基于RS485通信的光伏發(fā)電實(shí)時(shí)監測系統設計

RS485轉 RS232接口電路主要包括了電源、RS232電平轉換、Rs485電路3部分。本電路的RS232電平轉換電路采用了MAX232集成電路，RS485電路采用了MAX488集成電路。為使用方便，電源部分設計成無(wú)源方式，整個(gè)電路的供電直接從PC機的RS232接口中的DTR(4腳)和RTS(7腳)獲取。PC串口每根線(xiàn)可以提供大約9 mA的電流，因此2根線(xiàn)提供的電流足夠滿(mǎn)足這個(gè)電路的使用要求。使用本電路需注意PC程序必須使串口的DTR和RTS輸出高電平，經(jīng)過(guò)D3穩壓后得到VCC，經(jīng)過(guò)實(shí)際測試，VCC電壓大約在4．7 V左右。其電路圖如圖4所示。

3 軟件設計

3．1 單片機程序設計

下位機程序完成A/D轉換和通信收發(fā)的功能，串口接收采用中斷方式．為方便上位機識別數據以及減少錯誤率，發(fā)送時(shí)加上前后校驗碼。照度、溫度、電壓、電流4類(lèi)數據分別采用不同的前后校驗碼。在主程序中，A/D轉換完成后，將數據處理后并儲存，緊接著(zhù)查看上位機發(fā)送回來(lái)的信息，將指定類(lèi)型數據發(fā)送給上位機。

3．2 上位機程序設計

上位機主要是完成3項任務(wù)：與下位機的通信；將下位機發(fā)送回來(lái)的數據進(jìn)行處理及存儲：設計一個(gè)顯示界面。把數據變化情況以圖表形式顯示出來(lái)。

程序采用LabVIEW軟件平臺進(jìn)行編寫(xiě)，LabVIEW是當下最流行的圖形化編程開(kāi)發(fā)軟件，利用它可以大量使用圖表、菜單、圖形等可視化工具，使系統具有豐富、靈活的畫(huà)面和圖表顯示功能。

LabVIEW通過(guò)VISA與串行接口儀器通信。VISA是應用于儀器編程的標準I/O應用程序接口(API)，它本身并不具有儀器編程能力，而是為用戶(hù)提供了一套獨立的可方便調用的標準I/O底層函數。利用hbVIEW中的VISA函數，可實(shí)現上位機與單片機之間的通信。通過(guò)LabVIEW平臺內豐富的底層函數，可進(jìn)行高速精確的數據處理。其設計分為前面板和后面板，前面板為可視化的用戶(hù)界面，而后面板就是支撐系統運行的程序，并且采用圖形化的編程，數據的傳輸通過(guò)各函數之間的連線(xiàn)實(shí)現。

在前面板設立5個(gè)波形圖表控件，分別用于顯示照度、溫度、電流、電壓、功率5類(lèi)數據信息的實(shí)時(shí)變化情況，若干數值顯示控件用于顯示各數據的平均值及發(fā)電量總值。

后面板串口通信利用LabVIEW中的VISA配置串口函數、VISA寫(xiě)入函數、VISA讀取函數可完成對串口的配置及串口收發(fā)。VISA關(guān)閉函數用于關(guān)閉VISA資源名稱(chēng)指定的串口會(huì )話(huà)句柄或事件對象。是一個(gè)串口接收和發(fā)送的子VI，上位機可以向單片機發(fā)送命令及接受單片機發(fā)送回來(lái)的 數據。

主程序采用平鋪式順序結構，先利用子VI生成5個(gè)電子表格文件以保存當天的數據，然后在循環(huán)結構下，調用串口收發(fā)子VI為每類(lèi)數據分別發(fā)送獲取指令，讓下位機把相應數據發(fā)送過(guò)來(lái)。接收數據后，比對前后校驗碼，若有誤則重新發(fā)送，若正確則獲取數據碼進(jìn)行數據處理。數據處理包括將數據還原、存人相應表格文件以及送人波形圖表控件進(jìn)行顯示。

此外。設計子VI從各電子表格文件中獲取儲存的累計數據．則可計算各類(lèi)數據的平均值以及總發(fā)電量，便可得到光伏發(fā)電系統的發(fā)電信息。在LabVIEW中可自行設立用戶(hù)菜單，程序運行時(shí)操作用戶(hù)菜單，可方便用戶(hù)設置串VI參數及查看歷史數據。

4 結語(yǔ)

經(jīng)系統實(shí)際運行測試。系統可穩定地監測到各類(lèi)參數的變化情況。各類(lèi)參數的平均值和總發(fā)電量通過(guò)儲存的累計數據得到，并通過(guò)控件顯示。整個(gè)系統可完成數據的采集、處理、儲存、統計、顯示等功能，實(shí)現對光伏發(fā)電系統的監測目的。將系統運用到光伏發(fā)電領(lǐng)域中，能夠供電站工作人員實(shí)時(shí)了解電站的環(huán)境情況及發(fā)電信息，還可對歷史數據進(jìn)行統計分析。通過(guò)監測界面能夠及時(shí)有效地發(fā)現電站運行故障。以實(shí)現系統檢修及有針對性地進(jìn)行維護，提高光伏運行效率。