LabVIEW為光伏設(shè)備快速開發(fā)監(jiān)測系統(tǒng)LabVIEW為光伏設(shè)備快速開發(fā)監(jiān)測系統(tǒng)

光伏系統(tǒng)測量儀器

整套設(shè)備的核心是NI PXI-8184實(shí)時(shí)控制器，它提供了數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能、有著*的系統(tǒng)可靠性、緊湊性、堅(jiān)固性和方便的可配置性。軟件的開發(fā)是基于LabVIEW和LabVIEW實(shí)時(shí)模塊進(jìn)行的。PV測量與監(jiān)測系統(tǒng)如圖1所示。

開發(fā)Modbus串行通信功能

天氣監(jiān)測系統(tǒng)由七個(gè)測量參數(shù)組成，包括太陽輻照度、散射太陽輻照度、溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向和降雨量。光伏監(jiān)測系統(tǒng)的測量參數(shù)包含直流電壓、直流電流和面板溫度。交流電源和功率發(fā)生使用電子功率計(jì)采集。此外，總共有22個(gè)測量數(shù)據(jù)點(diǎn)是從測量儀器和五個(gè)電子功率計(jì)采集的，總計(jì) 23個(gè)測量值。為了能夠處理多種測量數(shù)據(jù)，并且zui小化設(shè)備和PXI控制器之間的連線，我們使用串行接口。

團(tuán)隊(duì)使用Modbus遠(yuǎn)程終端單元（RTU），它是開放式的串行（RS232或RS485）協(xié)議，提供通過網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備之間的主/從通信。它使用簡單、可靠、成本低，并且能夠交換二進(jìn)制格式的數(shù)據(jù)，從而提高了吞吐量。但是，每個(gè)Modubs設(shè)備制造商都用不同的函數(shù)代碼、數(shù)據(jù)格式和循環(huán)冗余驗(yàn)證（CRC）代碼實(shí)現(xiàn)這個(gè)協(xié)議。因此，開發(fā)Modbus驅(qū)動(dòng)程序從而允許用戶根據(jù)不同制造商的要求修改協(xié)議的實(shí)現(xiàn)是必要的。

由于LabVIEW提供了虛擬儀器軟件架構(gòu)（VISA）串行函數(shù)，因此設(shè)計(jì)程序在這些設(shè)備之間進(jìn)行通信是簡單的。此外，由于提供了數(shù)據(jù)操作函數(shù)，例如分割數(shù)字、帶進(jìn)位右移、交換字節(jié)、類型轉(zhuǎn)換等，我們可以方便地使用對應(yīng)的函數(shù)代碼、數(shù)據(jù)格式和CRC錯(cuò)誤驗(yàn)證算法實(shí)現(xiàn)Modbus消息結(jié)構(gòu)。這樣我們開發(fā)并測試了Modbus RTU接口程序，并且能夠?yàn)椴煌圃焐痰脑O(shè)備工作。

從PXI實(shí)時(shí)控制器到PC的數(shù)據(jù)傳送

團(tuán)隊(duì)使用LabVIEW中的UDP函數(shù)將采集到的數(shù)據(jù)傳送到PC中。UDP簡單，方便，并能將消息同時(shí)廣播到多個(gè)地址的功能。雖然它不保證可靠的數(shù)據(jù)傳送，但是在這個(gè)系統(tǒng)中，這并不會(huì)造成什么影響，因?yàn)樵撓到y(tǒng)只需要將數(shù)據(jù)以10 s的時(shí)間間隔傳送到PC中即可，所以即便丟失了一些數(shù)據(jù)點(diǎn)，也不會(huì)導(dǎo)致任何問題。

設(shè)計(jì)圖形化用戶界面

系統(tǒng)需求之一是提供顯示所有與監(jiān)測系統(tǒng)測量數(shù)據(jù)以及太陽能技術(shù)中心設(shè)置有關(guān)的綜合信息。LabVIEW中的選項(xiàng)卡控件為用戶提供了在單一應(yīng)用程序中放置所有信息而不讓用戶界面變得過于復(fù)雜的實(shí)用功能。

另一個(gè)挑戰(zhàn)是將不同測量數(shù)據(jù)顯示在圖表中。圖表讓用戶直觀地看到一個(gè)參數(shù)和另一個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系，以及任何參數(shù)的變化趨勢。在任何一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上有22個(gè)測量數(shù)據(jù)點(diǎn)，其中包括天氣參數(shù)、光伏直流電壓和電流以及每個(gè)類型太陽能面板的面板溫度。在一張圖表上列出所有數(shù)據(jù)是不可能的。這可以通過用程序方法控制圖表繪制加以解決。程序的設(shè)計(jì)使用了項(xiàng)目選取以及圖表屬性節(jié)點(diǎn)來實(shí)現(xiàn)。用戶可以在一個(gè)圖表中一次性查看多達(dá)四條數(shù)據(jù)曲線和測量參數(shù)。圖2顯示了用戶界面的截屏。

結(jié)論

LabVIEW幫助我們的團(tuán)隊(duì)在三個(gè)月內(nèi)快速開發(fā)了Modbus接口程序，并且設(shè)計(jì)了富有信息量的優(yōu)秀用戶界面。使用NI PXI硬件確保了系統(tǒng)可靠性，它自從2008年9月以來每周七天，每天24小時(shí) 不間斷運(yùn)行至今。我們團(tuán)隊(duì)的下一個(gè)任務(wù)是評估光伏系統(tǒng)性能，包括評估光伏陣列效率、能量發(fā)生關(guān)于氣候條件和模塊條件的關(guān)系。

    我們開業(yè)語言以LabVIEW為主，在硬件選型方面也積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)我們也具備獨(dú)立的硬件開發(fā)及機(jī)械設(shè)計(jì)與加工能力，可以制作、加工非標(biāo)設(shè)備，滿足個(gè)性化的需求。"術(shù)業(yè)有專攻"，每個(gè)人都有自己zui擅長的領(lǐng)域。把這些工作交給我們，使您有精力做科研，這應(yīng)該是一個(gè)雙贏的局面。

服務(wù)領(lǐng)域涵蓋：

   LabVIEW 編程 開發(fā)

     LabVIEW作為圖形化編程語言，近幾年發(fā)展迅速，它具備開發(fā)快、可靠性高等特點(diǎn)，非常適合測控領(lǐng)域的應(yīng)用。在該領(lǐng)域我們已經(jīng)有十年的開發(fā)經(jīng)驗(yàn)，合作用戶涉及科研、國防、外企、大中小型各類企業(yè)。服務(wù)領(lǐng)域遍布自動(dòng)測控系統(tǒng)眾多領(lǐng)域，包括航空航天、汽車產(chǎn)品測試、工業(yè)自動(dòng)化、故障診斷、圖像處理等。

   非標(biāo)設(shè)備研制

    在系統(tǒng)開發(fā)過程中，購買不到的配件、電路板等產(chǎn)品，我們也可以進(jìn)行研制開發(fā)，為您提供一站式的服務(wù)。

   系統(tǒng)集成

為自動(dòng)化測試提供完整的解決方案。我們從設(shè)備選擇、采購、安裝、調(diào)試、控制、到配套產(chǎn)品的研制，涵蓋您科研生產(chǎn)的全過程。讓您全身心的投入到核心工作中來，減輕您的工作壓力，提升工作效率。

   產(chǎn)品合作開發(fā)

    如果您那有具有市場潛力的好產(chǎn)品、好創(chuàng)意，我們也愿意與您一起合作開發(fā)。在這方面我們也具備了一定的基礎(chǔ)，例如工業(yè)*/呼吸模擬器/人工肺，勞保測試產(chǎn)品"防塵測試儀"已經(jīng)成功推向了市場。成熟的技術(shù)+有潛力的市場，一直是我們追求的目標(biāo)。如果您有好的創(chuàng)意，或者現(xiàn)有的產(chǎn)品需要升級推廣，也歡迎與我們。

      王