基于CAN总线的风电机组传动系统温度监测节点设计

王东敏+李宏毅

摘 要

本文结合风电机组传动部分需要进行温度监测的实际，应用CAN总线构成多路热电阻温度测量数据采集节点，对模块硬件、软件以给出了设计方案。

【关键词】CAN总线 风电机组 温度测量

1 引言

风电机组的传动系统主要包括主轴、齿轮箱、联轴器等旋转部件，在风电机组的运行中这些旋转部件将产生一定的热量，如果不能及时散热，长时间运行必然导致部件温度逐渐升高而受到损伤，影响机组正常运行。因此，对风电机组的传动系统应采取必要的温度监测，及时有效地散发由于旋转产生的热量，确保风电机组稳定安全运行。

2 CAN总线风电机组传动系统温度监测概述

风电机组传动系统部件温度监测的传感器通常采用工业铂电阻Pt100，主要监测主轴及主轴承座温度、增速箱及前后轴承温度等测点。Pt100铂电阻、单片机微处理器、CAN总线控制器和收发器共同构成温度监测节点，该节点和风电机组其他节点共同挂接在CAN总线上，再经过CAN网络接口卡将监测信息传输到风电机组SCADA系统实现集中监控，实现了全数字化的信息传递。其系统原理框图如图1所示。

3 CAN总线铂电阻温度监测节点设计

3.1 硬件组成

如图2所示，Pt100铂电阻将测量到的风电机组传动系统部件温度信号经多路转换开关送入A/D转换集成芯片MAX197，将温度模拟信号放大并转换为数字量信号送入带有带CAN总线通信控制器的8位单片机P8XC592，简化了Pt100铂电阻温度测量的软硬件设计。CAN总线是测温节点与上位监控系统的物理媒介，CAN总线控制引出TXD输出端和RXD输入端，根据需要匹配物理层的连接和总线电平，使用了传输速度较大和总线驱动能力较强的CAN总线接口驱动芯片82C250，并加入6N136进行光电隔离，增强抗干扰能力，总线终端安装匹配的终端器，避免信号在传输线路终端产生反射干扰原信号。

3.2 軟件设计

上位监控系统统一协调，发出各种命令，接收来自现场的数据、信息、报警等。测温节点接收命令执行操作并将结果发送到CAN总线上，由SCADA系统分析、显示、处理。

测温模块主要完成上位系统的命令，软件设计框图如图3。初始化程序实现对P8XC592单片机及其外围电路的复位、设置CAN总线的波特率及设置CAN控制器的命令寄存器等。

参考文献

[1]邬宽明.现场总线技术应用选编[M].北京：北京航空航天大学出版社，2004（06）.

[2]阳宪惠.现场总线技术及应用[M].北京：清华大学出版社，1999（06）.

[3]饶运涛.现场总线CAN原理与应用技术[M].北京：北京航空航天大学出版社，2003（06）.

作者单位

国网技术学院 山东省泰安市 271000endprint