全自动跟踪太阳能发电设备的计算机测控系统.doc

全自动跟踪太阳能发电设备的计算机测控系统.txt-一人行,必会发情二人行,必会激情三人行,必有奸情就不会被珍惜。真实的女孩不完美，完美的女孩不真实。得之坦然，失之淡然，顺其自然，争其必然。 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。 ABSTRACTT 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 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 l CN 4321258 TN 计算机工程与科学 1999 年第 21 卷第 3 期 . V o l 21,N o. 3, 1999 ISSN 10072130X COM PU T ER EN G I EER I G & SC IEN CE N N 全自动跟踪太阳能发电设备的计算机测控系统 1引言 全自动跟踪太阳能发电设备根据地平坐标、 双轴跟踪原理, 采用光、 机、 电一体化 技术, 通过对太阳光强弱的检测, 实现对太阳的全自动跟踪, 并具有防风保护功能。 国 内现有的太阳能发电设备均为固定式, 如气囊式跟踪装置、 轨道式跟踪装置等, 这类设 备不能做到同步无偏差地跟踪太阳。 在相同条件下, 全自动跟踪式发电设备比固定式发 电设备的发电量提高 35% , 成本下降 25% , 可广泛应用于农业、牧业、电信、气象、地 震、 石油矿产、 国防等各领域中。 2设备工作原理及技术指标 A Com p u te r T e st 2and 2Co n t ro l Sy stem fo r A u tom a t ic T rack ing So la r Gene ra t ing Equ ipm en t 任家东刘永山何海涛刘中杰 Ren J iadong, L iu Y ongshan , He Ha itao a nd L iu Zhongj ie ( 燕山大学计算机与信息工程系) (D epartm en t of Com puter and Informa tion Eng ineer ing, Yan shan Un iversity) Address: D ep t. of Com p u ter & Info. Eng. , Yan shan U n iversity, Q inhuangdao, H ebei 066004, P. R. Ch ina. 设备由光敏探头检测太阳光强, 通过跟踪控制器, 采用模拟差压比较原理进行比较, 收稿日期: 1998 年 3 月 19 日; 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 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) 8063874 75 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 ; ; ; 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 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 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 S 76 ( 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 K7 5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 94 1444 ( 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) 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; ( 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 1