DP在風力發(fā)電中的應用

在風力發(fā)電中，變流器之間，變流器和風機塔之間的數(shù)據(jù)交換都涉及到通信。而傳動單元的控制需要與整個風場的通訊網(wǎng)絡相連，就需要大范圍，高速，可靠的通訊，所以DP在其中就承擔了至關重要的角色。但是在實際情況中，存在一個問題，控制變流器的控制器只能提供CAN通信的接口，和Profibus通信網(wǎng)絡相連遇到了兩種總線協(xié)議標準共存的問題。鼎實公司提供的CAN-DP總線橋產(chǎn)品為解決這個問題提供了關鍵的作用。

項目綜述

我們實驗室和對方公司合作的風力發(fā)電項目由幾個部分組成，包括：

? 網(wǎng)側(cè)變流器及其控制DSP板

? 轉(zhuǎn)子側(cè)變流器及其控制DSP板

? 通信部分，包括液晶，本地計算機及其控制DSP板

? 塔上通信部分

通信部分負責和網(wǎng)側(cè)變流器，轉(zhuǎn)子側(cè)變流器的DSP通信，協(xié)調(diào)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和通信部分的，控制變流器起停，及監(jiān)視變流器的主要工作參數(shù)。

實驗室CAN-Profibus通信平臺

實驗室沒有相關PLC的設備，就采用WINCC+CP5611來代替上位機的方案。具體方案見下圖。

WINCC+CP5611作為Profibus的主站，總線橋+DSP組成從站，來模擬Profibus通信。并希望在上位機上用WINCC軟件編寫出可用的界面，來模擬實際風電中變流器和塔上的通信。

1． 最終的調(diào)試和WINCC界面

下面是為風電系統(tǒng)最終編寫的界面。

用WINCC編寫的界面上可以看出有啟動和停止，發(fā)送指令以及一些變流器工作參數(shù)顯示等。在右下角的兩條顯示區(qū)域分別是總線橋發(fā)送和接收兩個寄存器的值。

2． 總線橋協(xié)議轉(zhuǎn)換一次所需時間的測試

由于實驗室里是采用WINCC界面來作為主站控制通信的，而WINCC的界面數(shù)據(jù)跟新周期為250ms。這遠遠滿足不了現(xiàn)實中通信對時間的要求?，F(xiàn)實中上位機實時采樣變流器的主要運行參數(shù)和故障信息的時間要遠遠小于250ms。所以我們需要測試總線橋進行一次協(xié)議轉(zhuǎn)換所需要的時間。測試的方案如下圖：

? 測試方法：測量從示波器測到CAN信號開始到Profibus側(cè)信號出來的時間間隔，就是總線橋處理數(shù)據(jù)，進行協(xié)議轉(zhuǎn)換的時間。

? 測試條件：CAN波特率1Mbps,Profibus波特率500Kbps.DSP每間隔10ms向總線橋發(fā)送數(shù)據(jù)段全為“0”的報文，和數(shù)據(jù)段全是“F”的報文。

下面是在測試過程中的的波形圖。

最后測試得出的結(jié)論為，總線橋進行一次協(xié)議轉(zhuǎn)換的時間大約是1.3ms。

結(jié)論

使用鼎實的CAN-Profibus總線橋很好地解決了CAN和Profibus兩種通信過程中協(xié)議轉(zhuǎn)換的過程。而且測試總線橋轉(zhuǎn)換時間約為1.3ms，速度也相當快。