網關PCO-150在風力發電行業的應用

關鍵詞：風力發電，CANopen，PROFIBUS DP，CAN 總線

一、    引言

風力發電作為目前技術很成熟、效率很高的可再生能源，受到世界各國的普遍重視。經過多年的探索 與努力，我國在風力發電機組、可再生能源控制系統（變槳系統等）、變流器、系統控制等關鍵技術上都 取得了突破。“十五”期間，中國的并網風電得到迅速發展。本文就內蒙古某大型風力發電項目中，SiboTech 網關如何實現塔基主速度控制系統與機艙可再生能源控制系統的對接。在實現主控 PLC 和可再生能源控制 系統的通信中，泗博自動化的 CANopen 轉 PROFIBUS DP 網關 PCO-150S 表現出了其穩定、可靠的優點。

二、系統組成

1、系統概述

風力發電機組有風輪、傳動系統、偏航系統、液壓系統、制動系統、發電機、控制與安全系統（主控 系統）、機艙、塔架和塔基等組成。SiboTech 的 CANopen 轉 PROFIBUS DP 網關的作用主要是實現塔基主控 系統與機艙可再生能源控制系統的通訊。其中，塔基主控系統包含主速度控制器和變流、逆變器，主速度 控制器采用的是西門子 S7-300 系列可編程邏輯控制器（PLC）；可再生能源控制系統采用丹麥 DEIF 的 DM-4 REC-1，是機艙控制柜的主要部分，還包含交、直流伺服驅動控制器等。

2、系統結構

系統構成如圖1，其中略去了主速度控制器（西門子S7-300PLC）之外的其它控制設備。西門子S7-300PLC 的主要任務之一是實現對 DM-4 REC-1（可再生能源控制系統）的監控來控制現場變槳、主動失速以及偏航 控制等。西門子 S7-300PLC（CPU 型號：CPU313C-2DP）采用 PROFIBUS DP 主站協議；DM-4 REC-1（可再生 能源控制系統）支持標準的工業現場總線 CAN 通信，它作為 CANopen 主站，與變頻器（槳葉調節采用變頻 器驅動絲桿結構）和特殊發電機（采用 VACON 變流器和逆變器，實現發電機轉速跟隨風速變化，實現額定 風速一下的葉尖速比控制，實現吸收峰能，變流器和逆變器具有完善的保護功能）通訊，從而保障風機在 額定風速以上時整機載荷安全和發電功率穩定。在該項目中，為了實現西門子 S7-300PLC 和 DM-4 REC-1 之間的數據雙向傳輸，采用了泗博自動化的高性能的 CANopen 從站轉 PROFIBUS DP 從站網關 PCO-150S： 

網關 PCO-150S 在 CANopen 側做 CANopen 從站，在 PROFIBUS DP 側做 PROFIBUS DP 從站。用戶通過在 配置軟件 PC-123 中設置相關的命令下載到網關中，并且在西門子 PLC 的組態軟件 STEP7 中設置實際需要 的輸入、輸出字節數，即可實現不同總線數據的雙向傳輸。

三、結束語

該 PLC 控制系統中，PCO-150S 作為西門子 S7-300PLC 和可再生能源控制器 DM-4 REC-1 之間的橋梁， 能夠使這兩種*不同的現場總線設備實現正常數據通信，使西門子 PLC 監控現場風機槳葉角度、電機轉 速等狀態成為可能。在整個系統中，泗博自動化的 PCO-150S 表現了其穩定、可靠的性能，大大方便了風 力發電行業各種現場總線的應用。