yáng)程30m，出水溫度5.8℃,回水溫度為9.3℃，出水壓力為0.38Mpa，每臺(tái)電機(jī)額定電流為29.9A，正常工作電流為20.2A。一般情況下,開二臺(tái)備一臺(tái)。③冷卻泵:15KW，2極 全壓?jiǎn)��?dòng) 3臺(tái)，揚(yáng)程30m，出水溫度31.6℃,回水溫度為27.3℃，出水壓力為0.40Mpa，每臺(tái)電機(jī)額定電流為29.9A，正常工作電流為21.2A。一般情況下,開二臺(tái)備一臺(tái)。

　�。�4）、公司共有13臺(tái)空調(diào)風(fēng)柜。①基因部空調(diào)風(fēng)柜7臺(tái)，其中22KW風(fēng)機(jī)電機(jī)3臺(tái)，11KW風(fēng)機(jī)電機(jī)2臺(tái)，15KW和18.5KW風(fēng)機(jī)電機(jī)各1臺(tái)。②老二樓空調(diào)風(fēng)柜3臺(tái)，其中15KW風(fēng)機(jī)電機(jī)2臺(tái),生產(chǎn)負(fù)壓風(fēng)機(jī)，11KW風(fēng)機(jī)電機(jī)1臺(tái)。③質(zhì)檢部空調(diào)風(fēng)柜3臺(tái)，其中11KW風(fēng)機(jī)電機(jī)2臺(tái)，7.5KW風(fēng)機(jī)電機(jī)1臺(tái)。

　　2、水泵變頻改造方案

　　因?yàn)槔鋬霰煤屠鋮s泵進(jìn)出水溫差都小于5℃，這說明冷凍水流量和冷卻水流量還有余量，再加之，電機(jī)正常工作電流小于額定電流(5-12A)，明顯存在“大馬拉小車”的現(xiàn)象。因此，我們對(duì)基因部的冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)各自使用一臺(tái)臺(tái)達(dá)VFD-P11KW變頻器和一臺(tái)臺(tái)達(dá)VFD-P15KW 變頻器分別實(shí)施一拖三驅(qū)動(dòng)（如圖一所示）。根據(jù)需要由PLC1分別控制3臺(tái)冷凍水泵和3臺(tái)冷卻水泵輪流切換工作（但同一時(shí)刻一臺(tái)變頻器只能驅(qū)動(dòng)一臺(tái)水泵電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)），使冷凍水量和冷卻水量得到靈活、方便、適時(shí)、適量的自動(dòng)控制，以滿足生產(chǎn)工藝的需求。同樣對(duì)老二樓空調(diào)機(jī)房及分包裝空調(diào)機(jī)房的冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)也各使用一臺(tái)臺(tái)達(dá)VFD-P15KW 變頻器分別實(shí)施一拖三驅(qū)動(dòng)，其控制方式與基因部的冷凍水系統(tǒng)和冷卻水系統(tǒng)控制方式相同。下面以基因部冷凍水系統(tǒng)加以說明：

　�。�1）、閉環(huán)控制

　　基因部冷凍水系統(tǒng)采用全閉環(huán)自動(dòng)溫差控制。采用一臺(tái)11KW變頻器實(shí)施一拖三。具體方法是：先將中央空調(diào)水泵系統(tǒng)所有的風(fēng)閥門完全打開，在保證冷凍機(jī)組冷凍水量和壓力所需前提下，確定一個(gè)冷凍泵變頻器工作的最低工作頻率（調(diào)試時(shí)確定為35HZ），將其設(shè)定為下限頻率并鎖定。用兩支溫度傳感器采集冷凍水主管道上的出水溫度和回水溫度，傳送兩者的溫差信號(hào)至溫差控制器，通過PID2調(diào)節(jié)將溫差量變?yōu)槟�擬量反饋給變頻器，當(dāng)溫差小于等于設(shè)定值5℃時(shí)，冷凍水流量可適當(dāng)減少，這時(shí)變頻器VVVF2降頻運(yùn)行，電機(jī)轉(zhuǎn)速減慢；當(dāng)溫差大于設(shè)定值5℃時(shí)，這時(shí)變頻器VVVF2升頻運(yùn)行，電機(jī)轉(zhuǎn)速加快，水流量增加。冷凍泵的工作臺(tái)數(shù)和增減由PLC1控制。這樣就能夠根據(jù)系統(tǒng)實(shí)時(shí)需要，提供合適的流量，不會(huì)造成電能的浪費(fèi)。

　�。�2）、開環(huán)控制

　　將控制屏上的轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至開環(huán)位置，順時(shí)針旋動(dòng)電位器來改變冷凍水泵電機(jī)的轉(zhuǎn)速快慢。

　�。�3）、工頻/變頻切換工作

　　在系統(tǒng)自動(dòng)工作狀態(tài)下，當(dāng)變頻器發(fā)生故障時(shí)，由PLC1控制另一臺(tái)備用水泵電機(jī)投入工頻運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警，提醒值班人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理故障。也可將控制柜面板上的手動(dòng)/自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至手動(dòng)位置，按下相應(yīng)的起動(dòng)按鈕來啟動(dòng)相應(yīng)的水泵電機(jī)。

圖一 中央空調(diào)水泵變頻改造原理圖

　　3、風(fēng)機(jī)變頻改造方案

　　因?yàn)樗�有風(fēng)柜的風(fēng)機(jī)均處于全開、正常負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，恒溫調(diào)節(jié)時(shí)，是由冷風(fēng)出風(fēng)閥來調(diào)節(jié)風(fēng)量。如果生產(chǎn)車間負(fù)壓風(fēng)機(jī)房間內(nèi)的溫度偏高，則風(fēng)閥開大，加大冷風(fēng)量，使生產(chǎn)車間房間內(nèi)的溫度降低。如果生產(chǎn)車間房間內(nèi)的溫度偏低，則需關(guān)閉一部分風(fēng)閥開度，減少冷風(fēng)量，來維持生產(chǎn)車間房間的冷熱平衡。因此，送入生產(chǎn)車間內(nèi)部的風(fēng)量是可調(diào)節(jié)的、變化的。特別是到了夜班時(shí)，人員很少，且很少出入、走動(dòng)等活動(dòng)，系統(tǒng)負(fù)荷很輕，對(duì)空調(diào)冷量的要求也大大降低，只需少量的冷風(fēng)量就能維持生產(chǎn)車間房間的正壓與冷量的需求了，故對(duì)13臺(tái)風(fēng)機(jī)全部進(jìn)行了變頻節(jié)能改造，利用變頻器來對(duì)風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)。

　　中央空調(diào)風(fēng)機(jī)變頻改造原理圖如圖二所示，在原有工頻控制的基礎(chǔ)上，增加7個(gè)變頻控制柜，采用13臺(tái)臺(tái)達(dá)VFD-P系列變頻器驅(qū)動(dòng)13臺(tái)風(fēng)機(jī)電機(jī)，變頻/工頻可以相互切換。在工頻方式下運(yùn)行時(shí)，不改變?cè)瓉淼牟僮鞣绞�，在變頻方式下運(yùn)行時(shí)，變頻器在不同的時(shí)間段自動(dòng)輸出不同的頻率。即13臺(tái)變頻器受時(shí)控開關(guān)的程序控制，在周一至周五的7：30-23：00設(shè)定變頻器在45HZ下運(yùn)行，在周一至周五的23：00后至第二天的7：30及周六、周日設(shè)定變頻器在35HZ下運(yùn)行（其運(yùn)行的頻率可根據(jù)需要來設(shè)定），以改變風(fēng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，同時(shí)13臺(tái)變頻器與中央監(jiān)控室的人機(jī)界面和PLC實(shí)行聯(lián)機(jī)通訊，可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程人機(jī)監(jiān)控。

圖二 中央空調(diào)風(fēng)機(jī)變頻改造原理圖

　　三、中央空調(diào)水泵風(fēng)機(jī)變頻節(jié)能改造效果

　　為了能直觀體現(xiàn)變頻改造后的節(jié)能效果，我們做了如下的測(cè)試：以1#日立機(jī)組冷卻水泵14#（15KW）和K4風(fēng)柜4#（22KW）為對(duì)象，在它們各自的主回路上加裝電度表，先工頻運(yùn)行一星期，每天定時(shí)記錄電表讀數(shù)，再變頻運(yùn)行一星期，進(jìn)行同樣的工作，其數(shù)據(jù)如表1和表2所示。

　　表1：1#日立機(jī)組冷卻水泵節(jié)能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

　　1、表1的數(shù)據(jù)分析：在工頻運(yùn)行時(shí)，水泵的負(fù)荷變化不是很大，其日用電量在298度左右。變頻運(yùn)行時(shí)，由于受外界的環(huán)境溫度影響較大，故每天的用電量差別較大，但可以看出，變頻運(yùn)行時(shí)的日用電量明顯要小于工頻時(shí)的數(shù)值。我們以一個(gè)星期的總用電量來計(jì)算，工頻時(shí)為2580-891=1689，變頻時(shí)為5248-4121=1127，則1#日立機(jī)組冷卻水泵的節(jié)電率為：（1689-1127）/1689=33%

　　2、表2的數(shù)據(jù)分析：由于風(fēng)機(jī)每天的負(fù)荷變化不大,廠房負(fù)壓風(fēng)機(jī)，故其用電量比較穩(wěn)定�？梢钥闯觯�工頻運(yùn)行時(shí)日用電量在350度左右。變頻運(yùn)行時(shí)，日用電量在220度左右。以350和220來計(jì)算，則K4風(fēng)柜電機(jī)的節(jié)電率為：（350-220）/350 = 37%

　　由上述計(jì)算可知：水泵和風(fēng)機(jī)變頻改造后平均節(jié)能率為35%，在實(shí)際使用中，節(jié)電效果會(huì)更好。

　　表2：K4風(fēng)柜節(jié)能數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

　　四、中央空調(diào)水泵風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)

　　1、 系統(tǒng)硬件組成

　　中央空調(diào)水泵風(fēng)機(jī)變頻監(jiān)控系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)圖如圖三所示，它由公司自來水恒壓泵、分包裝部二樓冷凍泵、質(zhì)檢部老二樓空調(diào)機(jī)房水泵風(fēng)機(jī)和基因部水泵風(fēng)機(jī)四個(gè)子系統(tǒng)組成，對(duì)分布在不同部門的19臺(tái)變頻器實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控。各部分說明如下：①、變頻器選用臺(tái)達(dá)VFD-P系列變頻器，該系列變頻器具有高可靠性，低噪聲，高節(jié)能，保護(hù)功能完善，內(nèi)建功能強(qiáng)大的RS-485串行通訊接口，且RS-485串行通訊協(xié)議對(duì)用戶公開等特點(diǎn)。②、PLC作為控制單元，是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心，選用臺(tái)達(dá)DVP24ES01R。利用其通訊指令編好程序，下載到PLC，然后將它與變頻器的RS-485串行通訊接口相連接，就可實(shí)現(xiàn)與變頻器的實(shí)時(shí)通訊。③、人機(jī)界面采用Hitech公司的PWS-3760，彩色10.4寸。它是新一代高科技可編程終端，專為PLC而設(shè)計(jì)的互動(dòng)式工作站，具備與各品牌PLC連線監(jiān)控能力，適于在惡劣的工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用，可代替普通或工控計(jì)算機(jī)。其主要特點(diǎn)有：畫面容量大，可達(dá)255個(gè)畫面，畫面規(guī)劃簡(jiǎn)單；使用ADP3全中文操作軟件，適用于WINDOWS95/WINDOWS98環(huán)境，巨集指令豐富，編程簡(jiǎn)單；具有交互性好，抗干擾能力強(qiáng)，通訊可靠性高；自動(dòng)化程度高，操作簡(jiǎn)單方便，故障率低，壽命長(zhǎng)，維修量少。其主要功能有：設(shè)計(jì)者可依需要編輯出各種畫面，實(shí)時(shí)顯示設(shè)備狀態(tài)或系統(tǒng)的操作指示信息；人機(jī)界面上的觸摸按鍵可產(chǎn)生相應(yīng)的開關(guān)信號(hào)，或輸入數(shù)值、字符給PLC進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，從而產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作控制設(shè)備的運(yùn)行；可多幅畫面重疊或切換顯示，顯示文字、數(shù)字、圖形、字符串、警報(bào)信息、動(dòng)作流程、統(tǒng)計(jì)資料、歷史記錄、趨勢(shì)圖、簡(jiǎn)易報(bào)表等。④、RS-485串行通訊方式：RS-485采用平衡發(fā)送接收方式，它具有傳輸距離長(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)和多站能力的優(yōu)點(diǎn)。

圖三 變頻監(jiān)控系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖

　　2、人機(jī)界面畫面設(shè)計(jì)

　　本系統(tǒng)人機(jī)界面所有畫面均由ADP3全中文軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)，有主畫面、參數(shù)設(shè)定、運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)定、參數(shù)顯示、狀態(tài)信息、報(bào)警信息和幫助等畫面，經(jīng)ADP3軟件編譯無誤后，從個(gè)人電腦中下載到人機(jī)界面即可使用。人機(jī)界面與PLC之間通過RS232通訊電纜以主從方式進(jìn)行連接。由PLC對(duì)人機(jī)界面的狀態(tài)控制區(qū)和通知區(qū)進(jìn)行讀寫達(dá)到兩者之間的信息交互。PLC讀人機(jī)界面狀態(tài)通知區(qū)中的數(shù)據(jù)，得到當(dāng)前畫面號(hào)，而通過寫人機(jī)界面狀態(tài)控制區(qū)的數(shù)據(jù)，強(qiáng)制切換畫面。參數(shù)顯示畫面之一如圖四所示。

圖四 基因部中央空調(diào)風(fēng)機(jī)水泵1#監(jiān)控畫面

　　用戶需要監(jiān)視19臺(tái)水泵風(fēng)機(jī)的電壓、電流以及頻率的大小。因此為它們分別設(shè)置三組數(shù)值顯示區(qū)，分別顯示電壓、電流與頻率值，這是利用元件中的數(shù)值顯示功能實(shí)現(xiàn)的。系統(tǒng)啟動(dòng)后，19臺(tái)變頻器周期性地向PLC回復(fù)其工作狀態(tài)，經(jīng)PLC處理后送人機(jī)界面，這樣人機(jī)界面就可以實(shí)時(shí)顯示這三組數(shù)值。數(shù)值的格式、位數(shù)和精度等根據(jù)實(shí)際情況在數(shù)值顯示的屬性框中設(shè)置。

　　3、系統(tǒng)控制方法

　　本系統(tǒng)要求對(duì)分布在不同部門、距離較遠(yuǎn)的19臺(tái)變頻器實(shí)施遠(yuǎn)程監(jiān)控，能在中央監(jiān)控室的人機(jī)界面上自動(dòng)/手動(dòng)設(shè)定、修改和寫入頻率值與啟停各臺(tái)變頻器，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)到中央空調(diào)水泵風(fēng)機(jī)電機(jī)實(shí)際工作電壓、電流、頻率的大小，并具有聲光報(bào)警等功能。具體控制方法是：采用一臺(tái)DVP-PLC、一臺(tái)人機(jī)界面PWS-3760和19臺(tái)VFD-P系列變頻器通過RS-485串行通訊方式組成一個(gè)實(shí)時(shí)通信網(wǎng)絡(luò)（如圖三所示）,在現(xiàn)場(chǎng)設(shè)定好19臺(tái)變頻器的通信參數(shù)，如控制方式為RS-485通訊指令，通訊地址：1-19，波特率為9600，通訊資料格式等；設(shè)計(jì)系統(tǒng)PLC程序，程序流程圖如圖五所示。要求手動(dòng)控制有即時(shí)設(shè)定、修改和寫入頻率值與啟停各臺(tái)變頻器等功能，自動(dòng)控制采用二個(gè)時(shí)段控制，可以隨時(shí)設(shè)定二個(gè)時(shí)段值和對(duì)應(yīng)的二個(gè)頻率值，現(xiàn)使用時(shí)段值一：7：30對(duì)應(yīng)頻率一 45HZ，時(shí)段值二：23：00對(duì)應(yīng)頻率二 35HZ。程序設(shè)計(jì)參照VFD-P變頻器通訊協(xié)議，采用PLC與變頻器間的一些RS-485通訊指令實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的遠(yuǎn)程監(jiān)控，還可通過打印機(jī)實(shí)現(xiàn)報(bào)表的打印。

　　控制系統(tǒng)作為風(fēng)電機(jī)組中最關(guān)鍵的核心零部件，目前仍是國內(nèi)風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)中最薄弱的環(huán)節(jié)，也是國內(nèi)目前唯一沒有實(shí)現(xiàn)批量國產(chǎn)化的部件。

　　我國風(fēng)電行業(yè)目前的形勢(shì)
　　
　　2005 年以來，我國風(fēng)電總裝機(jī)容量的 10% 左右，這是一個(gè)相當(dāng)驚人的增長(zhǎng)。目前，從裝機(jī)容量來看，我國已成為亞洲第一、世界第四、風(fēng)電風(fēng)電裝機(jī)以年均 100% 的速度快速發(fā)展，到 2008 年底，我國風(fēng)電總裝機(jī)容量達(dá)到了 1215 萬 KW，占世界裝機(jī)容量超 1000 萬 KW 的風(fēng)電大國。排在前三位的依次是美國、德國和西班牙，其裝機(jī)容量分別為 2517 萬、2390 萬和 1675 萬 KW。
　　
　　需求的快速增長(zhǎng)也帶動(dòng)了我國風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)的快速發(fā)展。
　　
　　2004 年，我國風(fēng)電制造業(yè)技術(shù)水平和生產(chǎn)規(guī)模的提高。憂的是這 70 余家風(fēng)機(jī)風(fēng)電市場(chǎng)上占據(jù)絕對(duì)主導(dǎo)地位。至于這些整機(jī)制造廠家?guī)��?dòng)的零部件生產(chǎn)企業(yè)究竟有多少，更是一個(gè)無法準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)的數(shù)字。這些風(fēng)機(jī)風(fēng)機(jī)整機(jī)制造的前期準(zhǔn)備工作，呈現(xiàn)出“你未唱罷我登場(chǎng)，百家風(fēng)企競(jìng)風(fēng)流”這樣一個(gè)喜憂參半的格局。喜的是經(jīng)過這些年的發(fā)展，內(nèi)資和合資企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大、技術(shù)能力不斷增強(qiáng)、市場(chǎng)占有率上升很快。2004 年，內(nèi)（合）資企業(yè)和外資企業(yè)占當(dāng)年風(fēng)電風(fēng)機(jī)整機(jī)制造企業(yè)僅 6 家，目前明確進(jìn)入風(fēng)機(jī)整機(jī)制造的企業(yè)已超過 70 家，另外還有一些公司正在開展進(jìn)入新增裝機(jī)的比例分別為 25% 和 75%，而到 2008 年這一比例正好顛倒了過來，內(nèi)（合）資企業(yè)已經(jīng)在整機(jī)制造企業(yè)及零部件企業(yè)的發(fā)展壯大，有力地促進(jìn)了我國企業(yè)的技術(shù)水平、生產(chǎn)規(guī)模、服務(wù)能力參差不齊，真正形成規(guī)模、比較有競(jìng)爭(zhēng)能力的還只有寥寥幾家，大多數(shù)企業(yè)對(duì)于未來面臨的巨大風(fēng)險(xiǎn)都估計(jì)不足，這是我國目前風(fēng)電設(shè)備制造業(yè)存在的一個(gè)突出問題。
　　
　　從未來的發(fā)展形勢(shì)來看，風(fēng)電裝機(jī)容量將達(dá)到 1.4 億 KW 這樣的水平，這是十分可觀的數(shù)字。這表明，從宏觀形勢(shì)來看，風(fēng)電風(fēng)電裝機(jī)容量占我國電力風(fēng)電產(chǎn)業(yè)至少將有十多年的黃金發(fā)展期。從世界范圍來看，美國、德國等工業(yè)發(fā)達(dá)國家為解決能源短缺和環(huán)境污染問題，都將大規(guī)模發(fā)展風(fēng)力發(fā)電作為主要解決方案。在我國，情況也是如此。2008 年底，1215 萬 KW 的總裝機(jī)容量的比例還僅為 1.5%，預(yù)計(jì)到 2020 年這一比例將達(dá)到 10% 左右，即到 2020 年行業(yè)大發(fā)展的高潮確實(shí)已經(jīng)到來。

　　風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀
　　
　　風(fēng)機(jī)的控制系統(tǒng)是風(fēng)機(jī)的重要組成部分，它承擔(dān)著風(fēng)機(jī)監(jiān)控、自動(dòng)調(diào)節(jié)、實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲以及保證良好的電網(wǎng)兼容性等重要任務(wù)，它主要由監(jiān)控系統(tǒng)、主控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)以及變頻系統(tǒng)（變頻器）幾部分組成。各部分的主要功能如下： 監(jiān)控系統(tǒng)（ SCADA）：監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)全風(fēng)場(chǎng)風(fēng)機(jī)狀況的監(jiān)視與啟、停操作，它包括大型監(jiān)控軟件及完善的通訊網(wǎng)絡(luò)。 主控系統(tǒng)：主控系統(tǒng)是風(fēng)機(jī)控制系統(tǒng)的主體，它實(shí)現(xiàn)自動(dòng)啟動(dòng)、自動(dòng)調(diào)向、自動(dòng)調(diào)速、自動(dòng)并網(wǎng)、自動(dòng)解列、故障自動(dòng)停機(jī)、自動(dòng)電纜解繞及自動(dòng)記錄與監(jiān)控等重要控制、保護(hù)功能。它對(duì)外的三個(gè)主要接口系統(tǒng)就是監(jiān)控系統(tǒng)、變槳控制系統(tǒng)以及變頻系統(tǒng)（變頻器），它與監(jiān)控系統(tǒng)接口完成風(fēng)機(jī)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)及統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的交換，與變槳控制系統(tǒng)接口完成對(duì)葉片的控制，實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲以及恒速運(yùn)行，與變頻系統(tǒng)（變頻器）接口實(shí)現(xiàn)對(duì)有功功率以及無功功率的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
　　
　　變槳控制系統(tǒng)：與主控系統(tǒng)配合，通過對(duì)葉片節(jié)距角的控制，實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能捕獲以及恒速運(yùn)行，提高了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行靈活性。目前來看，變槳控制系統(tǒng)的葉片驅(qū)動(dòng)有液壓和電氣兩種方式，電氣驅(qū)動(dòng)方式中又有采用交流電機(jī)和直流電機(jī)兩種不同方案。究竟采用何種方式主要取決于制造廠家多年來形成的技術(shù)路線及傳統(tǒng)。
　　
　　變頻系統(tǒng)（變頻）器：與主控制系統(tǒng)接口，和發(fā)電機(jī)、電網(wǎng)連接，直接承擔(dān)著保證供電品質(zhì)、提高功率因素，滿足電網(wǎng)兼容性標(biāo)準(zhǔn)等重要作用。