快捷搜索:  test  www.ymwears.cn  xxx  test and 1=2  as

基于工控机和PCI总线实现全自动跟踪控制系统的设计

1、小序

能源是人类面临经济成长和情况掩护平衡必要办理的最根本最紧张的问题。太阳能是一种极为富厚的洁净能源,同时平日最普遍且最方便应用的是电能。因而太阳能光伏发电是最有利用前景的太阳能使用要领。今朝,光伏发电的资源太高,天下各国正在积极改进电池制造工艺。采纳新技巧以前进转换效率,低落光伏发电的资源。全自动跟踪太阳发电设备从节制技巧启程,采纳新的光伏发电装配技巧,与固定式比拟发电能力前进35%,资源下降25%。

全自动跟踪节制是节制器的核心义务。本文设计的这套节制装配因此工控谋略机作为检测与节制的核心,使用其PCI总线插槽、插入采集卡和I/O卡,实现巡回检测多路模拟旌旗灯号以及开关旌旗灯号,可对检测旌旗灯号进行采集、显示、查询、图形图像处置惩罚、打印输出,并且具有自校准、自诊断和自测试功能,同时可以根据测试的结果进行自动节制,形成智能化节制器。

2、全自动跟踪节制器硬件设计

2.1 硬件布局的基础组成

全自动跟踪太阳光伏发电节制器主要由各类传感器、转换电路、A/D采集卡、工控谋略机、I/O卡、履行元件等组成。其硬件布局图如图1所示。

各类传感器检测到的参数旌旗灯号经由过程转换电路,转换成标准的1 V~5 V电旌旗灯号,传输到模-数(A/D) 采集卡,将采集的各参数旌旗灯号转换为谋略机可以处置惩罚的数字量,然后谋略机对这些颠末离散并量化的数字旌旗灯号进行监测与处置惩罚,并经由过程输入/输出卡(I/O)输出节制旌旗灯号,以节制履行元件的接通或断开。使用人机界面的系统监控软件。设置系统运行要领,选择节制算法,显示实时和历史的数据与图表、阐发、保存、报警、打印、发送敕令节制系统运行等功能。

2.2 传感器的选择和模拟输入电路设计

该装配可检测14路系统参数,分手是光伏阵列的输出电压/电流、跟踪光强、情况光强、蓄电池充电电流/电压、逆变器的输出交流电流、交流电压、情况温度、蓄电池温度、光伏阵列温度、太阳方位角、高度角和风速。

电流检测是采纳北京中新康达电子有限公司临盆的电传布感器CHT50A-S实现的。该电流互感器的主要传感器件是霍尔元件,采纳磁平衡道理。检测精度高,线性度好,而且检测电路与被检测电路完全隔离。但电流互感器实际上是电流一电流变换器,即将被测电流转换为0 mA~50 mA标准电流,并以电流源要领输出,为了得到可供A/D采集卡采集的电压旌旗灯号,还必须外加电压取样电路,将电流旌旗灯号改变成电压旌旗灯号。其检测电路道理如图2所示。

电压检测是采纳北京中新康达电子有限公司临盆电压传感器HT500VI实现的。该电压传感器使用霍尔元件,采纳磁补偿道理,大年夜功率电阻把电压输入变换为电压传感器的0 mA~10 mA标准输入电流,并以电流源要领输出,为了得到可供A/D采集卡采集的电压旌旗灯号,还必须外加电压取样电路,将电流旌旗灯号改变成电压旌旗灯号。检测电路道理如图2所示。

情况温度检测是采纳AD590温度传感器实现的,它具有较高的精度和重复性,相对付热敏电阻精度有所前进,且检测温度范围为:-55℃~+155℃。检测电瓶温度和光伏阵列温度采纳PT100铂电阻。为了得到A/D采集卡采集的电压旌旗灯号,还必须外加电压取样电路。取样电路采纳高阻抗同相放大年夜器。检测电路道理如图3所示。

太阳光强和太阳能电池组件外面光强的检测异常紧张,是系统太阳能电池组件机能和聚光发电效率的一个紧张参数。在太阳光的照射下,因为太阳电池的输出短路电流与太阳辐照度成正比,故拔取一块经标准光强标定好的光电池作为光强传感器,只要测出其输出短路电流和外面温度即可推算出当时其外面所受的辐射光强。检测电路道理如图4所示。

风速检测是采纳长春景象仪钻研所临盆的FC-1型风速风向传感器。风杯风速仪是用风杯扭转架作为感应元件,一个多齿转盘和光电断器用来将转子速率转换为与风速成正比的频率电旌旗灯号,为了得到A/D采集卡采集的电压旌旗灯号,还必须外加电压取样电路。将电频率旌旗灯号改变成电压旌旗灯号。把频率旌旗灯号送入频率/电压转换器中,颠末取样电路,就可以获得与风速成正比的标准电压旌旗灯号。其检测电路道理如图5所示。

太阳能电池阵列角度检测是采纳北京天海科科技公司DWQ-360-BZ-V型角度传感器实现的,该传感用具有分辨率高、温度稳定性好等凸起优点。

2.3 自动跟踪太阳与蓄电池充放电节制

太阳位置的变更会引起照射在平面镜镜面光强的变更,要使平面镜接管到最大年夜的光强,应使镜面与太阳毫光照射垂直,是以必须使平面镜跟踪太阳。太阳位置由高度角和方位角确定,可使用两个步进电机驱动平面镜作两轴运动,达到跟踪太阳的目的。在高度角和方位角跟踪时分手使用两只2CU型光电二极管作为太阳位置的敏感元件。4只光电二极管安装在同一个半球形的传感器壳内。每对二极管被中距离板隔开,对称地放在隔板两侧。传感器俯视布局如图6(a)所示。当镜面对准太阳时,太阳光平行于隔板,两只二极管的感光量相等,输出电压相同。当太阳光略有偏移时,隔板的阴影落在此中一只二极管上,使两只二极管的感光量不等,输出电压也不相等。根据输出电压确定步进电机的转向,节制相关的继电器动作,接通步进电机使其迁移转变。当转到太阳光从新平行于隔板时,两只二极管输出相同电压,继电器断开,电机停转。光电二极管旌旗灯号放大年夜电路如图6(b)所示。

蓄电池作为光伏发电系统的紧张元件,延长其应用寿命是关键问题。蓄电池在充电历程中过量充电或是在放电历程中过量放电都邑对蓄电池的机能造成不良影响,以是采纳谋略机实时检测蓄电池的端电压,根据充放电要求,节制充放电电子开关的导通和截止,从而延长蓄电池的应用寿命。确保系统的正常运行。蓄电池放电即负载用电可以采纳两点节制要领,当蓄电池电压下降到必然值时报警,提醒事情职员节约用电,削减负荷;当电压下降到更低的下限值时,系统堵截负载,从而防止蓄电池过放电造成的毁坏。

为了前进系统运行的靠得住性,还设有自动防风保护功能,当风力达到8级以上时,经由过程风速传感器检测到风速报警旌旗灯号后,由谋略机系统的继电器输出放翻节制动作,使太阳能电池组件和多平面镜阵快速收平,当风力降下来时,延迟10分钟,解除防风状态,规复平面镜阵的跟踪历程。

此系统还设有夜晚自动恢回覆再肇始排放状态功能,当系统采集的实时情况光强和及韶光阴都小于设定的最小经济发电光强和黄昏光阴时,平面镜阵规复到原始位置,等待第二天的运行。

2.4 采集卡与I/O卡的选择

数据采集选用中泰研创科技有限公司临盆的PC-6330模拟量输入采集卡,单端16路12位A/D转换输入和PS-003通用接线端子板共同应用完成现场数据采集与处置惩罚;开关量输出输入输出采纳PC-6408光隔脱离关量输入输出接口卡,DI为16路,DO也为16路,与PS-002继电器板共同应用完成现场旌旗灯号输出节制。

3、 全自动跟踪节制器的软件设计

系统运行流程图如图7所示。本软件设计采纳Windows操作系统作为事情平台,以采集卡和I/O卡的驱动法度榜样作为编程说话,主要包括主法度榜样、采集数据子法度榜样、监控子法度榜样、跟踪子 法度榜样、蓄电池充放电子法度榜样等。此系统中数据采集量伟大年夜,数据的处置惩罚要求高,跟着光阴的推移,数据的统计、保存、查询都邑变的加倍繁杂。是以,必须采纳先辈的数据库治理技巧。系统采纳Visual Basic6.0软件平台。

4 、停止语

光伏发电系统输出电压为75 V,功率为3 kW。只要对节制器的部分软硬件作适当的篡改,即可适用于更大年夜或更小容量的光伏系统。

该节制器是集光、机、电于一体的多功能智能节制器,系统颠末长光阴的实验模拟运行,具有精度高、操作方便、运行稳定等特征,前进了太阳能发电设备的使用率,大年夜幅度低落了太阳能发电的资源。

责任编辑:gt

您可能还会对下面的文章感兴趣: