在大型太陽能電站中，實(shí)現(xiàn)光伏組件的高精度雙軸跟蹤是提升發(fā)電效率的關(guān)鍵。這類系統(tǒng)對運(yùn)動控制的實(shí)時性、同步精度要求極高。傳統(tǒng)基于PROFIBUS DP 的方案在控制多臺伺服驅(qū)動器時，其循環(huán)周期和同步性能往往成為瓶頸。此時，結(jié)合 PROFIBUS DP 的廣泛兼容性與 EtherCAT 卓越性能的網(wǎng)關(guān)方案便脫穎而出。

方案核心：高效轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)

本方案的核心在于部署JH-PB-ECT疆鴻智能PROFIBUS DP 到 EtherCAT 的協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)：

1. PROFIBUS DP 側(cè)： 網(wǎng)關(guān)作為從站，無縫接入電站主控西門子 PLC（如 S7-1500/300/400 系列）的 DP 網(wǎng)絡(luò)。PLC 工程師只需像配置標(biāo)準(zhǔn) DP 從站一樣，在 STEP 7 (TIA Portal) 中加載網(wǎng)關(guān)的 GSD 文件，配置輸入/輸出數(shù)據(jù)區(qū)長度即可完成集成。
2. EtherCAT 側(cè)：網(wǎng)關(guān)作為 EtherCAT 主站，構(gòu)建高性能實(shí)時網(wǎng)絡(luò)。各伺服驅(qū)動器（如倍福、倫茨、匯川等支持 EtherCAT 的型號）作為從站接入。利用 EtherCAT 主站配置工具（通常由網(wǎng)關(guān)廠商提供），工程師可輕松完成網(wǎng)絡(luò)掃描、伺服驅(qū)動器識別、PDO（過程數(shù)據(jù)對象）映射配置，并將 PLC 通過 DP 傳輸過來的控制指令（目標(biāo)位置、速度、模式字等）和狀態(tài)反饋（實(shí)際位置、速度、狀態(tài)字、故障代碼等）精確映射到對應(yīng)的伺服驅(qū)動器 PDO 上。
3. 數(shù)據(jù)映射與處理：網(wǎng)關(guān)內(nèi)部高效完成 DP 周期性數(shù)據(jù)與 EtherCAT 過程數(shù)據(jù)間的雙向轉(zhuǎn)換與映射。其關(guān)鍵任務(wù)是將來自 PLC 的控制指令拆解、打包并實(shí)時分發(fā)至對應(yīng)的伺服驅(qū)動器，同時高速采集所有伺服的狀態(tài)信息，匯總后通過 DP 反饋給 PLC。其內(nèi)部處理速度遠(yuǎn)超標(biāo)準(zhǔn) DP 周期，確保 EtherCAT 網(wǎng)絡(luò)能發(fā)揮微秒級同步、低至百微秒級循環(huán)周期的優(yōu)勢。

太陽能跟蹤系統(tǒng)應(yīng)用優(yōu)勢

在太陽能雙軸跟蹤系統(tǒng)中應(yīng)用此方案，價值顯著：

打破性能瓶頸：EtherCAT 的確定性實(shí)時通信能力徹底解決了 PROFIBUS DP 在控制多軸伺服時的速度和同步限制，使跟蹤角度調(diào)整更迅速、更精準(zhǔn)。

最大化現(xiàn)有投資：無需更換電站核心的西門子PLC 控制系統(tǒng)，保護(hù)原有投資，僅通過添加網(wǎng)關(guān)即可實(shí)現(xiàn)驅(qū)動層性能飛躍。

簡化布線降低成本：EtherCAT 支持靈活的線型、樹型拓?fù)?，僅需一根標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)線串聯(lián)所有伺服，大幅簡化現(xiàn)場布線，降低電纜成本和安裝工時。

提升診斷能力：EtherCAT 主站通常提供強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)診斷工具，可實(shí)時監(jiān)控每個伺服節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)、通信質(zhì)量，故障定位更快速。

總結(jié)

PROFIBUS DP 轉(zhuǎn) EtherCAT 網(wǎng)關(guān)方案，為太陽能電站等高精度運(yùn)動控制場景提供了理想選擇。它巧妙地將西門子 PLC 在過程控制中的穩(wěn)定性與 EtherCAT 在實(shí)時運(yùn)動控制中的卓越性能相結(jié)合，在充分利用現(xiàn)有 PLC 資源的基礎(chǔ)上，通過高效轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)了伺服驅(qū)動層性能的質(zhì)的飛躍。該方案顯著提升了跟蹤系統(tǒng)的響應(yīng)速度、同步精度與可靠性，同時優(yōu)化了布線成本與維護(hù)效率，是助力太陽能電站提升發(fā)電效率的關(guān)鍵技術(shù)橋梁。

通過此架構(gòu)，電站運(yùn)營商在保留核心控制資產(chǎn)的同時，僅需在驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)層進(jìn)行升級，即可收獲新一代實(shí)時以太網(wǎng)技術(shù)帶來的精度與效率增益，為光伏電站的智能化運(yùn)行奠定了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。

審核編輯 黃宇