基于LabVIEW的光伏电源监控系统设计

 引言

　　光伏发电技术是世界新能源的发展趋势之一，它要求更讲究系统效率、更可靠、也更经济。传统意义上的监控一般建立在近距离条件下，即近距离监控，这种方式要求配备一定的维护人员进行，花费大量的人力、物力和财力，而且随着电站规模的扩大，已经越来越不能适应现代化经济的发展，因此，一种成本低、低功耗、界面简单容易操作、具有配置通用性、方便实用的光伏电源监控系统势在必行。而这种实时监控系统的广泛应用，也会在很大程度上促进国内新能源技术的进一步研究，对于能源及相关工业的发展具有非常重要的意义。

　　本文在研究虚拟仪器及相关通讯技术的基础上，运用LabView对光伏电源监控界面的研发，最终形成一种基于LabVIEW的多功能监控界面设计方案。此监控界面有处理数据类型多、存储数据量大、界面具备人性化等特点。

　　1 光伏电源监控系统

　　光伏电源监控系统可分为以下模块：光伏电源数据采集与控制（DSP28035 ） 、数据处理（ MCUSTC12LE5A60S2）、TFT触摸屏液晶显示、现场监控（PC机）、无线通讯（GSM TC35）、后台监控（PC机）。光伏电源监控系统如图1所示。

图1 光伏电源监控系统框图

　　各模块的作用如下：

　　光伏电源数据采集与控制模块：通过霍尔传感器实现对电压、电流的测量，利用DSP28035强大的数据处理功能，先实现A/D转换，然后将所得的量进行处理，对光伏电源系统输出进行控制，同时通过SPI将数据传输给MCU STC12LE5A60S2.

　　数据处理模块：MCU将DSP传输过来的数据进行分类、计算、存储和数据传输。该模块将所需存储的数据存储在Flash里，并作为DSP与上位机的中间桥梁，通过串口、485和GSM实现TFT显示、现场监控和后台监控。

　　TFT触摸屏模块：该模块通过232与单片机通讯，实现数据的实时显示和对参数的设置。

　　现场监控模块：该模块可实现现场数据的实时显示，同时可以采集60天单片机存储的数据，以便用户进行数据处理和观察设备的运行情况，另外用户可以实现现场的参数设置。

　　无线通讯模块：该模块主要实现数据的远程无线传输，将数据传送给后台。

　　后台监控模块：该模块为设计的主要部分，GSM传输来的数据通过串口给PC机。该后台监控可以实现实时数据监控、历史数据存储、参数设置、数据显示、报警等功能。

　　2 相关监控系统使用软件

　　2.1 LabVIEW

　　LabVIEW是一种用图标代替文本创建应用程序的图形化编程语言。被工业界、学术界和研究实验室所广泛接受，视为一个标准的数据采集和仪器控制软件。

　　LabVIEW集成了与满足GPIB、VXI、RS-232和RS-485协议的硬件及数据采集卡通讯的全部功能。还内置了便于应用TCP/IP、ActiveX等软件标准的库函数。利用它可以方便地建立自己的虚拟仪器，其图形化的界面使得编程及使用过程都生动有趣。

　　LabVIEW是一个面向最终用户的工具。它可以增强你构建自己的科学和工程系统的能力，提供了实现仪器编程和数据采集系统的便捷途径。使用它进行原理研究、设计、测试并实现仪器系统时，可以大大提高工作效率。

　　利用LabVIEW,可产生独立运行的可执行文件，它是一个真正的32位/64位编译器。像许多重要的软件一样，LabVIEW提供了Windows、UNIX、Linux、Macintosh的多种版本。