兆瓦級風(fēng)電機組通信系統(tǒng)研究.pdf

1、風(fēng)能作為一種清潔的可再生能源，已經(jīng)成為我國實現(xiàn)能源戰(zhàn)略結(jié)構(gòu)調(diào)整重要手段和途徑。近年來，風(fēng)電在我國得到了快速發(fā)展，然而在國內(nèi)風(fēng)電市場上，風(fēng)力發(fā)電的核心技術(shù)與整機部件主要依賴于國外。特別是大型風(fēng)機PLC控制系統(tǒng)，幾乎完全被國外廠商壟斷。在此背景下，研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型風(fēng)機PLC控制系統(tǒng)對提高我國風(fēng)機核心技術(shù)與整機部件國產(chǎn)化率具有十分重要的意義。
　　本文結(jié)合湘電風(fēng)能有限公司的“MW級風(fēng)機PLC控制器”國產(chǎn)化項目，對整個風(fēng)機控制系

2、統(tǒng)的通信方案進行了詳細分析，并遵循數(shù)據(jù)的分布式采集和集中處理的設(shè)計理念，提出了一種全網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)的開放式PLC通信系統(tǒng)解決方案。
　　在系統(tǒng)硬件設(shè)計過程中，采用模塊化的設(shè)計思路，整個系統(tǒng)基于FPGA和W5100的網(wǎng)絡(luò)子模塊構(gòu)成。主控制模塊作為系統(tǒng)的核心，采用了PowerPC和FPGA的主從處理器模式，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的分工處理，克服了以往單CPU工作時系統(tǒng)資源占用率過高的問題。系統(tǒng)對外拓展了CAN、RS232、USB等通信接口，便于系統(tǒng)調(diào)試

3、和外部控制設(shè)備的接入等。
　　本文重點對模塊內(nèi)部的數(shù)據(jù)通信鏈路和通信協(xié)議進行了設(shè)計；為了滿足風(fēng)機對變頻設(shè)備的通信控制需求，系統(tǒng)實現(xiàn)了CANopen主站通信協(xié)議功能；針對風(fēng)機輪轂變槳控制的需求，設(shè)計了基于IP-CAN協(xié)議的遠程CANopen從站；針對風(fēng)機控制系統(tǒng)的監(jiān)控需求，提出了基于Modbus/TCP通信協(xié)議的遠程SCADA系統(tǒng)和基于ONC/RPC通信協(xié)議的HMI系統(tǒng)。本文對上述通信協(xié)議進行實現(xiàn)的同時，在風(fēng)機模擬環(huán)境下進行了相關(guān)試