淺談CAN總線在風(fēng)力發(fā)電中的重要性

　　CAN是控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network, CAN)的簡(jiǎn)稱，是由研發(fā)和生產(chǎn)汽車(chē)電子產(chǎn)品著稱的德國(guó)BOSCH公司開(kāi)發(fā)了的，并最終成為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)（ISO118?8）。是國(guó)際上應(yīng)用最廣泛的現(xiàn)場(chǎng)總線之一。 在北美和西歐，CAN總線協(xié)議已經(jīng)成為汽車(chē)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和嵌入式工業(yè)控制局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)總線，并且擁有以CAN為底層協(xié)議專為大型貨車(chē)和重工機(jī)械車(chē)輛設(shè)計(jì)的J1939協(xié)議。近年來(lái)，其所具有的高可靠性和良好的錯(cuò)誤檢測(cè)能力受到重視，被廣泛應(yīng)用于汽車(chē)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)和環(huán)境溫度惡劣、電磁輻射強(qiáng)和振動(dòng)大的工業(yè)環(huán)境。

　　2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能

　　本文基于分散控制系統(tǒng)理念，針對(duì)雙饋型變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)。雙饋型風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　圖1 雙饋型風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)

　　主控制器選用32位嵌入式處理器at91rm9200，通過(guò)硬件設(shè)計(jì)擴(kuò)展外圍can接口，實(shí)現(xiàn)與其它節(jié)點(diǎn)的通信。同時(shí)外接帶觸摸屏的lcd顯示器，監(jiān)控界面利用嵌入式qt設(shè)計(jì)，對(duì)整個(gè)機(jī)組實(shí)時(shí)監(jiān)控。主控制器通過(guò)以太網(wǎng)與風(fēng)電場(chǎng)控制中心通信。變槳控制器和變頻控制器通過(guò)i/o通道采集接收各傳感器數(shù)據(jù)，并進(jìn)行相關(guān)計(jì)算與判斷，輸出控制信號(hào)，實(shí)現(xiàn)智能分散控制，同時(shí)向主控制器發(fā)送機(jī)組參數(shù)并接收主控命令。整體結(jié)構(gòu)框圖如圖2。

　　圖2 風(fēng)力發(fā)電機(jī)組控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)

　　主控制器位于地面控制柜，變槳控制器位于機(jī)艙控制柜，變頻控制器分電機(jī)側(cè)和網(wǎng)側(cè)兩部分，位于地面控制柜。模塊與模塊之間can總線信號(hào)經(jīng)光電轉(zhuǎn)換后使用光纖連接。

　　3 can接口硬件設(shè)計(jì)

　　can是一種基于廣播的通訊機(jī)制，報(bào)文依靠報(bào)文標(biāo)識(shí)符來(lái)進(jìn)行識(shí)別。can協(xié)議支持兩種幀格式，不同之處在于標(biāo)識(shí)符域的長(zhǎng)度不同，一種被稱為can標(biāo)準(zhǔn)幀，支持11bit的標(biāo)識(shí)符長(zhǎng)度；另一種稱為can擴(kuò)展幀，支持29bit的標(biāo)識(shí)符。

　　can接口芯片選用philips公司的can獨(dú)立控制器sja1000。arm處理器at91rm9200內(nèi)部集成了外部總線接口ebi，通過(guò)此接口與sja1000連接。從sja1000輸出的can信號(hào)，通過(guò)光藕器件隔離后連接到收發(fā)器tja1050，收發(fā)器的輸出與總線連接。

　　sja1000的地址線和數(shù)據(jù)線是分時(shí)復(fù)用的，而at91rm9200的外部數(shù)據(jù)總線接口ebi的地址線和數(shù)據(jù)線是相互獨(dú)立的，因此，需要通過(guò)軟件編程實(shí)現(xiàn)地址的鎖存，以達(dá)到數(shù)據(jù)和地址的分時(shí)傳輸。硬件原理圖如圖3[3]。