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基于CAN總線的風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)溫度監(jiān)測節(jié)點設(shè)計

2018-03-29

王東敏　李宏毅
（國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院，山東省泰安市　271000）

　　摘　要：本文結(jié)合風(fēng)電機組傳動部分需要進行溫度監(jiān)測的實際，應(yīng)用CAN總線構(gòu)成多路熱電阻溫度測量數(shù)據(jù)采集節(jié)點，對模塊硬件、軟件以給出了設(shè)計方案。
　　關(guān)鍵詞：CAN總線；風(fēng)電機組；溫度測量
　　1　引言
　　風(fēng)電機組的傳動系統(tǒng)主要包括主軸、齒輪箱、聯(lián)軸器等旋轉(zhuǎn)部件，在風(fēng)電機組的運行中這些旋轉(zhuǎn)部件將產(chǎn)生一定的熱量，如果不能及時散熱，長時間運行必然導(dǎo)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(fēng)電機組的傳動系統(tǒng)應(yīng)采取必要的溫度監(jiān)測，及時有效地散發(fā)由于旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量，確保風(fēng)電機組穩(wěn)定安全運行。
　　2　CAN總線風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)溫度監(jiān)測概述
　　風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)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(gòu)成溫度監(jiān)測節(jié)點，該節(jié)點和風(fēng)電機組其他節(jié)點共同掛接在CAN總線上，再經(jīng)過CAN網(wǎng)絡(luò)接口卡將監(jiān)測信息傳輸?shù)斤L(fēng)電機組SCADA系統(tǒng)實現(xiàn)集中監(jiān)控，實現(xiàn)了全數(shù)字化的信息傳遞。其系統(tǒng)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(shè)計
　　3.硬件組成
　　如圖2所示，Pt100鉑電阻將測量到的風(fēng)電機組傳動系統(tǒng)部件溫度信號經(jīng)多路轉(zhuǎn)換開關(guān)送入A/D轉(zhuǎn)換集成芯片MAX197，將溫度模擬信號放大并轉(zhuǎn)換為數(shù)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(shè)計。CAN總線是測溫節(jié)點與上位監(jiān)控系統(tǒng)的物理媒介，CAN總線控制引出TXD輸出端和RXD輸入端，根據(jù)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(qū)動能力較強的CAN總線接口驅(qū)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(chǎn)生反射干擾原信號。

　　3.軟件設(shè)計
　　上位監(jiān)控系統(tǒng)統(tǒng)一協(xié)調(diào)，發(fā)出各種命令，接收來自現(xiàn)場的數(shù)據(jù)、信息、報警等。測溫節(jié)點接收命令執(zhí)行操作并將結(jié)果發(fā)送到CAN總線上，由SCADA系統(tǒng)分析、顯示、處理。
　　測溫模塊主要完成上位系統(tǒng)的命令，軟件設(shè)計框圖如圖3。初始化程序?qū)崿F(xiàn)對P8XC592單片機及其外圍電路的復(fù)位、設(shè)置CAN總線的波特率及設(shè)置CAN控制器的命令寄存器等。

　　參考文獻
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　　[3]饒運濤.現(xiàn)場總線CAN原理與應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2003（06）.

來源：《電子技術(shù)與軟件工程》2017年第24期