光伏直流監(jiān)控裝置的研究分析

【摘要】：本文研究了對太陽能發(fā)電站直流柜進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控的系統(tǒng)，介紹了監(jiān)控裝置研發(fā)的背景，目標(biāo)功能，技術(shù)指標(biāo)以及其對光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大意義，設(shè)計了一款能夠?qū)崟r監(jiān)測直流柜的電能信息，開關(guān)量信息并與遠(yuǎn)程控制中心進(jìn)行通信的監(jiān)控裝置。 監(jiān)控裝置采用了模塊化設(shè)計方法，以STM32F103微處理器為核心，將儀表電路劃分為基于FM24C16芯片的數(shù)據(jù)存儲模塊，通信模塊，采集模塊和LCD顯示模塊。16路電流電壓信號經(jīng)過74HC4051芯片將并行信息轉(zhuǎn)化成串行數(shù)據(jù)發(fā)送給微處理器。開關(guān)量信號經(jīng)過光耦隔離去抖動，直接掛接在微處理器上。比較存儲器優(yōu)缺點(diǎn)，選擇鐵電存儲器存儲系統(tǒng)的實(shí)時信息，包括電流，電壓，電能大小，開關(guān)量的狀態(tài)及系統(tǒng)工作的溫度等。STM32F103微處理器同時還將系統(tǒng)的實(shí)時信息發(fā)送至LCD模塊顯示。 利用altium designer09軟件設(shè)計電路，完成印制電路板。MDK RealView編寫微控制器與模塊進(jìn)行通信，處理所獲得信息的軟件。并綜合比較現(xiàn)場總線，選擇在微處理器與數(shù)據(jù)存儲模塊和采集模塊之間使用I2C總線通信，與遠(yuǎn)程中心之間使用RS485接口，Modbus-RTU通信協(xié)議傳輸數(shù)據(jù)。最終實(shí)現(xiàn)了光伏直流監(jiān)控裝置的設(shè)計。完成設(shè)計后，本文根據(jù)儀表的功能指標(biāo)，用U-link下載程序，在線仿真完成儀表的各項功能。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電 監(jiān)控終端 微處理器 系統(tǒng)擴(kuò)充 傳輸模式
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第一章 緒論9-13
• 1.1 研究背景及意義9
• 1.2 國內(nèi)外研究概況和發(fā)展趨勢9-11
• 1.3 本文研究對象11-13
• 第二章 光伏直流監(jiān)控裝置總體設(shè)計13-17
• 2.1 光伏直流監(jiān)控裝置的設(shè)計原則13-14
• 2.2 光伏直流監(jiān)控裝置的主要功能14-15
• 2.3 光伏直流監(jiān)控裝置的技術(shù)指標(biāo)15
• 2.4 系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境和工具15-17
• 第三章 光伏直流監(jiān)控裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計17-21
• 3.1 光伏直流監(jiān)控裝置的接線圖17-18
• 3.2 初始值設(shè)定18-19
• 3.3 設(shè)計框圖19-21
• 第四章 硬件設(shè)計21-33
• 4.1 引言21-22
• 4.2 輸入電路設(shè)計22-24
• 4.2.1 16 選 1 的模擬開關(guān)22-23
• 4.2.2 開關(guān)量的采集23-24
• 4.3 微控制器單元設(shè)計24-27
• 4.3.1 STM32F103 微控制器24-25
• 4.3.2 數(shù)據(jù)存儲模塊25-27
• 4.4 通信電路設(shè)計27-28
• 4.5 其他部分電路設(shè)計28-33
• 4.5.1 電源設(shè)計28-30
• 4.5.2 時鐘設(shè)計30-31
• 4.5.3 調(diào)試電路31-33
• 第五章 軟件設(shè)計33-45
• 5.1 嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)33-35
• 5.1.1 嵌入式操作系統(tǒng)的發(fā)展33
• 5.1.2 常用嵌入式操作系統(tǒng)概述33-34
• 5.1.3 嵌入式實(shí)時操作系統(tǒng)的選擇34-35
• 5.2 功能模塊的軟件設(shè)計35-45
• 5.2.1 軟件及軟件設(shè)計35-37
• 5.2.2 軟件整體結(jié)構(gòu)設(shè)計37-45
• 5.2.2.1 初始化模塊38-41
• 5.2.2.2 輸入模塊設(shè)計41-42
• 5.2.2.3 輸出模塊42-45
• 第六章 光伏直流監(jiān)控裝置的通信模式45-61
• 6.1 I2C 總線通信45-50
• 6.1.1 概述45
• 6.1.2 I2C 總線相關(guān)術(shù)語及傳輸規(guī)定45-47
• 6.1.3 數(shù)據(jù)傳輸過程47-50
• 6.2 RS485 總線通信50-61
• 6.2.1 485 串行接口標(biāo)準(zhǔn)50-52
• 6.2.2 Modbus 通信協(xié)議52-53
• 6.2.3 ModBus 協(xié)議的消息幀53-61
• 6.2.3.1 消息幀的功能碼53-58
• 6.2.3.2 CRC 檢測58-61
• 第七章 光伏直流監(jiān)控裝置的功能測試61-63
• 結(jié)束語63-65
• 致謝65-67
• 參考文獻(xiàn)67-70
• 碩士在讀期間的成果70-71

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