1、太陽能光伏電站遠程監控系統的設計劉福才高秀偉牛海濤周傳凌(燕山大學電氣工程學院自動化系秦皇島066004摘要根據太陽能光伏電站遠程監控系統的組成和特點,利用R S 2485進行遠程數據通訊,給出了用V isual Basic 6.0開發I BM 2PC 機和80C 31單片機之間遠程串行通訊的設計方法,詳細論述了VB 610在該系統中的應用以及軟硬件的設計。關鍵詞光伏電站遠程監控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 Key words Pho 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,電視轉差臺,森林防火系統等提供可靠

3、的電源,在無電和缺電的地區,太陽能光伏電站還可作為獨立電源或中心電站,解決當地居民的生活用電和中小型工業用電問題,因此有著廣闊的前景。在光伏電站中,對其各種參數的檢測十分重要。以往采用人工記錄方式,常常出現錯記、漏記等問題,而對于邊遠地區,更是無法實現對其各種參數的實時檢測。計算機與通訊的緊密結合,大大推動了工業自動化的進程。人們坐在計算機前就可以實現對遠端設備的監測與管理。2光伏電站遠程監控系統的組成某太陽能光伏電站遠程監控系統主要由一臺I BM 2PC 機作為上位機和一臺80C 31單片機作為下位機兩部分組成,如圖1。遠程監控中心可以對光伏系統進行遙測,遙控;80C 31單片機控制器可以現

4、場監測和控制系統的各項工作參數,可以接受遠端監控中心的查詢,控制,并可以向中心上報工作狀態。在該系統中,工作現場的80C 31控制器與控制室的I BM 2PC 機的安全可靠的數據傳輸是監測與控制光伏電站正常工作的基礎,所以,限于篇幅,本文主要討論遠程數據通訊問題。圖1太陽能光伏電站遠程監控系統示意圖通常PC 機都有R S 232串行通訊接口,但數據傳輸速率低,通訊距離短,接口處信號容易產生串擾。R S 485通訊標準接口電路具有很強的抗控模干擾的能力。同時,R S 485為半雙工,在某一時刻,一個發送,一個接收,可節省信號線,傳輸速率快,便于高速遠距離傳送。在此,我們采用M A X 488 4

5、89芯片,該芯片集成了一差分驅動器和一個差分接收器,在發送端,驅動器將T TL 電平信號轉換成差分信號輸出;在接收端,接收器差分接收,將差分信號變成T TL 電平。有關第23卷第3期增刊儀器儀表學報2002年6月M A X 488489芯片請參閱有關文獻。圖2PC 主機通訊流程圖圖3從機通訊流程圖在本電路中,采用了兩級光電隔離技術,保證了I BM 2PC 機與傳輸電路及單片機與傳輸電路的信號隔離,使各種干擾信號不會進入計算機,保證其正常工作。在該系統中,80C 31單片機實時的對光伏電站的各種參數進行數據采集,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行環境的光強,溫度和風速6個參

6、數。然后,單片機將采集到的數據首位和末位分別加上一個“A ”(以留校驗備用。如采集到的數據為4618,單片機處理后為“A 4618A ”,并將其存入指定的單元。在數據傳輸的過程中,我們考慮到傳輸錯誤往往影響到所傳數據的首位和末位,所以我們將數據的首位和末位作為校驗碼,由軟件來實現。試驗表明,該校驗方法確實可行。3基于VB 610主機通訊程序的設計VB 具有面向對象的設計方法,友好的用戶界面,簡單方便的串行通訊和實用性強等優點,無需借用其它語言就可以開發出優秀的控制系統通訊軟件。在運用VB 開發軟件的過程中,為實現遠程通訊的功能,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

7、層操作,程序員應用時只需設置監視M scomm 控件的屬性和事件,即可完成串行口的初始化和數據的輸入輸出操作,輕而易舉的實現串行異步通訊。在VB 的環境下,開啟一個新的窗體,并向其加入一個通訊控件M scomm 1,四個命令按鈕,即握手按鈕cm dhandshak ing ,發送按鈕cm dsend ,接收按鈕cm 2dreceive 和退出按鈕cm dexit 。I BM 2PC 機作為主機進行通訊的流程圖如圖2。480C 31下位機通訊程序的設計80C 31通過中斷方式接收I BM 2PC 發送的握手信號,并將采集到的數據送給主機。程序約定:T 1工作在方式2,S M OD =1,波特率為2400bite s ,計數常數f 3h ;串行口工作于方式1,允許接收。中斷服務子程序如圖3所示。初始化程序略。5結束語本文為某微波中繼站太陽能供電系統開發了一套以I BM 2PC 機為主機,80C 31單片機為從機的遠程監控系統,介紹了VB 610在該系統中的應用。在開發過程中,我們大膽設計了一種較為簡單可靠的校驗方法。目前,我們已經完成了實驗室的調試工作,運行特性良好。該技術為無人職守的光伏電站的數據采集和監控提供了一條新途徑。參考文獻1張毅剛1M CS 251單片機應用設計M 1哈爾濱:哈爾濱工業大學出版社,199