光伏直流监控装置的研究分析

摘要

本文研究了对太阳能发电站直流柜进行实时监控的系统,介绍了监控装置研发的背景,目标功能,技术指标以及其对光伏产业发展的重大意义,设计了一款能够实时监测直流柜的电能信息,开关量信息并与远程控制中心进行通信的监控装置。
　　监控装置采用了模块化设计方法,以STM32F103微处理器为核心,将仪表电路划分为基于FM24C16芯片的数据存储模块,通信模块,采集模块和LCD显示模块。16路电流电压信号经过74HC4051芯片将并行信息转化成串行数据发送给微处理器。开关量信号经过光耦隔离去抖动,直接挂接在微处理器上。比较存储器优缺点,选择铁电存储器存储系统的实时信息,包括电流,电压,电能大小,开关量的状态及系统工作的温度等。STM32F103微处理器同时还将系统的实时信息发送至LCD模块显示。
　　利用altium designer09软件设计电路,完成印制电路板。MDK RealView编写微控制器与模块进行通信,处理所获得信息的软件。并综合比较现场总线,选择在微处理器与数据存储模块和采集模块之间使用 I2C总线通信,与远程中心之间使用 RS485接口,Modbus-RTU通信协议传输数据。最终实现了光伏直流监控装置的设计。完成设计后,本文根据仪表的功能指标,用 U-link下载程序,在线仿真完成仪表的各项功能。

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第一章 绪论

1.1研究背景及意义

1.2国内外研究概况和发展趋势

1.3本文研究对象

第二章 光伏直流监控装置总体设计

2.1光伏直流监控装置的设计原则

2.2光伏直流监控装置的主要功能

2.3光伏直流监控装置的技术指标

2.4系统的开发环境和工具

第三章 光伏直流监控装置的结构设计

3.1光伏直流监控装置的接线图

3.2初始值设定

3.3设计框图

第四章 硬件设计

4.1引言

4.2输入电路设计

4.3微控制器单元设计

4.4通信电路设计

4.5其他部分电路设计

第五章 软件设计

5.1嵌入式实时操作系统

5.2功能模块的软件设计

第六章 光伏直流监控装置的通信模式

6.1 I2C总线通信

6.2 RS485总线通信

第七章 光伏直流监控装置的功能测试

结 束 语

参考文献

硕士在读期间的成果