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1、全自动跟踪太阳能发电设备的计算机测控系统全自动跟踪太阳能发电设备的计算机测控系统本文由 chz191 贡献pdf 文档可能在 WAP 端浏览体验不佳。建议您优先选择 TXT，或下载源文件到本机查看。摘 要 本文介绍了太阳能发电设备的工作原理及相关的技术指标, 着重讨论了计 算机测控系统的构成及实现的功能。 ABSTRACT T h is p ap er in t roduces the op era t ing p rincip le of the so la r genera t ing equ ipm en t and relevan t fea tu res, and em p ha t
2、 ica lly d iscu sses the o rgan iza t ion and the i p lem en ted funct ion s of a com p u ter test 2and 2con t ro l sy stem. m 关键词 自动跟踪, 太阳能发电, 数据采集, 实时控制。 KEY WO RD S au tom a t ic t rack ing, so la r genera t ing, da ta co llect ing, rea l2t i e m . con t ro lCN 4321258 TN 计算机工程与科学 1999 年第 21 卷第 3
3、 期 . V o l 21,N o. 3, 1999 ISSN 10072130X COM PU T ER EN G I EER I G 本文受“九五” 国家重点科技项目 ( 攻关) 计划 ( 编号: 962120242) , 河北省重大科 技攻关计划 ( 编号: 9529620721) 资助。 作者简介: 任家东, 男, 1967 年 2 月生, 博士生, 主要从事测控系统开发与数据库理论研究; 刘永山, 1963 年 8 月生, 硕士, 副教授, 主要从事测控系统的研究与开发; 何海涛, 1968 年 1 月生, 硕士生, 工程师, 主 要从事测控系统的研究与开发; 刘中杰, 1963 年
4、 3 月生, 本科, 工程师, 主要从事太阳能设备的研制与开发。 通讯地址: 066004 河北省秦皇岛市燕山大学计算机与信息工程系; T el: (0335) 806387475发出命令, 驱动机械部分转动。限位装置有东、西、上、下四个方位的极限限位功能, 跟 踪精度高、范围宽, 有自动返回功能。计算机测控系统实现了对充电电压、充电电流、跟 踪光强、 风速、电瓶温度等模拟量进行采集、 处理、 显示和打印, 根据各模拟量的瞬时 值, 实现防风放帆, 报警控制, 蓄电池的充电、 放电和分级控制等功能, 对设备统一监 控管理。 技术指标是: 跟踪精度011 水平最大转角270 垂直最大转角90 ;
5、 ; ; 抗风能力为 8 级; 发电标称功率为 3KW ; 直流输出电压为 117V ( 符合 110V 15% ) ; 交流输出电压为 238V ( 符合 220V 15% ) ; 逆变输出功率为 3KW ; AD 转换精度 为 01015% ( 1b it ) ; AD 转换分辨率为 12b it s。美国阿尔法公司的全自动跟踪太阳能发电设备的跟踪精度为 015 只能用在板式太 , 阳电池发电系统, 不能用在聚光太阳电池发电系统。我们研制的设备跟踪精度达到 011 , 可以用在聚光太阳电池发电系统。 计算机测控系统通过硬、 软件两级滤波提高了数据处 理精度, 该项目填补了国内空白。3 测控
6、系统的硬件结构测控系统的硬件结构如图 1 所示, 其主要硬件组成如下: ( 1 ) 监 控 计 算 机: 奔 腾 166 CPU ,16 B 内存, 211GB 硬盘。用于采集、处理 M数据, 并对发电设备实时控制。 ( 2) AD 转换及模拟量、 开关量输入输出: PCLD 780, PCL 812PG, 16 路单端通 图 1 测控系统硬件结构 道模拟量输入, 12b it s 分辨率, 30kH z 转换率, 01015% ( 1b it s) 精度, 程序方式、中断 方式、DM A 方式数据传送, 2 通道 16b it s 数字量输出。 ( 3) 继电器组: PCLD 785, 16
7、 单触点继电器。 ( 4) 传感器: KT 30A P , KV 50A P , P t100 等。 工作。该测控系统数据处理精度高, 采集速度快, 运行可靠, 适合在恶劣环境下长期连续4 测控系统处理的数据( 1) 模拟量 测控系统处理的模拟量如表 1 所示。其中, CH 0 CH 8 为 PCL 812PG 表 1 测控系统处理的模拟量中 16 单端模拟量输入通道的低 9 路通道, 分别输入 0 5V 的对应模拟量。 名 称 电瓶温度 环境温度 跟踪光强 固定光强 充电电压 充电电流 交流电压 交流电流 测 点 CH 0 CH 1 CH 2 CH 3 CH 4 CH 5 CH 6 CH 7
8、 输入范围 0 5V 0 5V 0 5V 0 5V 0 5V 0 5V 0 5V 0 5V 测点量程 - 50 + 50 - 50 + 50 0 1200 0 1200 0 330 0 30 0 330 0 30 2 2 单 位 V A V A W M W M风速 CH 8 0 5V 0 30 M S76( 2 ) 开关量 测控系统处理的开关量如表 2 所示。 其中, D 0 D 7 为 PCL 812PG 中 16b it s 数字量输出通道的低 8 位; K 0 K 7 为 PCLD 785 中低 8 路继电器。 表 2 测控系统处理的开关量 名 称 系统开关 温度报警 放帆保护 光电池开
9、关 1 光电池开关 2 光电池开关 3 光电池开关 4 电压超低 数据位 继电器D0 K0 D1 K1 D2 K2 D3 K3 D4 K4 D5 K5 D6 K6 D7 K75 测控系统程序结构及功能在 DO S 6122 环境下, 以 U CDO S 510 为中文平台, 利用 T u rbo C 210 工具开发了该 测控系统程序, 其结构如图 2 所示。 测控程序实现的功能如下: ( 1) 设置系统参数, 记入系统 参数文件。 根据所使用的蓄电池性 能设置越限温度, 当蓄电池温度超 过该设置值时, 闭合报警开关。 为 使蓄电池在低于最大充电电压的条 件下工作, 对四组光电池分别设置 过充
10、和回差电压值, 实现蓄电池充 放电分级控制。 设置越限风速值, 控 制防风放帆保护开关。设置交流电 压的低限值和断电值, 当输出交流 电压低于低限值时, 闭合电压超低 报警开关; 如果输出交流电压低于 断电值, 则断开供电系统开关。 ( 2) 采集、 处理并记录表 1 中 各模拟量的值, 计算用电量、 各时表 3 日报文件记录结构 日电量14刻功率值、 功率均值、 光强均值, 并 图 2 测控系统程序流程 将各种数据记入相应的文件中。 每隔五分钟对文件增加或刷新数据一次。 在进入和退出 测控系统时对各文件进行预处理和后处理。 测控系统工作时间为 6 18 小时, 需计算 144 个点的光强均值
11、和功率均值。 日报、 月报文件记录结构如表 3、 表 4 所示。表 4 月报文件记录结构 跟踪光 强均值1444变量 字节时间32瞬时值94变量 月电量 日期 字节14 12固定光 强均值1444功率 均值模拟量 均 值941444( 3) 显示设备行动参数及状态的瞬时值、各时刻功率均值以及日、月、年用电量累 计值。 ( 4) 打印某时刻设备运行参数及状态瞬时值表、 各时刻功率均值表以及日、 月、 年 用电量累计值。77( 5) 图示设备运行状态, 显示跟踪光强、 固定光强的动态曲线以及各时刻功率值动态曲线。 ( 6) 打印跟踪光强、 固定光强的动态曲线以及各时刻功率值的动态曲线。 ( 7)
12、显示某日设备运行参数、 各时刻功率均值以及日、 月、 年用电量累计值。 ( 8) 打印某日设备运行参数表、 各时刻功率均值表以及日、 月、 年用电量累计值。 ( 9) 显示某日设备在各时刻的跟踪光强、固定光强曲线、功率值曲线。显示某月、某 年设备跟踪光强、 固定光强均值曲线及功率均值曲线。 ( 10) 打印某日设备在各时刻的跟踪光强、 固定光强曲线、 功率值曲线。 打印某月、 某年设备跟踪光强、 固定光强均值曲线及功率均值曲线。6 结束语该测控软件在现场运行六个月, 结论如下: ( 1) 数据采集与处理及时、 准确, 数据精度在用户要求范围之内, 能够正确记录各 项数据, 并形成相应文件; (
13、 2) 设置系统参数功能执行正确, 根据现场相应数据的瞬时值能够正确、 及时地发 出相应的控制信号; ( 3) 设备运行参数和状态瞬时值等数据的显示和打印功能执行正确, 显示和打印的 数据与实测值相符; ( 4) 跟踪光强、 固定光强、 各时刻功率值动态曲线的显示和打印功能执行正确, 显 示、 打印的图形与实测值相符; ( 5) 处理历史数据子模块能正确地显示和打印某日、 某月、 某年的设备运行参数等 数据和跟踪光强、 固定光强均值等曲线; ( 6) 各功能切换灵活方便。 该系统于 1997 年 12 月 26 日通过河北省科委组织的鉴定。 我们认为全自动跟踪太阳 能发电设备的研制成功, 将对提高光电转换率、 改善人民生活条件、 保护自然环境起到 积极的推动作用。 参 考 文 献1 宋茂华. TU RBO C 2. 0 高级编程与剖析 成都: 成都科技大学出版社, 1994 . 2 常玉龙, 葛本年, 张再良. TU RBO C 2. 0 实用大全. 北京: 北京航空航天大学出版社, 1994 3 鲁沐浴. C 语言最新编程技巧 200 例. 北京: 电子工业出版社, 1995781
