行業(yè)背景

風力發(fā)電是一種被廣泛應用的清潔能源發(fā)電方式。在各種風能利用方式中，風力發(fā)電因其主流地位和在可再生能源領(lǐng)域中的成熟技術(shù)，以及具備規(guī)?；_發(fā)條件和商業(yè)化發(fā)展前景而備受矚目。

在談論風力發(fā)電時，我們總會提及風力發(fā)電塔這一關(guān)鍵元素。在選擇風場時，我們會綜合考慮盛行風向、湍流和風速等因素，以確定最佳位置。因此，風力發(fā)電塔通常安裝在地理位置偏遠且地形復雜的地方。

為了有效應對塔內(nèi)信號傳輸距離長及信號頻繁受到干擾的問題。我們會在設備的兩端分別安裝CAN轉(zhuǎn)光纖模塊，這樣可以將傳輸?shù)腃AN信號轉(zhuǎn)換為光信號。這種轉(zhuǎn)換可以實現(xiàn)抗電磁干擾和延長傳輸距離的目標。通過優(yōu)化傳輸介質(zhì)，我們成功確保了塔內(nèi)信號通訊的穩(wěn)定性，為設備的正常運行提供了有力保障。

IXXAT CR-210功能簡介

IXXAT CR-210/FO是一款基于CAN網(wǎng)絡的光纖中繼器，可選F-SMA或ST光纖材質(zhì)，支持通過多個設備改變CAN網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，可輕松解決現(xiàn)場電磁干擾并達到延長傳輸距離的目的。

IXXAT CR-210/FO集成了強大的電氣隔離能力，確保通過中繼器鏈接的各系統(tǒng)是獨立的電氣部分，如此一來各個網(wǎng)段可以實現(xiàn)電氣解耦。

IXXAT CR-210/FO支持級聯(lián)，在靠近DIN導軌處預留了級聯(lián)接口，通過T-BUS可以輕松將兩個或多個IXXAT中繼器連接，大大降低了布線成本。

IXXAT CR-210/FO的一切相關(guān)設置均通過撥碼開關(guān)來實現(xiàn)，這樣的優(yōu)勢是便于現(xiàn)場工程師快速操作，降低部署的時間和出現(xiàn)錯誤的幾率。除了設置由撥碼開關(guān)控制之外，還可以通過撥碼開關(guān)快速配置CAN總線終端電阻的使能，這種方式讓IXXAT中繼器能夠適用于更多應用場景。

此外，如果對CAN-FD有需求，我們建議您使用IXXAT CR-110/FO，它不僅僅可以針對CAN網(wǎng)絡進行中繼，它同時可以用作CAN-FD網(wǎng)絡的中繼，是首個推出同時針對CAN-FD的CAN中繼器。

當然，IXXAT中繼器均采用了寬壓電源輸入，能夠接受9~32V的直流輸入來驅(qū)動其正常工作。為了確保系統(tǒng)的魯棒性、溫度范圍和安全性，IXXAT 中繼器是專為工業(yè)環(huán)境使用而設計的。這種設計極大提高了系統(tǒng)的可靠性。

IXXAT CR-210在風電測試系統(tǒng)中的應用

CAN中繼器的主要功能在于實現(xiàn)CAN總線系統(tǒng)中兩個或更多網(wǎng)段間的物理耦合，同時能夠構(gòu)建更為豐富的拓撲結(jié)構(gòu)，包括樹型和星型拓撲結(jié)構(gòu)。根據(jù)收發(fā)機的輸出能力，可以將CAN系統(tǒng)劃分為若干個子系統(tǒng)，并使用CAN中繼器進行連接，從而增加了總線節(jié)點的最大數(shù)量。重要的是，使用中繼器不會影響系統(tǒng)的實時行為，因為就傳輸行為而言，中繼器也就相當于網(wǎng)絡中的線纜。

目前，主流風電塔的塔高通常在 100-150 米之間，最新型的風塔甚至具有超過170米的高度。為確保塔內(nèi)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，風塔被分為4至5層，并由底部的鋼管混凝土構(gòu)件部分和上部的薄壁剛桶組成。考慮到如此遠的傳輸距離，普通的CAN線纜無法滿足需求。因此，必須采取一種方法來延長傳輸距離。在此背景下，光纖CAN中繼器進入了我們的視線。

風塔中的每一層有著各種關(guān)鍵的設備，這也意味著往往需要多個CAN中繼器將CAN網(wǎng)絡分成多個網(wǎng)段進行傳輸，以便于控制整合整個風電系統(tǒng)。IXXAT CR-210/FO支持級聯(lián)，可以便于客戶組成所需的CAN網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。

另外一個重要的作用是，風電塔內(nèi)部發(fā)電機組和變頻器等大功率器件會產(chǎn)生大量的電磁干擾，這可能導致周期性通信中斷或采集數(shù)據(jù)無效等問題。而中繼器可以有效地抑制這些電磁干擾，因此，在風電系統(tǒng)中，CAN中繼器被廣泛應用。

在風電測試系統(tǒng)中，除了風電塔主體外，前方還設有一個測風塔設備。該設備裝滿了各種傳感器，負責采集本地的各種氣象數(shù)據(jù)。此外，測風塔還能模擬各種氣象數(shù)據(jù)，用以測試風電塔的各項性能。

根據(jù)下方的示意圖，我們可以清楚地看到，無論是風電塔還是測風塔，其內(nèi)部信號傳輸主要依賴于CAN信號。如果我們將CAN信號比作風塔的血液，那么CAN中繼器無疑就是構(gòu)建整個血管網(wǎng)絡的最關(guān)鍵部分。然而，僅僅具備“血液”和“血管”還不足以支撐這樣一個復雜的系統(tǒng)。在它的外圍，還需要各種采集設備、診斷設備以及遠程訪問等功能的支持。更為重要的是，實現(xiàn)CAN信號與其他信號之間的相互轉(zhuǎn)換成為了不可或缺的需求。

更多通訊設備在風電測試系統(tǒng)中的應用

遠程訪問需求：

通常，位于某一區(qū)域內(nèi)的所有風塔設備都應與該區(qū)域的中控系統(tǒng)站點建立網(wǎng)絡連接。通過中控系統(tǒng)，可以實時監(jiān)控整個風塔的運行狀態(tài)，并在遇到緊急情況時及時采取相應措施。因此，風塔中對CAN網(wǎng)關(guān)的需求，尤其是對CAN網(wǎng)關(guān)的低時延和穩(wěn)定性的需求顯得尤為重要。

IXXAT CAN@NET NT系列CAN網(wǎng)關(guān)具備將CAN網(wǎng)絡轉(zhuǎn)換為以太網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)墓δ?，可支持最?6路CAN網(wǎng)絡集成到同一以太網(wǎng)網(wǎng)絡中。通過OPC UA統(tǒng)一標準化接口，這些數(shù)據(jù)可實現(xiàn)采集與簡單控制。盟通科技提供商用OPC UA軟件及軟件開發(fā)包，幫助客戶實現(xiàn)整個區(qū)域所有設備的數(shù)字孿生，對整個區(qū)域的生產(chǎn)規(guī)劃和災害預防具有重大作用。

診斷維護需求：

每一個風塔都需要技術(shù)工程師進行定期的現(xiàn)場診斷維護，風塔中的設備繁多有著各種不同協(xié)議的設備。針對不同的協(xié)議，盟通科技可以提供不同的解決方案。

根據(jù)示意圖所示，風電塔的機頭控制單元內(nèi)部采用CAN網(wǎng)絡通訊。傳統(tǒng)上，現(xiàn)場工程師需要攀爬風電塔的頂端才能進行檢修，盡管風電塔內(nèi)設有電梯等通行方式，但隨著風電塔的高度和規(guī)模逐漸增大，這種傳統(tǒng)方式愈發(fā)費時費力。

IXXAT CAN轉(zhuǎn)藍牙模塊可以有效協(xié)助現(xiàn)場工程師快速完成檢修任務。工程師只需站在風電塔塔底，即可實現(xiàn)與機頭控制單元的通訊。該模塊的使用可大大降低工程師的勞動強度，提高工作效率，同時確保了通訊的穩(wěn)定性和可靠性。

綜上所述，IXXAT CAN轉(zhuǎn)藍牙模塊在風電塔的檢修工作中具有重要的作用，為現(xiàn)場工程師提供了便捷、高效的通訊手段。

目前，先進的風電塔發(fā)電機已采用了更為強大的EtherCAT網(wǎng)絡。德國倍福在風電領(lǐng)域的應用非常廣泛，尤其是其基于PC和EtherCAT控制技術(shù)的風力發(fā)電機組控制解決方案，全球已有超過100,000臺風力發(fā)電機正在使用倍福的方案。

當然，采用EtherCAT網(wǎng)絡的風電塔也需要進行診斷。盟通科技為此提供了EtherTAP與Acontis EC-Inspector的搭配方案，通過網(wǎng)絡拓撲描述文件（Eni file）快速診斷EtherCAT網(wǎng)絡。此外，該方案還支持解析離線數(shù)據(jù)包，通過快照的形式呈現(xiàn)出可能的故障和報錯信息。

正如CAN中繼器在塔內(nèi)信號傳輸和消除干擾方面發(fā)揮的作用，風電塔內(nèi)的每項技術(shù)和設備都承載著整個工業(yè)通訊行業(yè)的智慧結(jié)晶。盟通科技作為工業(yè)通訊行業(yè)的高新技術(shù)企業(yè)，專注于工業(yè)現(xiàn)場通訊領(lǐng)域。我們與歐洲多家自動化領(lǐng)域的領(lǐng)先企業(yè)進行戰(zhàn)略合作，為客戶提供針對工業(yè)自動化、運動控制、機器人、醫(yī)療、能源、汽車等領(lǐng)域的各類產(chǎn)品及解決方案。若您對我們的產(chǎn)品或案例感興趣，歡迎通過下方的聯(lián)系方式與盟通團隊取得聯(lián)系。