基于CAN總線的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)溫度監(jiān)測節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

王東敏+李宏毅

摘 要

本文結(jié)合風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)部分需要進(jìn)行溫度監(jiān)測的實(shí)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(diǎn)，對模塊硬件、軟件以給出了設(shè)計(jì)方案。

【關(guān)鍵詞】CAN總線 風(fēng)電機(jī)組 溫度測量

1 引言

風(fēng)電機(jī)組的傳動(dòng)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(jī)組的運(yùn)行中這些旋轉(zhuǎn)部件將產(chǎn)生一定的熱量，如果不能及時(shí)散熱，長時(shí)間運(yùn)行必然導(dǎo)致部件溫度逐漸升高而受到損傷，影響機(jī)組正常運(yùn)行。因此，對風(fēng)電機(jī)組的傳動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)采取必要的溫度監(jiān)測，及時(shí)有效地散發(fā)由于旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的熱量，確保風(fēng)電機(jī)組穩(wěn)定安全運(yùn)行。

2 CAN總線風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)系統(tǒng)溫度監(jiān)測概述

風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)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(diǎn)。Pt100鉑電阻、單片機(jī)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(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)和風(fēng)電機(jī)組其他節(jié)點(diǎn)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(jī)組SCADA系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)控，實(shí)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(diǎn)設(shè)計(jì)

3.1 硬件組成

如圖2所示，Pt100鉑電阻將測量到的風(fēng)電機(jī)組傳動(dòng)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(jī)P8XC592，簡化了Pt100鉑電阻溫度測量的軟硬件設(shè)計(jì)。CAN總線是測溫節(jié)點(diǎn)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(dòng)能力較強(qiáng)的CAN總線接口驅(qū)動(dòng)芯片82C250，并加入6N136進(jìn)行光電隔離，增強(qiáng)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。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

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(bào)警等。測溫節(jié)點(diǎn)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(jì)框圖如圖3。初始化程序?qū)崿F(xiàn)對P8XC592單片機(jī)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。

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作者單位

國網(wǎng)技術(shù)學(xué)院 山東省泰安市 271000endprint