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鼎實總線橋在風電項目的(de)應用研究

日期:2012年(nián)6月5日 09:19

摘要
在風力發電中,變流器之間,變流器和(hé)風機塔之間的(de)數據交換都涉及到通信。而傳動單元的(de)控制需要與整個風場的(de)通訊網絡相連,就需要大範圍,高(gāo)速,可(kě)靠的(de)通訊,所以DP在其中就承擔了至關重要的(de)角色。但是在實際情況中,存在一(yī)個問題,控制變流器的(de)控制器隻能提供CAN通信的(de)接口,和(hé)Profibus通信網絡相連遇到了兩種總線協議标準共存的(de)問題。鼎實公司提供的(de)CAN-DP總線橋産品為(wèi)解決這個問題提供了關鍵的(de)作用。
項目綜述
我們實驗室和(hé)對方公司合作的(de)風力發電項目由幾個部分組成,包括:
 網側變流器及其控制DSP闆
 轉子(zǐ)側變流器及其控制DSP闆
 通信部分,包括液晶,本地(dì)計算機及其控制DSP闆
 塔上通信部分
通信部分負責和(hé)網側變流器,轉子(zǐ)側變流器的(de)DSP通信,協調它們工作及采集電壓電流等工作。塔上通信部分就是需要通過Profibus和(hé)通信部分的(de),控制變流器起停,及監視(shì)變流器的(de)主要工作參數。
實驗室CAN-Profibus通信平台
實驗室沒有相關PLC的(de)設備,就采用WINCC+CP5611來代替上位機的(de)方案。具體方案見下圖。





WINCC+CP5611作為(wèi)Profibus的(de)主站,總線橋+DSP組成從站,來模拟Profibus通信。并希望在上位機上用WINCC軟件編寫出可(kě)用的(de)界面,來模拟實際風電中變流器和(hé)塔上的(de)通信。
1. 最終的(de)調試和(hé)WINCC界面
下面是為(wèi)風電系統最終編寫的(de)界面。
用WINCC編寫的(de)界面上可(kě)以看出有啓動和(hé)停止,發送指令以及一(yī)些變流器工作參數顯示等。在右下角的(de)兩條顯示區域分别是總線橋發送和(hé)接收兩個寄存器的(de)值。





2. 總線橋協議轉換一(yī)次所需時間的(de)測試
由于實驗室裏是采用WINCC界面來作為(wèi)主站控制通信的(de),而WINCC的(de)界面數據跟新周期為(wèi)250ms。這遠遠滿足不了現實中通信對時間的(de)要求。現實中上位機實時采樣變流器的(de)主要運行參數和(hé)故障信息的(de)時間要遠遠小于250ms。所以我們需要測試總線橋進行一(yī)次協議轉換所需要的(de)時間。測試的(de)方案如(rú)下圖:





 測試方法:測量從示波器測到CAN信号開始到Profibus側信号出來的(de)時間間隔,就是總線橋處理(lǐ)數據,進行協議轉換的(de)時間。
 測試條件:CAN波特率1Mbps,Profibus波特率500Kbps.DSP每間隔10ms向總線橋發送數據段全為(wèi)“0”的(de)報文,和(hé)數據段全是“F”的(de)報文。
下面是在測試過程中的(de)的(de)波形圖。





最後測試得出的(de)結論為(wèi),總線橋進行一(yī)次協議轉換的(de)時間大約是1.3ms。
結論
使用鼎實的(de)CAN-Profibus總線橋很好地(dì)解決了CAN和(hé)Profibus兩種通信過程中協議轉換的(de)過程。而且測試總線橋轉換時間約為(wèi)1.3ms,速度也相當快。