太陽能光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、太陽能光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)劉福才高秀偉牛海濤周傳凌(燕山大學(xué)電氣工程學(xué)院自動(dòng)化系秦皇島066004摘要根據(jù)太陽能光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的組成和特點(diǎn),利用R S 2485進(jìn)行遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊,給出了用V isual Basic 6.0開發(fā)I BM 2PC 機(jī)和80C 31單片機(jī)之間遠(yuǎn)程串行通訊的設(shè)計(jì)方法,詳細(xì)論述了VB 610在該系統(tǒng)中的應(yīng)用以及軟硬件的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)控VB 語言R S 2485總線串行通訊The D esign of the Solar Photovolta ic Plan t s D istan t M on itor i ng SystemL iu Fucai

2、Gao X iuw ei N iu H aitao Zhou Chuan ling(D ep art m ent of A u to m ation of E lectrical E ng ineering Colleg e ,Y anshan U niversity ,Q inhuang d ao 066004,Ch ina Abstract Based on the constituti on and the characteristics of the so lar pho tovo ltaic p lants distant monito ring system ,the remo t

3、e comm unicati on has been done by using R S 2485bus .T h is paper introduces a design m ethod to develop distant serial comm unicati on p rogram betw een I BM 2PC computer and 80C 31single 2ch i p m icrocomputer w ith VB 6.0.It also amp lifies system ic softw are and hardw are design .Key words Pho

4、 tovo ltaic p lant D istant monito ring VB language R S 2485bus Serial comm unicati on1 引言太陽能光伏電站可為微波中繼站,電視轉(zhuǎn)差臺(tái),森林防火系統(tǒng)等提供可靠的電源,在無電和缺電的地區(qū),太陽能光伏電站還可作為獨(dú)立電源或中心電站,解決當(dāng)?shù)鼐用竦纳钣秒姾椭行⌒凸I(yè)用電問題,因此有著廣闊的前景。在光伏電站中,對(duì)其各種參數(shù)的檢測(cè)十分重要。以往采用人工記錄方式,常常出現(xiàn)錯(cuò)記、漏記等問題,而對(duì)于邊遠(yuǎn)地區(qū),更是無法實(shí)現(xiàn)對(duì)其各種參數(shù)的實(shí)時(shí)檢測(cè)。計(jì)算機(jī)與通訊的緊密結(jié)合,大大推動(dòng)了工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)程。人們坐在計(jì)算機(jī)前就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)

5、遠(yuǎn)端設(shè)備的監(jiān)測(cè)與管理。2光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)的組成某太陽能光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)主要由一臺(tái)I BM 2PC 機(jī)作為上位機(jī)和一臺(tái)80C 31單片機(jī)作為下位機(jī)兩部分組成,如圖1。遠(yuǎn)程監(jiān)控中心可以對(duì)光伏系統(tǒng)進(jìn)行遙測(cè),遙控;80C 31單片機(jī)控制器可以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)和控制系統(tǒng)的各項(xiàng)工作參數(shù),可以接受遠(yuǎn)端監(jiān)控中心的查詢,控制,并可以向中心上報(bào)工作狀態(tài)。在該系統(tǒng)中,工作現(xiàn)場(chǎng)的80C 31控制器與控制室的I BM 2PC 機(jī)的安全可靠的數(shù)據(jù)傳輸是監(jiān)測(cè)與控制光伏電站正常工作的基礎(chǔ),所以,限于篇幅,本文主要討論遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)通訊問題。圖1太陽能光伏電站遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)示意圖通常PC 機(jī)都有R S 232串行通訊接口,但數(shù)據(jù)傳輸速

6、率低,通訊距離短,接口處信號(hào)容易產(chǎn)生串?dāng)_。R S 485通訊標(biāo)準(zhǔn)接口電路具有很強(qiáng)的抗控模干擾的能力。同時(shí),R S 485為半雙工,在某一時(shí)刻,一個(gè)發(fā)送,一個(gè)接收,可節(jié)省信號(hào)線,傳輸速率快,便于高速遠(yuǎn)距離傳送。在此,我們采用M A X 488 489芯片,該芯片集成了一差分驅(qū)動(dòng)器和一個(gè)差分接收器,在發(fā)送端,驅(qū)動(dòng)器將T TL 電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成差分信號(hào)輸出;在接收端,接收器差分接收,將差分信號(hào)變成T TL 電平。有關(guān)第23卷第3期增刊儀器儀表學(xué)報(bào)2002年6月M A X 488489芯片請(qǐng)參閱有關(guān)文獻(xiàn)。圖2PC 主機(jī)通訊流程圖圖3從機(jī)通訊流程圖在本電路中,采用了兩級(jí)光電隔離技術(shù),保證了I BM 2PC

7、 機(jī)與傳輸電路及單片機(jī)與傳輸電路的信號(hào)隔離,使各種干擾信號(hào)不會(huì)進(jìn)入計(jì)算機(jī),保證其正常工作。在該系統(tǒng)中,80C 31單片機(jī)實(shí)時(shí)的對(duì)光伏電站的各種參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,主要包括蓄電池的溫度,充電電壓,充電電流以及光伏電站運(yùn)行環(huán)境的光強(qiáng),溫度和風(fēng)速6個(gè)參數(shù)。然后,單片機(jī)將采集到的數(shù)據(jù)首位和末位分別加上一個(gè)“A ”(以留校驗(yàn)備用。如采集到的數(shù)據(jù)為4618,單片機(jī)處理后為“A 4618A ”,并將其存入指定的單元。在數(shù)據(jù)傳輸?shù)倪^程中,我們考慮到傳輸錯(cuò)誤往往影響到所傳數(shù)據(jù)的首位和末位,所以我們將數(shù)據(jù)的首位和末位作為校驗(yàn)碼,由軟件來實(shí)現(xiàn)。試驗(yàn)表明,該校驗(yàn)方法確實(shí)可行。3基于VB 610主機(jī)通訊程序的設(shè)計(jì)VB 具

8、有面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法,友好的用戶界面,簡(jiǎn)單方便的串行通訊和實(shí)用性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),無需借用其它語言就可以開發(fā)出優(yōu)秀的控制系統(tǒng)通訊軟件。在運(yùn)用VB 開發(fā)軟件的過程中,為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程通訊的功能,我們利用了M scomm 通信端口控件。該控件屏蔽了通信過程中的底層操作,程序員應(yīng)用時(shí)只需設(shè)置監(jiān)視M scomm 控件的屬性和事件,即可完成串行口的初始化和數(shù)據(jù)的輸入輸出操作,輕而易舉的實(shí)現(xiàn)串行異步通訊。在VB 的環(huán)境下,開啟一個(gè)新的窗體,并向其加入一個(gè)通訊控件M scomm 1,四個(gè)命令按鈕,即握手按鈕cm dhandshak ing ,發(fā)送按鈕cm dsend ,接收按鈕cm 2dreceive 和退出按鈕cm d

9、exit 。I BM 2PC 機(jī)作為主機(jī)進(jìn)行通訊的流程圖如圖2。480C 31下位機(jī)通訊程序的設(shè)計(jì)80C 31通過中斷方式接收I BM 2PC 發(fā)送的握手信號(hào),并將采集到的數(shù)據(jù)送給主機(jī)。程序約定:T 1工作在方式2,S M OD =1,波特率為2400bite s ,計(jì)數(shù)常數(shù)f 3h ;串行口工作于方式1,允許接收。中斷服務(wù)子程序如圖3所示。初始化程序略。5結(jié)束語本文為某微波中繼站太陽能供電系統(tǒng)開發(fā)了一套以I BM 2PC 機(jī)為主機(jī),80C 31單片機(jī)為從機(jī)的遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),介紹了VB 610在該系統(tǒng)中的應(yīng)用。在開發(fā)過程中,我們大膽設(shè)計(jì)了一種較為簡(jiǎn)單可靠的校驗(yàn)方法。目前,我們已經(jīng)完成了實(shí)驗(yàn)室的調(diào)試工作,運(yùn)行特性良好。該技術(shù)為無人職守的光伏電站的數(shù)據(jù)采集和監(jiān)控提供了一條新途徑。參考文獻(xiàn)1張毅剛1M CS 251單片機(jī)應(yīng)用設(shè)計(jì)