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基于CAN總線的風電機組傳動系統溫度監(jiān)測節(jié)點設計

2018-03-29

王東敏　李宏毅
（國網技術學院，山東省泰安市　271000）

　　摘　要：本文結合風電機組傳動部分需要進行溫度監(jiān)測的實際，應用CAN總線構成多路熱電阻溫度測量數據采集節(jié)點，對模塊硬件、軟件以給出了設計方案。
　　關鍵詞：CAN總線；風電機組；溫度測量
　　1　引言
　　風電機組的傳動系統主要包括主軸、齒輪箱、聯軸器等旋轉部件，在風電機組的運行中這些旋轉部件將產生一定的熱量，如果不能及時散熱，長時間運行必然導致部件溫度逐漸升高而受到損傷，影響機組正常運行。因此，對風電機組的傳動系統應采取必要的溫度監(jiān)測，及時有效地散發(fā)由于旋轉產生的熱量，確保風電機組穩(wěn)定安全運行。
　　2　CAN總線風電機組傳動系統溫度監(jiān)測概述
　　風電機組傳動系統部件溫度監(jiān)測的傳感器通常采用工業(yè)鉑電阻Pt100，主要監(jiān)測主軸及主軸承座溫度、增速箱及前后軸承溫度等測點。Pt100鉑電阻、單片機微處理器、CAN總線控制器和收發(fā)器共同構成溫度監(jiān)測節(jié)點，該節(jié)點和風電機組其他節(jié)點共同掛接在CAN總線上，再經過CAN網絡接口卡將監(jiān)測信息傳輸到風電機組SCADA系統實現集中監(jiān)控，實現了全數字化的信息傳遞。其系統原理框圖如圖1所示。

　　3　CAN總線鉑電阻溫度監(jiān)測節(jié)點設計
　　3.硬件組成
　　如圖2所示，Pt100鉑電阻將測量到的風電機組傳動系統部件溫度信號經多路轉換開關送入A/D轉換集成芯片MAX197，將溫度模擬信號放大并轉換為數字量信號送入帶有帶CAN總線通信控制器的8位單片機P8XC592，簡化了Pt100鉑電阻溫度測量的軟硬件設計。CAN總線是測溫節(jié)點與上位監(jiān)控系統的物理媒介，CAN總線控制引出TXD輸出端和RXD輸入端，根據需要匹配物理層的連接和總線電平，使用了傳輸速度較大和總線驅動能力較強的CAN總線接口驅動芯片82C250，并加入6N136進行光電隔離，增強抗干擾能力，總線終端安裝匹配的終端器，避免信號在傳輸線路終端產生反射干擾原信號。

　　3.軟件設計
　　上位監(jiān)控系統統一協調，發(fā)出各種命令，接收來自現場的數據、信息、報警等。測溫節(jié)點接收命令執(zhí)行操作并將結果發(fā)送到CAN總線上，由SCADA系統分析、顯示、處理。
　　測溫模塊主要完成上位系統的命令，軟件設計框圖如圖3。初始化程序實現對P8XC592單片機及其外圍電路的復位、設置CAN總線的波特率及設置CAN控制器的命令寄存器等。

　　參考文獻
　　[1]鄔寬明.場總線技術應用選編[M].北京：北京航空航天大學出版社，2004（06）.
　　[2]陽憲惠.場總線技術及應用[M].北京：清華大學出版社，1999（06）.
　　[3]饒運濤.現場總線CAN原理與應用技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2003（06）.

來源：《電子技術與軟件工程》2017年第24期