基于bx3100 plc风电变流器通信系统设计

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1、第35卷第1期华电技术Vol-35No．12013年1月HuadianTechnologyJan．2013基于BX3100PLC的风电变流器通信系统设计孙永佳，郑东山，姚广秀，庄俊(国电南京自动化股份有限公司，江苏南京210032)摘要：介绍了风力发电中主控系统的作用、特点以及主控系统的通信模式。根据实际需要，采用RS232串口通信，选取BX3100PLC作为Profibus—DP从站设计了风电变流器通信系统，实现与主控系统的Profibus总线通信。论述了系统的原理和程序流程，给出了测试结果。关键词：风力发电；风电变流器；可编程控制器

2、；Profibus总线；RS232串口中图分类号：TM315文献标志码：B文章编号：1674—1951(2013)叭-0019—04换，BX3100具有1个串行接口，可作为RS232接口1问题的提出用于连接串行设备。本文根据实际项目需要，选取自20世纪7O年代世界性能源危机爆发以来，倍福BX3100PLC(可编程控制器)作为风电变流器越来越多的国家重视新能源和可再生能源的研究和与主控系统数据传输的中间桥梁，设计了变流器开发。风能作为一种高效、清洁、可再生的能源，备Profibus通信系统，实现与主控系统的CX1500一受世界各国的重视。

3、我国新能源战略把大力发展风M310Profibus—DP主站通信。力发电设为重点。近几年，由于风力发电的诸多优2通信协议及系统结构点以及国家政策的大力支持，国内风力发电行业得到了快速发展⋯，风电产业逐渐形成一定规模，而整个系统通信协议情况见表1。变流器是整个产业的关键环节之一。风电变流器可表1系统通信协议以优化风力发电系统的运行，实现宽风速范围内的变速恒频发电，改善风机效率和传输链的工作状况，减少发电机损耗，提高运行效率，提升风能利用率。目前，风电场运行的风电变流器都有自己的主控系统，主控系统负责采集自然参数、机组自身数据和状态，计算、

4、分析、判断和控制机组的启动、停机、变桨和开油泵等一系列控制和保护动作，使单台变流器全部自动控制，无需人为干预J。变流器需要实时将自己的一些状态传输给主控系统，例如状态字、功率反馈、电流反馈及故障字等，同时还要接收主控系统的控制命令，因此，必须借助一个通道来实现双方的数据交换。目前，市场上主控系统采用Profibus通信的较多，这就要求变流器厂家提供Profibus通信接口。倍福公司BX31O0总线端子控制器有一个Pro—fibus—DP从站接口，支持Profibus—DP现场总线协议，可自动检测波特率，最大可至12Mbaud，使用一个地

5、址选择开关分配地址。该控制器可最多实现主控输出给变流器的数据包括控制字、转矩给244个字节的输入和244个字节的输出进行数据交定、无功给定，其中控制字主要包括变流器启动、变流器运行、变流器复位及心跳位，整个数据帧长度为收稿日期：2012—08—216个字节；变流器输出给主控数据中CCU状态字主·20·华电技术第35卷要是变流器自身状态的一些反馈，故障字及故障字MAX3232确保在120kbit／s数据传输速率下维持集是对变流器运行过程中出现的故障状态的反馈，RS232输出电平。MAX3232具有2路接收器和2心跳位包含在CCU状态字中，

6、整个数据帧长度为24路驱动器，该设计中只用到了其中1路，采用3．3V个字节。电压供电，其硬件电路图如图2所示，SCITXDB，系统的原理和结构如图1所示，变流器数据按SCIRXDB分别接到TMS320F28335的SCI串行通信照通信协议规定的格式通过RS232串口发送给端口，PCTXD，PCRXD接BX3100的串行通信接口。BX3100从站，BX3100将收到的数据经过解析后，通DSP程序设计时，通过调用串口配置子程序、串过Profibus总线发送给主控系统，主控系统的控制口发送和接收子程序来实现串口数据收发。串口配命令通过Prof

7、ibus总线发送给BX3100从站，置程序如下：BX3100将收到的数据按照帧格式打包后，通过串口ScibRegs．SCICCR．all=OxO007；发送给变流器。ScibRegs．SCICTL1．all=0xO003；ScibRegs．SCICTL2．all=0：ScibRegs．SCIFFTX．all：0xCO00；ScibRegs．SCIFFRX．all=0x000A；ScibRegs．SCIFFCT．all：0xO0；ScibRegs．SCICTL1．all=0x0023；ScibRegs．SCIFFTX．bit．TXFIFO

8、XRESET=1：ScibRegs．SCIFFRX．bit．RXFIFORESET=1；通过配置程序，将RS232串口配置成：波特率主控系统与受流器19200、数据位8位、无奇偶校验、1个停止位。通信单元串