DP在風力發電中的應用

在風力發電中，變流器之間，變流器和風機塔之間的數據交換都涉及到通信。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通信網絡相連遇到了兩種總線協議標準共存的問題。鼎實公司提供的CAN-DP總線橋產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電項目由幾個部分組成，包括：

? 網側變流器及其控制DSP板

? 轉子側變流器及其控制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

通信部分負責和網側變流器，轉子側變流器的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和通信部分的，控制變流器起停，及監視變流器的主要工作參數。

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． 最終的調試和WINCC界面

下面是為風電系統最終編寫的界面。

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

2． 總線橋協議轉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的界面數據跟新周期為250ms。這遠遠滿足不了現實中通信對時間的要求。現實中上位機實時采樣變流器的主要運行參數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議轉換所需要的時間。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側信號出來的時間間隔，就是總線橋處理數據，進行協議轉換的時間。

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

下面是在測試過程中的的波形圖。

最后測試得出的結論為，總線橋進行一次協議轉換的時間大約是1.3ms。

結論

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