行業背景

風力發電是一種被廣泛應用的清潔能源發電方式。在各種風能利用方式中，風力發電因其主流地位和在可再生能源領域中的成熟技術，以及具備規模化開發條件和商業化發展前景而備受矚目。

在談論風力發電時，我們總會提及風力發電塔這一關鍵元素。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轉光纖模塊，這樣可以將傳輸的CAN信號轉換為光信號。這種轉換可以實現抗電磁干擾和延長傳輸距離的目標。通過優化傳輸介質，我們成功確保了塔內信號通訊的穩定性，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網絡的光纖中繼器，可選F-SMA或ST光纖材質，支持通過多個設備改變CAN網絡拓撲結構，可輕松解決現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是獨立的電氣部分，如此一來各個網段可以實現電氣解耦。

IXXAT CR-210/FO支持級聯，在靠近DIN導軌處預留了級聯接口，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的一切相關設置均通過撥碼開關來實現，這樣的優勢是便于現場工程師快速操作，降低部署的時間和出現錯誤的幾率。除了設置由撥碼開關控制之外，還可以通過撥碼開關快速配置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網絡進行中繼，它同時可以用作CAN-FD網絡的中繼，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的直流輸入來驅動其正常工作。為了確保系統的魯棒性、溫度范圍和安全性，IXXAT 中繼器是專為工業環境使用而設計的。這種設計極大提高了系統的可靠性。

IXXAT CR-210/FO

IXXAT CR-210在風電測試系統中的應用

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

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。為確保塔內結構的穩定性，風塔被分為4至5層，并由底部的鋼管混凝土構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。

IXXAT CAN中繼器模塊連接示意圖

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

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

在風電測試系統中，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據。此外，測風塔還能模擬各種氣象數據，用以測試風電塔的各項性能。

根據下方的示意圖，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中繼器無疑就是構建整個血管網絡的最關鍵部分。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。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CAN信號與其他信號之間的相互轉換成為了不可或缺的需求。

風電測試系統內部通訊示意圖

更多通訊設備在風電測試系統中的應用

遠程訪問需求：

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

IXXAT CAN@NET NT系列CAN網關具備將CAN網絡轉換為以太網數據傳輸的功能，可支持最多16路CAN網絡集成到同一以太網網絡中。通過OPC UA統一標準化接口，這些數據可實現采集與簡單控制。盟通科技提供商用OPC UA軟件及軟件開發包，幫助客戶實現整個區域所有設備的數字孿生，對整個區域的生產規劃和災害預防具有重大作用。

CAN網關連接以太網示意圖

診斷維護需求：

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

根據示意圖所示，風電塔的機頭控制單元內部采用CAN網絡通訊。傳統上，現場工程師需要攀爬風電塔的頂端才能進行檢修，盡管風電塔內設有電梯等通行方式，但隨著風電塔的高度和規模逐漸增大，這種傳統方式愈發費時費力。

IXXAT CAN轉藍牙模塊可以有效協助現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定性和可靠性。

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

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

當然，采用EtherCAT網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，通過網絡拓撲描述文件（Eni file）快速診斷EtherCAT網絡。此外，該方案還支持解析離線數據包，通過快照的形式呈現出可能的故障和報錯信息。

EC-Inspector對EtherCAT網絡診斷架構

正如CAN中繼器在塔內信號傳輸和消除干擾方面發揮的作用，風電塔內的每項技術和設備都承載著整個工業通訊行業的智慧結晶。盟通科技作為工業通訊行業的高新技術企業，專注于工業現場通訊領域。我們與歐洲多家自動化領域的領先企業進行戰略合作，為客戶提供針對工業自動化、運動控制、機器人、醫療、能源、汽車等領域的各類產品及解決方案。若您對我們的產品或案例感興趣，歡迎通過下方的聯系方式與盟通團隊取得聯系。