淺談CAN總線在風力發電中的重要性

　　CAN是控制器局域網絡(Controller Area Network, CAN)的簡稱，是由研發和生產汽車電子產品著稱的德國BOSCH公司開發了的，并最終成為國際標準（ISO118?8）。是國際上應用最廣泛的現場總線之一。 在北美和西歐，CAN總線協議已經成為汽車計算機控制系統和嵌入式工業控制局域網的標準總線，并且擁有以CAN為底層協議專為大型貨車和重工機械車輛設計的J1939協議。近年來，其所具有的高可靠性和良好的錯誤檢測能力受到重視，被廣泛應用于汽車計算機控制系統和環境溫度惡劣、電磁輻射強和振動大的工業環境。

　　2 系統結構與功能

　　本文基于分散控制系統理念，針對雙饋型變速恒頻風力發電機組設計控制系統。雙饋型風電機組控制系統基本結構如圖1所示。

　　圖1 雙饋型風電機組控制系統基本結構

　　主控制器選用32位嵌入式處理器at91rm9200，通過硬件設計擴展外圍can接口，實現與其它節點的通信。同時外接帶觸摸屏的lcd顯示器，監控界面利用嵌入式qt設計，對整個機組實時監控。主控制器通過以太網與風電場控制中心通信。變槳控制器和變頻控制器通過i/o通道采集接收各傳感器數據，并進行相關計算與判斷，輸出控制信號，實現智能分散控制，同時向主控制器發送機組參數并接收主控命令。整體結構框圖如圖2。

　　圖2 風力發電機組控制系統整體結構

　　主控制器位于地面控制柜，變槳控制器位于機艙控制柜，變頻控制器分電機側和網側兩部分，位于地面控制柜。模塊與模塊之間can總線信號經光電轉換后使用光纖連接。

　　3 can接口硬件設計

　　can是一種基于廣播的通訊機制，報文依靠報文標識符來進行識別。can協議支持兩種幀格式，不同之處在于標識符域的長度不同，一種被稱為can標準幀，支持11bit的標識符長度；另一種稱為can擴展幀，支持29bit的標識符。

　　can接口芯片選用philips公司的can獨立控制器sja1000。arm處理器at91rm9200內部集成了外部總線接口ebi，通過此接口與sja1000連接。從sja1000輸出的can信號，通過光藕器件隔離后連接到收發器tja1050，收發器的輸出與總線連接。

　　sja1000的地址線和數據線是分時復用的，而at91rm9200的外部數據總線接口ebi的地址線和數據線是相互獨立的，因此，需要通過軟件編程實現地址的鎖存，以達到數據和地址的分時傳輸。硬件原理圖如圖3[3]。