鼎实PB-B-CANDK总线桥在风力发电系统中的应用(2)

3.1 通信网络组成

3.1.1Profibus协议简介

PROFIBUS 是目前国际上通用的现场总线标准之一，以其独特的技术特点、严格的认证规范、开放的标准、众多厂商的支持和不断发展的应用行规，已成为最重要的和应用最广泛的现场总线标准。PROFIBUS现场总线通讯协议包括两个主要部分：

1. PROFIBUS DP：主站和从站之间采用轮循的通讯方式，主要应用于自动化系统中单元级和现场级通信。

2. PROFIBUS PA：电源和通信数据通过总线并行传输，主要用于面向过程自动化系统中单元级和现场级通信。

其中，PROFIBUS-DP 是高速网络，通讯速率达到12M。PROFIBUS-DP 可以连接远程I/O、执行机构、智能马达控制器、人机界面HMI、阀门定位器、变频器等智能设备。一个PROFIBUS-DP 总线网络中可以最多连接125 个从站设备。PROFIBUS-DP 的拓扑结构可以是总线型、星型和树型，通讯介质可以是屏蔽双绞线、光纤，也支持红外传输。采用双绞线时，不加中继器最远通讯距离可达1.2 公里。采用光纤时，最远通讯距离可达100 公里以上，其中采用多模光纤，两点间最远距离可达3 公里，采用单模光纤时，两点间最远距离可达20公里。

3.1.2 CANopen协议简介

CANopen协议是CAN-in-Automation(CiA)定义的标准之一，并且在发布后不久就获得了广泛的承认。尤其是在欧洲，CANopen协议被认为是在基于CAN的工业系统中占领导地位的标准。大多数重要的设备类型，例如数字和模拟的输入输出模块、驱动设备、操作设备、控制器、可编程控制器或编码器，都在称为"设备描述"的协议中进行描述;"设备描述"定义了不同类型的标准设备及其相应的功能。依靠CANopen协议的支持，可以对不同厂商的设备通过总线进行配置。

在CANopen网络中的通信信息以对象来进行描述的。CANopen通信模型定义了4种报文(通信对象)：网络管理报文(NMT)、服务数据对象(SDO)、过程数据对象(PDO)和特殊功能对象。

SDO采用客户机服务器模式，其中访问者被称作客户(client)，对象字典被访问且提供所请求服务的设备被称为服务器(server)。SDO客户机能够通过使用索引和子索引来访问设备(服务器)对象字典中的条目或项(对象)。客户机的请求报文和服务器的应答报文总是包含8个字节(但不是所有的数据字节都一定有意义)。每个客户的请求一定有来自服务器的应答。SDO的两种传送机制为：加速传送、分段传送。

PDO对象用来传输实时数据，PDO对象采用生产者消费者模式。数据从一个生产者传到一个或多个消费者。数据传送限制在1到8个字节(例如，一个 PDO可以传输最多64个数字I/O值，或者4个16位的AD值)。PDO通讯没有额外的协议规定。PDO由两种类型的使用：数据发送和数据接收。它们以 TPDO和RPDO区分。

PDO可以有多种传输方式，其中，同步传输是指为了使设备同步，又一个同步应用程序周期性地发送一个同步对象(SYNC对象)。异步传输是由远程帧触发传送或由设备子协议中规定的对象特定事件触发传送。

3.2 PB-B-CANDK产品设计特点

成熟可靠的器件选型及结构设计，使得PB-B-CANDK总线桥能够很好的适应风电现场温差变化大、高海拔、盐卤腐蚀等工作环境。PB-B-CANDK总线桥工作环境温度可达-33-+55℃，具有高海拔实际使用工作报告。

高速、实时实现PROFIBUS-DP设备与CANOPEN设备之间的数据交换;DP端支持12M波特率高速通信，CANopen端报文连续发送时间隔可小于1ms，保证通信数据在PB-B-CANDK总线桥中的延迟时间不超过10ms。

利用CANOPEN的“心跳”，PB-B-CANDK总线桥可主动向CANopen主控系统提供自身模块在Canopen通信中的当前状态。

PB-B-CANDK总线桥有着完善的数据包校验协议及数据包拼接协议，保证了通信中的数据一致性与完整性。

PB-B-CANDK总线桥完美地实现了风电系统中PROFIBUS系统(或设备)与CANOPEN设备(或系统)的互连。