斯特林太陽能發(fā)電機(jī)主控系統(tǒng)之下位機(jī)研制

【摘要】：隨著世界經(jīng)濟(jì)與科技的持續(xù)發(fā)展，工業(yè)人口迅速增加，大量的能源消耗使得傳統(tǒng)化石能源逐漸枯竭，環(huán)境破壞也越來越嚴(yán)重，開發(fā)太陽能光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)成為解決世界能源問題的主要途徑。太陽能是一種清潔、無污染的新能源，它具有取之不盡、用之不竭、分布廣泛等優(yōu)點(diǎn)，在能源枯竭問題以及環(huán)境污染問題日益嚴(yán)重的今天，太陽能利用受到各國的重視。正是這些優(yōu)勢引導(dǎo)人們對太陽能光熱發(fā)電的不斷研究。太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)是業(yè)內(nèi)科學(xué)界廣泛研究的重點(diǎn)。 本文主要完成了斯特林太陽能發(fā)電機(jī)主控系統(tǒng)下位機(jī)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)。首先介紹了太陽能光熱發(fā)電技術(shù)的特點(diǎn)以及在全世界范圍內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀，重點(diǎn)介紹了碟式斯特林太陽能熱發(fā)電技術(shù)。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合發(fā)電機(jī)組工作現(xiàn)場的特點(diǎn)，對斯特林太陽能發(fā)電機(jī)主控系統(tǒng)下位機(jī)平臺的選擇、模塊的功能和構(gòu)成、模塊之間的通訊方式進(jìn)行了分析并提出了設(shè)計理念。然后，針對控制器各模塊的內(nèi)部功能電路進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)，包括數(shù)字I/O接口電路、模擬量輸入電路、測溫測壓電路、通信接口電路等，并完成了各模塊的軟件開發(fā)。 最后，完成了斯特林太陽能發(fā)電機(jī)主控系統(tǒng)下位機(jī)的各功能的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部調(diào)試，并到西安電站現(xiàn)場完成了現(xiàn)場調(diào)試。調(diào)試結(jié)果表明，本文設(shè)計的斯特林太陽能發(fā)電機(jī)主控系統(tǒng)下位機(jī)滿足現(xiàn)場發(fā)電機(jī)組的發(fā)電要求。 【關(guān)鍵詞】：斯特林發(fā)動機(jī) 太陽能光熱發(fā)電 嵌入式計算機(jī) MC9S12XS128MAL CAN總線
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-7
• 致謝7-13
• 第一章 緒論13-22
• 1.1 課題的背景和意義13-14
• 1.1.1 當(dāng)今我國及世界的能源現(xiàn)狀13-14
• 1.1.2 太陽能利用14
• 1.2 太陽能熱發(fā)電技術(shù)14-19
• 1.2.1 太陽能熱發(fā)電技術(shù)在可再生能源發(fā)電方面的優(yōu)勢14-15
• 1.2.2 當(dāng)前的太陽能發(fā)電概況15
• 1.2.3 太陽能熱發(fā)電的幾種主要方式15-19
• 1.3 碟式斯特林太陽能發(fā)電系統(tǒng)19-20
• 1.3.1 斯特林發(fā)動機(jī)19
• 1.3.2 碟式斯特林太陽能發(fā)電技術(shù)19
• 1.3.3 碟式斯特林太陽能發(fā)電技術(shù)在我國的發(fā)展19-20
• 1.4 課題的主要內(nèi)容及研究意義20-21
• 1.4.1 本課題研究內(nèi)容20-21
• 1.4.2 本課題研究意義21
• 1.5 本章小結(jié)21-22
• 第二章 斯特林太陽能發(fā)電機(jī)組主控系統(tǒng)介紹22-28
• 2.1 主控系統(tǒng)概述22
• 2.2 主控系統(tǒng)總體設(shè)計方案22-23
• 2.3 主控系統(tǒng)下位機(jī)功能分析23-27
• 2.3.1 主控系統(tǒng)的測控對象23-24
• 2.3.2 主控系統(tǒng)下位機(jī)的功能模塊介紹24-26
• 2.3.3 主控系統(tǒng)安全報警功能26-27
• 2.4 主控系統(tǒng)下位機(jī)的先進(jìn)設(shè)計理念27
• 2.5 本章小結(jié)27-28
• 第三章 主控系統(tǒng)下位機(jī)的設(shè)計28-48
• 3.1 主控系統(tǒng)下位機(jī)硬件平臺28-31
• 3.1.1 控制架構(gòu)簡介28-29
• 3.1.2 主控系統(tǒng)下位機(jī)核心控制單元29-31
• 3.2 主控系統(tǒng)下位機(jī)各功能模塊詳細(xì)設(shè)計方案31-47
• 3.2.1 基于 K 型熱電偶的溫度測量模塊32-35
• 3.2.2 壓力、溫度及振動參數(shù)測量模塊35-36
• 3.2.3 基于旋轉(zhuǎn)編碼器的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測量模塊36-37
• 3.2.4 電能參數(shù)測量模塊37-43
• 3.2.5 基于電磁繼電器的控制模塊43-44
• 3.2.6 通訊接口模塊44-47
• 3.3 本章小結(jié)47-48
• 第四章 主控系統(tǒng)下位機(jī)軟件開發(fā)48-60
• 4.1 主控系統(tǒng)下位機(jī)軟件開發(fā)環(huán)境48-49
• 4.2 程序開發(fā)49-59
• 4.2.1 AD7606 控制程序開發(fā)49-50
• 4.2.2 電能模塊控制程序50-51
• 4.2.3 測速程序51-52
• 4.2.4 CAN 通訊程序52-55
• 4.2.5 自動控制程序55-59
• 4.3 本章小結(jié)59-60
• 第五章 主控系統(tǒng)下位機(jī)測試及結(jié)果分析60-65
• 5.1 基于 AD7606 的相關(guān)功能模塊測試及結(jié)果分析60-62
• 5.1.1 基于 K 型熱電偶的溫度測量模塊的實(shí)驗(yàn)和結(jié)果60-61
• 5.1.2 基于 4-20mA 傳感器測量模塊的實(shí)驗(yàn)和結(jié)果61-62
• 5.2 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速測量功能測試及結(jié)果分析62-63
• 5.3 通訊測試及結(jié)果分析63-64
• 5.3.1 RS-485 通訊測試63
• 5.3.2 CAN 通訊測試63-64
• 5.4 本章小結(jié)64-65
• 第六章 全文總結(jié)65-66
• 參考文獻(xiàn)66-69
• 附錄 1 AD7606 控制程序69-74
• 附錄 2 電量模塊控制程序74-79
• 附錄 3 CAN 中斷接受程序79-80
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及科研工作80-81

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