如何有效解决控制系统故障问题？

风力发电机组控制系统的故障表现形式有两类：一类故障是暂时性故障，而另一类则属于永久性故障。例如，由于某种干扰使控制系统的程序“走飞”，脱离了用户程序，这类故障必然使系统无法完成用户所要求的功能，但系统复位之后，整个应用系统仍然能正确地运行用户程序。又如，某硬件连线、插头等接触不良，时而接触时而不接触，使系统工作时好时坏，出现暂时性的故障。当然，另外一些情况就是硬件的永久性损坏或软件错误，它们造成系统永久故障。控制系统的常见故障可以从硬件和软件两个方面进行分析。

1.硬件故障

构成风力发电机组控制系统的硬件包括主机及其外设，除了集成电路芯片、电阻、电容、电感、晶体管、电动机、继电器等元器件外，还包括插头、插座、印制电路板、按键、引线、焊点等。硬件的故障主要表现在以下几个方面：

（1）电气故障。电气故障主要是指电气装置、电气电路和连接、电气和电子元器件、电路板、接插件所产生的故障。这是风力发电机组控制系统中最常发生的故障。例如：①输入信号电路脱落或腐蚀；②控制电路、端子板、母线接触不良；③执行输出电动机或电磁铁过载或烧毁；④保护电路熔丝烧毁或空气断路器过电流保护碍物；⑤热继电器、中间继电器、控制接触器安装不牢，接触不可靠，动触点机构卡住或触点烧毁；⑥配电箱过热或配电板损坏；⑦控制器输入输出模板功能失效、强电烧毁或意外损坏。

（2）机械故障。机械故障主要发生在风力发电机组控制系统的电气外设中，凡由于机械上的原因所造成的故障都属于这一类。例如：①安全链开关弹簧复位失效；②偏航或变距减速器齿轮卡死；③液压伺服机构电磁阀心卡涩，电磁阀线圈烧毁；④风速仪、风向标转动轴承损坏；⑤转速传感器支架脱落；⑥液压泵堵塞或损坏等。

（3）传感器故障。这类故障主要是指风力发电机组控制系统的信号传感器所产生的故障，例如：①风速仪、风向标的损坏；②温度传感器引线振断、热电阻损坏；③磁电式转速电气信号传输失灵；④电压变换器和电流变换器对地短路或损坏；⑤速度继电器和振动继电器动作信号调整不准或给激励信号不动作；⑥开关状态信号传输线断或接触不良造成传感器不能工作等。

造成控制系统硬件故障的因素主要有以下几个方面：

（1）使用不当。在正常使用条件下，元器件有自己的失效期。经过若干时间的使用，它们逐渐老化失效，这都是正常现象。在另一种情况下，如果不按照元器件的额定工作条件去使用它们，则元器件的故障率将大大提高。在实际使用中，许多硬件故障是由于使用不当造成的。例如，将电源加错、将设备放在恶劣环境下工作，在加电的情况下插拔元器件或电路板等。

各种元器件，都有它们自己的电气额定工作条件，这里仅以几种最常使用的元器件为例，予以简单的说明。

1）电阻器。各种电阻器具有各自的特点、性能和使用场合。必须按照厂家规定的电气条件使用它们。电阻器的电气特性主要包括阻值、额定功率、误差、温度系数、温度范围、线性度、噪声、频率特性、稳定性等指标。在选用电阻器时，应根据系统的工作情况和性能要求，选用合适的电阻器。例如，薄膜电阻可用于高频或脉冲电路；而线绕电阻只能用于低频或直流电路中。每个电阻都有一定的额定功率；不同的电阻温度系数也不一样。因此，使用者必须根据多项电气性能的要求，合理地选择电阻器。

2）电容器。电容器的电气性能参数包括容量、耐压、损耗、误差、温度系数、频率特性、线性度、温度范围等，在使用时必须注意这些电气特性。例如，在电容耗损大时，应用于大功率场合会使电容发热烧坏。超过电容的耐压范围使用，电容很快就会击穿。

3）集成电路芯片。就电气性能而言，不同的芯片，在不同的用途时都有许多具体要求。例如，工作电压、输入电平、工作最高频率、负载能力、开关特性、环境工作温度、电源电流等，应用时应予以注意。(www.xing528.com)

（2）环境因素的影响。环境因素对风力发电机组控制系统产生很大的影响。因此，应用时必须尽量减少外界应力对硬件的影响。

1）温度的影响。由于温度增高，微机应用系统故障率明显增加。有些元器件，当温度增加10℃时，其失效率可以增加一个数量级。温度过低时，也会对控制系统产生影响。

2）电源的影响。电源自身的波动、浪涌及瞬时掉电都会对电子元器件带来影响，加速其失效的速度。电源的冲击、通过电源进入微机应用系统的干扰、电源自身的强脉冲干扰同样会使系统的硬件产生暂时的或永久性故障。

3）湿度的影响。湿度过高会使密封不良、气容性较差的元器件受到侵蚀。有些系统的工作环境不仅湿度大、且具有腐蚀性气体或粉尘，或者湿度本身就是由于溶解有腐蚀性物质的液体所造成的，故元器件受到的损害会更大。

4）振动、冲击的影响。振动和冲击可以损坏系统的部件或者使元器件断裂、脱焊、接触不良。

5）其他因素的影响。除上述环境因素之外，还有电磁干扰、压力、盐雾等许多因素，可能对风力发电机组控制系统的运行和寿命造成影响。

（3）结构及工艺上的原因。硬件故障中，由于结构不合理或工艺上的原因而引起的占相当大的比重。例如，某些元器件太靠近热源；需要通风的地方未能留出位置；将晶闸管、大继电器等产生较大干扰的器件放在易受干扰的元器件附近等。

工艺上的不完善也同样会影响到系统的可靠性。例如，焊点虚焊、印制电路板加工不良、金属氧化孔断开等工艺上的原因，都会使系统产生故障。

2.软件故障

软件故障主要来自设计。例如，编程中的错误、规范错误、性能错误、中断与堆栈操作错误等。有一些硬件问题也会影响到软件。