太阳能光伏电站远程监控系统的设计

1、太阳能光伏电站远程监控系统的设计刘福才高秀伟牛海涛周传凌(燕山大学电气工程学院自动化系秦皇岛066004摘要根据太阳能光伏电站远程监控系统的组成和特点,利用R S 2485进行远程数据通讯,给出了用V isual Basic 6.0开发I BM 2PC 机和80C 31单片机之间远程串行通讯的设计方法,详细论述了VB 610在该系统中的应用以及软硬件的设计。关键词光伏电站远程监控VB 语言R S 2485总线串行通讯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 引言太阳能光伏电站可为微波中继站,电视转差台,森林防火系统等提供可靠的电源,在无电和缺电的地区,太阳能光伏电站还可作为独立电源或中心电站,解决当地居民的生活用电和中小型工业用电问题,因此有着广阔的前景。在光伏电站中,对其各种参数的检测十分重要。以往采用人工记录方式,常常出现错记、漏记等问题,而对于边远地区,更是无法实现对其各种参数的实时检测。计算机与通讯的紧密结合,大大推动了工业自动化的进程。人们坐在计算机前就可以实现对

5、远端设备的监测与管理。2光伏电站远程监控系统的组成某太阳能光伏电站远程监控系统主要由一台I BM 2PC 机作为上位机和一台80C 31单片机作为下位机两部分组成,如图1。远程监控中心可以对光伏系统进行遥测,遥控;80C 31单片机控制器可以现场监测和控制系统的各项工作参数,可以接受远端监控中心的查询,控制,并可以向中心上报工作状态。在该系统中,工作现场的80C 31控制器与控制室的I BM 2PC 机的安全可靠的数据传输是监测与控制光伏电站正常工作的基础,所以,限于篇幅,本文主要讨论远程数据通讯问题。图1太阳能光伏电站远程监控系统示意图通常PC 机都有R S 232串行通讯接口,但数据传输速

6、率低,通讯距离短,接口处信号容易产生串扰。R S 485通讯标准接口电路具有很强的抗控模干扰的能力。同时,R S 485为半双工,在某一时刻,一个发送,一个接收,可节省信号线,传输速率快,便于高速远距离传送。在此,我们采用M A X 488 489芯片,该芯片集成了一差分驱动器和一个差分接收器,在发送端,驱动器将T TL 电平信号转换成差分信号输出;在接收端,接收器差分接收,将差分信号变成T TL 电平。有关第23卷第3期增刊仪器仪表学报2002年6月M A X 488489芯片请参阅有关文献。图2PC 主机通讯流程图图3从机通讯流程图在本电路中,采用了两级光电隔离技术,保证了I BM 2PC

7、 机与传输电路及单片机与传输电路的信号隔离,使各种干扰信号不会进入计算机,保证其正常工作。在该系统中,80C 31单片机实时的对光伏电站的各种参数进行数据采集,主要包括蓄电池的温度,充电电压,充电电流以及光伏电站运行环境的光强,温度和风速6个参数。然后,单片机将采集到的数据首位和末位分别加上一个“A ”(以留校验备用。如采集到的数据为4618,单片机处理后为“A 4618A ”,并将其存入指定的单元。在数据传输的过程中,我们考虑到传输错误往往影响到所传数据的首位和末位,所以我们将数据的首位和末位作为校验码,由软件来实现。试验表明,该校验方法确实可行。3基于VB 610主机通讯程序的设计VB 具

8、有面向对象的设计方法,友好的用户界面,简单方便的串行通讯和实用性强等优点,无需借用其它语言就可以开发出优秀的控制系统通讯软件。在运用VB 开发软件的过程中,为实现远程通讯的功能,我们利用了M scomm 通信端口控件。该控件屏蔽了通信过程中的底层操作,程序员应用时只需设置监视M scomm 控件的属性和事件,即可完成串行口的初始化和数据的输入输出操作,轻而易举的实现串行异步通讯。在VB 的环境下,开启一个新的窗体,并向其加入一个通讯控件M scomm 1,四个命令按钮,即握手按钮cm dhandshak ing ,发送按钮cm dsend ,接收按钮cm 2dreceive 和退出按钮cm d

9、exit 。I BM 2PC 机作为主机进行通讯的流程图如图2。480C 31下位机通讯程序的设计80C 31通过中断方式接收I BM 2PC 发送的握手信号,并将采集到的数据送给主机。程序约定:T 1工作在方式2,S M OD =1,波特率为2400bite s ,计数常数f 3h ;串行口工作于方式1,允许接收。中断服务子程序如图3所示。初始化程序略。5结束语本文为某微波中继站太阳能供电系统开发了一套以I BM 2PC 机为主机,80C 31单片机为从机的远程监控系统,介绍了VB 610在该系统中的应用。在开发过程中,我们大胆设计了一种较为简单可靠的校验方法。目前,我们已经完成了实验室的调试工作,运行特性良好。该技术为无人职守的光伏电站的数据采集和监控提供了一条新途径。参考文献1张毅刚1M CS 251单片机应用设计