目前，現場總線PROFIBUS-DP通信技術不但用于解決工業現場的智能化儀器儀表、控制器和執行機構等現場設備間的數字通信，而且已經成為風力發電系統中最主要的通信方式。由于風電系統設備通信的可靠性直接關系到風力發電機組的運行穩定性，因此，高速、可靠、久經實際應用考驗的PROFIBUS-DP成為其首選。

由于實際工程項目中一套風力發電系統的幾個主要組成部分的控制單元往往來自不同廠家，因此存在以下幾個問題，①如何將具有不同通信協議接口的控制單元互連，并保證通信的實時性和可靠性？②如何使用光纖通信技術保證風力發電系統設備在強EMC干擾條件下的通信高速可靠？

北京鼎實創新科技有限公司是一家以工業網絡通信技術及異構網互聯技術為特長的高科技企業，其總線橋產品PB-B-CANDK很好的解決了風力控制系統中CANOPEN設備與PROFIBUS網絡之間的互連通信問題；PROFIBUS光纖模塊PB-OLM產品很好地解決了風電設備現場中的長距離高速、高可靠性傳輸問題；二者在多個風電項目中具有很好應用業績。本文主要介紹總線橋產品PB-B-CANDK在風力發電系統中的應用。

二、風電發電機的系統組成

2.1 風力發電機系統概述

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。北京鼎實的PB-B-CANDK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信。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倍福公司的可編程邏輯控制器（PLC）；可再生能源控制系統采用丹麥DEIF的控制器AWC400。這是機艙控制柜的主要部分，其它還包含交、直流伺服驅動控制器等。

2.2 風力發電機系統結構

系統構成如圖1，其中略去了主控制器（倍福PLC）之外的其它控制設備。

倍福PLC的主要任務之一是通過對DEIF控制器AWC400的監控來控制現場變槳、主動失速以及偏航控制等。倍福PLC作為PROFIBUS DP主站，符合PROFIBUS-DP通信標準；

DEIF控制器AWC400支持標準的工業現場總線CANopen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最佳葉尖速比控制，實現最大化吸收風能，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。

在該系統中，為了實現倍福PLC和DEIF控制器AWC400之間的數據雙向傳輸，采用了北京鼎實公司的高性能的CANopen從站轉PROFIBUS-DP的總線橋PB-B-CANDK：

三、北京鼎實PB-B-CANDK總線橋

PB-B-CANDK總線橋是北京鼎實PROFIBUS總線橋系列中的產品，支持Profibus協議以及CANopen協議，主要功能為實現CAN或者CANopen設備接入PROFIBUS總線網絡。滿足CAN/CANopen接口設備（如：風電交流器、伺服驅動器、編碼器、測厚儀、PLC等）接入PROFIBUS總線網絡（如：倍福PLC，西門子PLC，ABB的800F系統等）通信要求。

在PROFIBUS網絡中，PB-B-CANDK總線橋作為PROFIBUS從站；在CAN網絡中，本產品作為CANopen從站存在。

用戶不必要了解PROFIBUS和CANopen協議的技術細節，不需要配置CANopen從站設備的EDS文件，只需根據產品用戶手冊提供的配置步驟完成配置，不需要復雜編程，即可在短時間內實現連接通信。

用戶可以依照PROFIBUS通信數據區和CANopen通信數據區的映射關系，來實現PROFIBUS到CANopen之間的數據透明通信。PROFIBUS DP端的輸出數據最終以TPDO的形式出現在CANopen通信端，同時CANopen主控發送給PB-B-CANDK總線橋的RPDO數據將映射為PROFIBUS DP輸入數據傳送給DP主站。

針對于風電工程需要設備耐高低溫的特殊性，PB-B-CANDK總線橋可向用戶提供-33~+55℃的工作溫度保證。

其中，PB-B-CANDK總線橋在風電控制系統中的連接圖見圖2.

3.1 通信網絡組成

3.1.1Profibus協議簡介

PROFIBUS 是目前國際上通用的現場總線標準之一，以其獨特的技術特點、嚴格的認證規范、開放的標準、眾多廠商的支持和不斷發展的應用行規，已成為最重要的和應用最廣泛的現場總線標準。PROFIBUS現場總線通訊協議包括兩個主要部分：

1. PROFIBUS DP：主站和從站之間采用輪循的通訊方式，主要應用于自動化系統中單元級和現場級通信。

2. PROFIBUS PA：電源和通信數據通過總線并行傳輸，主要用于面向過程自動化系統中單元級和現場級通信。

其中，PROFIBUS-DP 是高速網絡，通訊速率達到12M。PROFIBUS-DP 可以連接遠程I/O、執行機構、智能馬達控制器、人機界面HMI、閥門定位器、變頻器等智能設備。一個PROFIBUS-DP 總線網絡中可以最多連接125 個從站設備。PROFIBUS-DP 的拓撲結構可以是總線型、星型和樹型，通訊介質可以是屏蔽雙絞線、光纖，也支持紅外傳輸。采用雙絞線時，不加中繼器最遠通訊距離可達1.2 公里。采用光纖時，最遠通訊距離可達100 公里以上，其中采用多模光纖，兩點間最遠距離可達3 公里，采用單模光纖時，兩點間最遠距離可達20公里。