风机通信技术手册.doc

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1、金风750/1500风机通信技术手册目录1、前言2、光纤通信基本知识3、金风750风机通信系统的组成4、金风750风机通信故障分析一、前言风机通信可分为内部通信和外部通信，内部通信指的是机舱控制柜到底部控制柜的通信，这之间的数据通过五类屏蔽双绞线来传输。外部通信指的是风力机到中央监控中心的通信，这部分的数据通过光缆来传输。本文主要介绍风力机的外部通信。早期风力机的外部通信主要是通过双绞线来实现。随着技术的发展“光纤通信”的概念逐渐走进我们的思想。二、光纤通信的基本知识光纤和光缆的定义光纤（OpticalFiber，OF）就是用来导光的透明介质纤维，一根实用化的光纤是由多层透明介质构成的，一般可

2、以分为三部分：折射率高的纤芯、折射率较低的包层和外面的涂覆层。纤芯是由高透明的材料制成的;包层的折射率小于纤芯的折射率，从而造成一种光波导效应，使大部分的电磁场被束缚在纤芯中传输；涂覆层的作用是保护光纤不受水汽是侵蚀和机械擦伤，同时增加光纤的柔韧性，它不用来导光，因此可以染成各种颜色。光缆，经过一次涂覆和二次涂覆（套塑）的光纤虽然具有一定的抗拉强度，但还是比较脆弱，经不起弯折、扭曲和侧压力的作用，因此只能用于实验室。为了能使光纤用于多种环境条件下，并顺利地完成敷设施工，必须和其他元件组合起来构成一体，这种组合体就是光缆。光缆可以分为缆芯和护层两部分。光纤之所以能够导光就是利用纤芯折射率略高于包

3、层折射率的特点，使落于数值孔径内的光线都能收集在光纤中，并在芯包边界以内形成全反射，从而将光线限制在光纤中传播，这就是光纤的导光原理。光纤通信的优缺点优点：1、光纤的容量大。光纤通信是以光纤为传输媒介，光波为载波的通信载体，其载波——光波具有很高的频率（约10HZ）,因此光纤具有很大的通信容量。2、损耗低、中继距离长。目前实用的光纤通信系统实用的光纤多为石英光纤，此光纤在1.55um波长区的损耗可低到0.18dB/km。3、抗电磁干扰能力强。这个优点是我们电力行业内通信系统使用光纤的一个重要因素，因为在强电环境下会产生电磁场，这对普通的电缆通信会造成很大的干扰。4、保密性能好5、体积小、重量轻

4、。同轴电缆的直径是45mm，而四芯光缆的直径只有9mm，一公里的四管同轴电缆重4400kg，而一公里的四芯光缆只用200kg重。6、节省有色金属和原材料。光纤主要成分是二氧化硅SiO。缺点：1、抗拉强度低2、光纤的连接困难。要使光纤的连接损耗小，两根光纤的纤芯必须严格对准。由于光纤的纤芯很细，再加上石英的熔点很高，因此连接很困难，需要有昂贵的专门工具。在我们风场通信中的成本费用中熔纤费用占了很重大的一部分。3、光纤怕水。三、金风750风机通信系统组成1．750中央监控的网络结构如附件1所示2．硬件说明监控主机：一般为品牌个人电脑，要安装金风监控软件，因为风机的数据量比较大，所以硬盘要大，另外处

5、理器要配置高点。串口扩展卡：用于扩展监控机串口通讯的设备。由于750KW风机通讯模块为串口模块，为实现与风机的链型通讯，必须实现计算机的多串口功能，因此用到此设备。光电转换器：用于进行电信号与光信号转换的设备。由于风机与中控室之间，风机与风机间的环境条件复杂，采用抗干扰能力强的光通讯方式是风机通讯的必然趋势，采用光电转换器实现了风机与中控室、风机与风机间的光通讯。由于风机通信采用的是单模光纤（只允许一个方向的光线在其中传送到光纤），这种模式要比多模传输的距离远，而且数据的可靠性高，单模要求发光源比较强，所以光电转换器里要采用激光半导体发射器。在光电转换器里还有一个光电二极管用于接收光信号。光缆

6、：光信号传输的载体。光缆与光电转换器之间采用尾纤，跳线和法兰等设备连接。金风750风机所用的是串行通信，所谓串行通信就是一个一个比特按照时间顺序进行数据传输。750风机的PLC上的CP340模块是一个远程通信模块，通过串口线将PLC的数字信号传给光端机的串口，光端机再将485信号转变为光信号，通过光纤传到监控中心，在监控中心再通过光端机将光信号转变为232电信号，最后将几个环路的信号通过串口扩张卡连接到监控主机上，这是整个750通信在物理层上信号的传递及转换过程。750的风机通信采用环路的通信方式，750共有6个环路，环路的选取主要是依据风机所处的地理位置所决定。这是从光缆的布线成本考虑的。7

7、50风机的第一个环路所含风机的地理位置如下图所示这个环路中包含了风机F1-4、F1-3、F1-2、F1-1、F2-1、F2-2、F2-3、F2-4、F2-5、F2-6这十台风机，从整个三场的风机分布图（见附件2）中我们可以看出将这十台风机串在一起可以节省光缆，这个环路从F2-6开始，我们从F3-1到光缆接续包中引一根8芯光缆到F2-6，这8根芯中我们只用了红色、绿色、黄色、本色四根纤芯，另外四根作