福氏技術(shù)自主開發(fā)的國產(chǎn)化主控系統(tǒng)在風(fēng)電行業(yè)的應(yīng)用優(yōu)勢
基于多年的風(fēng)機控制經(jīng)驗,福氏技術(shù)為客戶提供主控系統(tǒng)、變槳系統(tǒng)、風(fēng)場功率管理、一次調(diào)頻、SCADA系統(tǒng)等解決方案,并對在役機組進行技改升級,提高發(fā)電效率、降低服務(wù)成本、滿足新涉網(wǎng)要求等需求。
AWP 100:AWP 100 是最新研發(fā)的國產(chǎn)化中大型可編程控制平臺,已廣泛應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、潮流能發(fā)電、儲能等領(lǐng)域的開放式控制平臺,在其它工控領(lǐng)域同樣具備巨大的應(yīng)用潛力和競爭優(yōu)勢。
AWP 100 基于模塊化設(shè)計理念,用戶可根據(jù)不同系統(tǒng)需求靈活配置福氏技術(shù)設(shè)計的各品類IO模塊,構(gòu)建最優(yōu)控制系統(tǒng)。PCM6·X 系列控制器是適用于 AWP 100 控制平臺的核心控制模塊,使用自主可控的 FS OS 實時操作系統(tǒng),同時支持基于 IEC 61131-3 的應(yīng)用程序開發(fā)方式和嵌入式應(yīng)用程序開發(fā)方式。
一、AWP 100 智能控制平臺在風(fēng)力發(fā)電機組的專業(yè)化應(yīng)用
1、福氏技術(shù)針對風(fēng)力發(fā)電機組控制器和IO模塊的需求特征進行定制化設(shè)計。
20年設(shè)計壽命,5年質(zhì)保
高主頻強算力設(shè)計
掉電保存區(qū)冗余設(shè)計
20年壽命內(nèi)的大容量存儲器設(shè)計
控制器自帶UPS功能
寬供電范圍:18V~36V
易更換的模塊化設(shè)計
IO模塊通道自帶仿反接保護功能
高頻采樣速度信號采集模塊設(shè)計
超高頻20KHz振動信號采集模塊
雙冗余操作系統(tǒng)設(shè)計
控制器二級看門狗設(shè)計
控制器數(shù)據(jù)清零模式設(shè)計
風(fēng)電所需特殊信號模塊設(shè)計
2、針對風(fēng)力發(fā)電通訊網(wǎng)絡(luò)安全進行定制化網(wǎng)絡(luò)安全防護方案設(shè)計。
控制器所有對外網(wǎng)絡(luò)協(xié)議必須為帶S的安全加密型,如:SFTP/HTTPS/SCP等
通用型通訊協(xié)議必須進行加密安全設(shè)計,如安全型OPC/Codesys等
設(shè)計了四級網(wǎng)絡(luò)安全防護體系
3、針對風(fēng)力發(fā)電機組惡劣應(yīng)用環(huán)境進行的環(huán)境適應(yīng)性專用設(shè)計
控制器運行溫度:-40…70°C
存儲溫度:-40…85°C
運行海拔: ≤ 4000 m
防護等級:IP30
濕度:55 ℃ 97%相對濕度,凝露
防鹽霧: 3M防護處理
沖擊:三向50g,11ms
振動:15 to 50 Hz 2.3 g/13.2 to 100 Hz 1.0 g
浪涌保護:
-供電: ±3 kVp DM \ ±3 kVp CM
-數(shù)字量輸入: ±1 kVp DM \ ±2 kVp CM
-數(shù)字量輸出: ±1 kVp DM \ ±2 kVp CM
-模擬量輸入: ±3 kVp DM \ ±3 kVp CM
-模擬量輸出: ±1 kVp DM \ ±2 kVp CM
-PT100: ±3 kVp DM \±3 kVp CM
-通訊接口: ±2 kVp CM
阻燃材料:符合UL94標準的自熄性阻燃材料
二、AWP 100 智能控制平臺的自主可控關(guān)鍵點
PLC控制器國產(chǎn)化主要體現(xiàn)在其技術(shù)的自主可控方面。自主可控主要體現(xiàn)在:
1. 控制器設(shè)計需求自主可控
控制器在初始設(shè)計時,其設(shè)計規(guī)格書、設(shè)計方案完全由國內(nèi)完成。
2. 控制器硬件設(shè)計自主可控
控制器在硬件設(shè)計的初始階段就制定了自主可控的原則,在能滿足設(shè)計要求的前提下盡量選用國產(chǎn)電子元器件。
3. 控制器操作系統(tǒng)開發(fā)自主可控
控制器使用的福氏OS操作系統(tǒng)基于linux3.0版本裁剪開發(fā),添加自主開發(fā)的安全內(nèi)核、網(wǎng)絡(luò)防火墻、用戶管理器等,在操作系統(tǒng)安全可靠的前提下實現(xiàn)操作系統(tǒng)的自主可控。且福氏新能源完全自主完成OS操作系統(tǒng)的迭代、新功能開發(fā)、新技術(shù)應(yīng)用等。
4. 控制器生產(chǎn)測試設(shè)備自主開發(fā)
為保證AWP100控制器的高可靠性,福氏新能源協(xié)同國內(nèi)廠商自主開發(fā)了AWP100控制器生產(chǎn)過程中需采用的ATE(PCBA自動化測試設(shè)備)、TST(環(huán)境適應(yīng)性測試設(shè)備)、ATS(產(chǎn)品功能自動化測試設(shè)備)等。
5. 控制器國產(chǎn)化生產(chǎn)
控制器完全由福氏技術(shù)上海工廠自主生產(chǎn),其采購、品控、客戶交付等都在本地完成。
6. 控制器技術(shù)支持自主可控
控制器對客戶端的技術(shù)支持完全由福氏技術(shù)完成,承諾客戶需要支持時6小時內(nèi)必須回復(fù),需到現(xiàn)場服務(wù)時在非不可抗力情況下全國大城市12小時到達現(xiàn)場,48個小時到達非邊遠地區(qū)現(xiàn)場,72小時到達全國各現(xiàn)場。
7. 控制器售后維修服務(wù)自主可控
控制器損壞原因分析和壞件修復(fù),完全由福氏技術(shù)完成。
三、AWP 100 智能控制平臺的突破技術(shù)點
A. 高安全性網(wǎng)絡(luò)防護體系
1. 安全型對外網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議
AWP100控制器采用的對外網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議全部采用加密型網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議,如:SFTP、Https、SSH等。
2. 加強型內(nèi)置防火墻
AWP100控制器采用的加強型防火墻,可實現(xiàn)只允許有許可權(quán)的特有IP地址外接設(shè)備訪問控制器。
3. 安全型內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器
AWP100控制器采用安全型內(nèi)置網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器,當有外來攻擊數(shù)據(jù)穿透防火墻時,該網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器將自動切斷外接設(shè)備與控制器之間的網(wǎng)絡(luò)連接,保證控制器自身的穩(wěn)定運行。
4. 內(nèi)置安全內(nèi)核
AWP100控制器操作系統(tǒng)內(nèi)置安全內(nèi)核,當外來網(wǎng)絡(luò)攻擊穿透上述3層時,安全內(nèi)核將斷開控制器文件管理系統(tǒng),切斷控制器操作系統(tǒng)所有對外網(wǎng)絡(luò)服務(wù),僅保持控制器自身系統(tǒng)運行。
B. 雙機熱備控制器冗余系統(tǒng)
為確??刂破髟诟呖煽啃砸蟮墓r中能夠持續(xù)穩(wěn)定運行,AWP100控制器將推出雙機熱備控制器冗余系統(tǒng),確保使用AWP100控制器的控制系統(tǒng)能夠持續(xù)穩(wěn)定運行。
C. 高安全性實時操作系統(tǒng)
AWP100控制器使用專用的福氏 OS操作系統(tǒng)。福氏 OS操作系統(tǒng)基于開源實時Linux3.0平臺開發(fā)。福氏新能源對福氏 OS系統(tǒng)進行了安全性加強設(shè)計。
1、基本安全模塊
Linux的基本安全是基于Linux安全模塊、SELinux和Winbind,并且在LSM上構(gòu)建了多種訪問控制機制,可以實現(xiàn)應(yīng)用程序與操作系統(tǒng)的隔離。而Window的基本安全是基于MSCAP,MSCAP可以信任很多根驗證機構(gòu),系統(tǒng)相對脆弱。
2、網(wǎng)絡(luò)安全
Linux提供了對于當前的TCP/IP協(xié)議的完全支持,并且內(nèi)核還包括了IP防火墻代碼、IP防偽、IP服務(wù)質(zhì)量控制及許多安全特性。因此Linux的網(wǎng)絡(luò)安全方面優(yōu)于Window。
3、內(nèi)核安全
Windows把用戶程序和操作系統(tǒng)的核心集成到一起,而Linux則把核心區(qū)域與用戶區(qū)域區(qū)分開來。當用戶程序出現(xiàn)問題時,對window內(nèi)核有影響,而對Linux內(nèi)核沒有任何影響。因此linux內(nèi)核安全優(yōu)于window。
4、用戶管理
在Window系統(tǒng)中,用戶會默認以系統(tǒng)管理員的身份登錄,而在系統(tǒng)中所發(fā)生的任何損害,都會迅速蔓延到整個系統(tǒng)之中。Linux系統(tǒng)是一個多用戶的操作系統(tǒng),因此即便是某個用戶想要進行惡意破壞,底層系統(tǒng)文件依然會受到保護。
5、架構(gòu)安全
Linux系統(tǒng)采用的是模塊化設(shè)計,如果不需要的話,你可以將任何一個系統(tǒng)組件刪除掉。而Window是一個整體,即使發(fā)現(xiàn)有安全漏洞的模塊,在window系統(tǒng)中都不可以刪除。因此Linux在架構(gòu)安全優(yōu)于window。
四、AWP 100 智能控制平臺在風(fēng)電行業(yè)中的運行業(yè)績
截止2022年,福氏技術(shù)自主可控國產(chǎn)化控制器共有超過1.7萬臺運行于全球各區(qū)域,運行最高海拔為4133米,運行最低溫度為零下37度,我國兩大雷暴區(qū)內(nèi)運行平穩(wěn)。在大連莊河、山東昌邑、越南金歐、越南加萊等大量海上風(fēng)電場穩(wěn)定運行。
關(guān)于福氏技術(shù)
福氏新能源技術(shù)(上海)有限公司(簡稱“福氏技術(shù)”)以技術(shù)創(chuàng)新為驅(qū)動,專注工業(yè)自動化領(lǐng)域。公司總部位于上海張江科學(xué)城,并在上海、天津、西安設(shè)有研發(fā)與工程中心。
福氏技術(shù)長期伴隨中國新能源產(chǎn)業(yè)建設(shè),深耕風(fēng)電自動控制領(lǐng)域,為數(shù)以萬計的風(fēng)機提供控制、驅(qū)動系統(tǒng)解決方案,應(yīng)用覆蓋了50kW-8MW的陸上、海上風(fēng)機,成長為行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)品牌。同時福氏以控制及驅(qū)動技術(shù)為核心,提供基于邏輯控制、運動控制、機器視覺、人工智能、數(shù)字化工具、行業(yè)知識庫的通用自動化解決方案。
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