基于組態(tài)軟件的直流微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

張帆

摘 要

直流微電網(wǎng)在電網(wǎng)系統(tǒng)中是一種新興的電網(wǎng)系統(tǒng)。它的功能強(qiáng)大，優(yōu)點(diǎn)明顯。具有的特點(diǎn)是：變換環(huán)節(jié)少、控制容易、對(duì)分布式電源具有極強(qiáng)的接入優(yōu)勢(shì)；你傳統(tǒng)電網(wǎng)在節(jié)能減排、穩(wěn)定性和靈活性上功能都有所增強(qiáng)。隨著電力電子技術(shù)的快速發(fā)展，直流電網(wǎng)的發(fā)展也取得了不錯(cuò)的成績(jī)。而直流電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)則是其中的一個(gè)非常重要的組成部分，體系化的監(jiān)控對(duì)直流電網(wǎng)監(jiān)控來(lái)說(shuō)可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)性。

【關(guān)鍵詞】直流 微電網(wǎng) 監(jiān)控

1 相關(guān)概念

微電網(wǎng)顧名思義，它是一個(gè)比較小型的發(fā)配電體系，直流電網(wǎng)以直流電力傳輸?shù)姆绞酵ㄟ^(guò)微電網(wǎng)。它的應(yīng)用可以在光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電等新能源的關(guān)鍵技術(shù)上。

由于其有CAN的控制器裝置，使得PCI-1680U具有以下兩個(gè)方面的功能：差錯(cuò)上報(bào)功能；提供總線仲裁功能。且它在檢測(cè)時(shí)可以自動(dòng)發(fā)送錯(cuò)誤數(shù)據(jù)，這就使得其傳輸數(shù)據(jù)時(shí)失真的可能性降低，能有效地確保系統(tǒng)的安全性。

2 基于組態(tài)軟件的直流微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 I/O設(shè)備組態(tài)

在ForceControl中，I/O設(shè)備是不可缺失的設(shè)備，它能為監(jiān)控組態(tài)軟件之間提供交換數(shù)據(jù)的功能。它的組成部分包括以下幾項(xiàng)：智能儀表、PLC、只能模塊等等。這些設(shè)備一般是以串口或者以太網(wǎng)的方式交換數(shù)據(jù)。I/O設(shè)備的定義，能夠有效地確保直流微電網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽俊?/p>

本次設(shè)計(jì)需要的板卡是研華PCI-1680U板卡，用它來(lái)進(jìn)行通信連接。導(dǎo)航欄為力控的工程項(xiàng)目，具體操作步驟如下：當(dāng)出現(xiàn)IoManager對(duì)話框時(shí)就雙擊“板卡”展開(kāi)內(nèi)容項(xiàng)，此時(shí)點(diǎn)擊“ADVANTECH（研華）”，這時(shí)就會(huì)出現(xiàn)關(guān)于不同版本的板卡，此時(shí)選擇雙擊選擇研華全系列板卡，就會(huì)彈出設(shè)備框如圖1所示。

此時(shí)需要做的就是輸入比8小的設(shè)備名稱，按照提示，不斷點(diǎn)擊“下一步”就行，這時(shí)應(yīng)該注意配置過(guò)程步驟的正確性如圖2所示的對(duì)話框。

此時(shí)如果選擇的是AI通道的設(shè)備，那么根據(jù)說(shuō)明書(shū)我們可以確定其可配的輸入范圍。這里的可配置的輸入范圍是可以改變的。這兒也提供了能查看其他設(shè)備的信息通道。單擊“完成”按鈕后，板卡設(shè)置就算建立成功了。這是需要關(guān)閉環(huán)境配置，回到Draw環(huán)境中。

2.2 數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)

數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)就是對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)形態(tài)的重新整合，必須對(duì)微電網(wǎng)的工作流程進(jìn)行仔細(xì)分析，選出可檢測(cè)點(diǎn)進(jìn)行排列。

依據(jù)上表進(jìn)行的一些數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)進(jìn)行轉(zhuǎn)換后能成為變量，變量可根據(jù)具體應(yīng)用情況轉(zhuǎn)換為各種需求變量，如：中間變量、臨時(shí)變量等。其中中間變量的設(shè)定，可以直接應(yīng)用在整個(gè)程序當(dāng)中，也能被任意窗口調(diào)用。去過(guò)作為臨時(shí)變量，就不會(huì)保存自己的數(shù)據(jù)，因?yàn)闆](méi)有數(shù)據(jù)源，并且保存要全局引用的計(jì)算保存臨時(shí)結(jié)果，而不能保存歷史趨勢(shì)。

當(dāng)數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)完成后，此時(shí)就需要建立一個(gè)名為“Simulate”和一個(gè)“百特儀表，它能幫助他更好的實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)處理。具體完成操作如下：

需要設(shè)置寄存器的地址為0x0000，這個(gè)地址是唯一的，它不像其他類型寄存器一樣，這樣做可以很好地做到避免數(shù)據(jù)地址重復(fù)。最小值和最大值的設(shè)置范圍在0-40cm之間，這個(gè)時(shí)間數(shù)值應(yīng)該根據(jù)具體水位信號(hào)來(lái)確定。當(dāng)所有的配置完后，就點(diǎn)擊“確認(rèn)”按鈕完成設(shè)。此時(shí)證明連接信息正確就需要“紅色勾好”來(lái)顯示信號(hào)連接正確。

其中，對(duì)于需要配置的點(diǎn)來(lái)說(shuō)，要定期的保存數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)和對(duì)更新后的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，這里選擇以變化率為1.00%的精度進(jìn)行數(shù)據(jù)變化保存，單擊確定后可以看出點(diǎn)LT101的PV值已經(jīng)建立了歷史數(shù)據(jù)連接。依此法建立其他點(diǎn)的歷史參數(shù)。

2.3 監(jiān)控系統(tǒng)的畫(huà)面組態(tài)

當(dāng)完成I/O設(shè)備連接舌數(shù)據(jù)庫(kù)組態(tài)后，就需要回到開(kāi)發(fā)環(huán)境Draw中來(lái)，對(duì)畫(huà)面的組態(tài)進(jìn)行調(diào)控。其中在監(jiān)控組態(tài)軟件中，有一些畫(huà)面是必不可少的：藝流程圖、趨勢(shì)曲線、報(bào)表、報(bào)警等，對(duì)這些進(jìn)行組態(tài)，可以實(shí)現(xiàn)畫(huà)面監(jiān)控的完整性。

其中在進(jìn)行畫(huà)面組態(tài)前，orceControl開(kāi)發(fā)環(huán)境Draw中關(guān)于圖形對(duì)象的一些基本概念必須熟悉。因?yàn)楦拍钔鶗?huì)使得許多細(xì)節(jié)中都會(huì)用到，合理正確的使用，能對(duì)畫(huà)面監(jiān)控起到很好地作用。進(jìn)行工程開(kāi)發(fā)畫(huà)面組態(tài)流程如下：

在開(kāi)發(fā)系統(tǒng)窗口Draw中，雙擊窗口項(xiàng)，就會(huì)立刻彈出對(duì)話框，這時(shí)需要手中建立名為“工程界面”的窗口，各種屬性都是默認(rèn)屬性狀態(tài)。其中背景顏色可以自己設(shè)定。當(dāng)這些設(shè)置保存后在“工程項(xiàng)目”樹(shù)形菜單“窗口”下拉菜單顯示新建窗口名，并將圖形繪畫(huà)開(kāi)發(fā)窗口呈現(xiàn)給用戶，在此開(kāi)始進(jìn)行畫(huà)面組態(tài)。

當(dāng)所有需要的圖元具備后，就將之前設(shè)計(jì)好的流程圖“搭建組裝”起來(lái)，對(duì)其中細(xì)微處潤(rùn)色，使監(jiān)控畫(huà)面更加具有工藝性。其中，在畫(huà)面組態(tài)區(qū)域中能出現(xiàn)的對(duì)象，可以根據(jù)實(shí)際需要修改屬性，以獲得我們想要的效果。

其中，可以通過(guò)選擇“工程項(xiàng)目”工具欄查，點(diǎn)擊“窗口”將其展開(kāi)后，選擇窗口，展開(kāi)就能顯示對(duì)象和命名情況。這對(duì)于要對(duì)對(duì)象進(jìn)行操作時(shí)很有用，例如對(duì)趨勢(shì)曲線的操作。

3 總結(jié)

基于組態(tài)軟件的直流微電網(wǎng)監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，雖然目前國(guó)內(nèi)對(duì)于微電網(wǎng)的研究已經(jīng)取得了一些階段性的進(jìn)展，但是我國(guó)的研究能力在與歐美日等擁有龐大研究團(tuán)隊(duì)的地區(qū)相比較之下，就相形見(jiàn)絀了。因此，微電網(wǎng)監(jiān)控技術(shù)的發(fā)展與先進(jìn)的電力電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)控制技術(shù)及通信技術(shù)緊密相關(guān)。為了滿足微電網(wǎng)研究的各種要求，更先進(jìn)、更優(yōu)越的電力電子技術(shù)的研究亟待出現(xiàn)，電力電子設(shè)備也需不斷地更新面世。

參考文獻(xiàn)

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