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集智達RemoDAQ-8350與PCI-5141 在太陽能并網發(fā)電及控制系統中的應用

北京集智達智能科技有限責任公司

摘要： 上位機采用集智達工業(yè)控制計算機，以保證系統的穩(wěn)定性和可靠性，并通過PCM-5141 4口CAN智能通信卡與各子系統相連，軟件采用IFIX組態(tài)軟件，易于開發(fā)，畫面美觀，運行穩(wěn)定。

關鍵詞： 工控機及人機界面太陽能并網發(fā)電 CAN PCI-5141

Abstract：

Key words :

太陽能發(fā)電是最理想的新能源

　　照射在地球上的太陽能非常巨大，大約40分鐘照射在地球上的太陽能，便足以供全球人類一年能量的消費。可以說，太陽能是真正取之不盡、用之不竭的能源。而且太陽能發(fā)電絕對干凈，不產生公害。所以太陽能發(fā)電被譽為是理想的能源。

　　從太陽能獲得電力，需通過太陽電池進行光電變換來實現。它同以往其他電源發(fā)電原理完全不同，具有以下特點：①無枯竭危險；②絕對干凈（無公害）；③不受資源分布地域的限制；④可在用電處就近發(fā)電；⑤能源質量高；⑥使用者從感情上容易接受；⑦獲取能源花費的時間短。不足之處是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面積；②獲得的能源同四季、晝夜及陰晴等氣象條件有關。但總的說來，瑕不掩瑜，作為新能源，太陽能具有極大優(yōu)點，因此受到世界各國的重視。

太陽能發(fā)電原理

　　太陽能發(fā)電是對光有響應并能將光能轉換成電力的器件。能產生光伏效應的材料有許多種，如：單晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化鎵，硒銦銅等。它們的發(fā)電原理基本相同，現以晶體為例描述光發(fā)電過程。P型晶體硅經過摻雜磷可得N型硅，形成P－N結。

　　當光線照射太陽能電池表面時，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳遞給了硅原子，使電子發(fā)生了越遷，成為自由電子在P－N結兩側集聚形成了電位差，當外部接通電路時，在該電壓的作用下，將會有電流流過外部電路產生一定的輸出功率。這個過程的實質是：光子能量轉換成電能的過程。

并網發(fā)電系統

　　并網發(fā)電系統是將光伏陣列產生的可再生能源不經過蓄電池儲能，通過并網逆變器直接反向饋入電網的發(fā)電系統。

　　因為直接將電能輸入電網，免除配置蓄電池，省掉了蓄電池儲能和釋放的過程，可以充分利用可再生能源所發(fā)出的電力，減小能量損耗，降低系統成本。并網發(fā)電系統能夠并行使用市電和可再生能源作為本地交流負載的電源，降低整個系統的負載缺電率。同時，可再生能源并網系統可以對公用電網起到調峰作用。網發(fā)電系統是太陽能風力發(fā)電的發(fā)展方向，代表了21世紀最具吸引力的能源利用技術。

系統包括光伏板、匯流箱、逆變器、配電箱組成（如圖所示）

并網發(fā)電控制系統

并網發(fā)電控制系統包括光伏板支架控制子系統、匯流箱檢控制子系統、逆變器及配電采集控制子系統，經由雙CAN現場總線，與本地上位工業(yè)控制計算機相連，再通過廣域網與中心計算機系統相連（如圖所示）

系統采用現場總線CAN對各子系統進行實時采集和控制，為保證安全可靠采用熱備冗余系統，對于原有子系統具有RS-232/485串口的，通過R-8350轉換為雙CAN接口。

R-8350模塊主要實現RS-232/485與CAN的轉換，同時帶有模擬量輸入和開關量輸入功能，以實現特定數據的采集，其具體規(guī)格如下：

2路CAN隔離接口，路間隔離，對外隔離，安全可靠
1路RS-232接口,光電隔離，提供ESD保護，TX/RX指示燈
1路RS-485接口,光電隔離，提供ESD保護，TX/RX指示燈
提供2路隔離DI，1路AI。
提供4個0~9BCD編碼輸入
可實現232/485到CAN的透明轉換，也可實現帶協議（Device NET）的轉換，也可以提供可編程環(huán)境，適應用戶個性化要求。
工作溫度-40~+85度
模塊化設計，體積小易于安裝（導軌）

該模塊適應性強，既可以將RS-232/485設備轉換為CAN總線設備，又可以直接作為采集器使用。

對于沒有智能口的匯流箱和配電箱，通過對R-8350擴展I/O口來實現。

上位機采用集智達工業(yè)控制計算機，以保證系統的穩(wěn)定性和可靠性，并通過PCM-5141 4口CAN智能通信卡與各子系統相連，軟件采用IFIX組態(tài)軟件，易于開發(fā)，畫面美觀，運行穩(wěn)定。

集智達公司PCI-5141智能CAN接口卡是具有PCI接口的高性能CAN總線通訊適配卡,它使PC機方便地連接到CAN總線上，實現CAN2.0B協議的數據通訊。

PCI-5141智能CAN接口卡采用標準PCI接口，實現與主機PC的高速數據交換；接口符合PCI2.1規(guī)范。PCI-5141智能CAN接口卡集成4個電氣獨立的CAN接口通道，使得在開發(fā)應用中更顯方便和靈活；每個通道光電隔離，保護計算機避免地環(huán)流的損壞，增強系統在惡劣環(huán)境中使用的可靠性；接口卡采用四層電路板，全部SMT工藝，保證長期工作的可靠性。

PCI-5141智能CAN接口卡采用WDM驅動程序支持WIN98，WIN2000，WinXP等操作系統，支持一機多卡；提供完整VC++開發(fā)例程示范代碼，方便用戶進行開發(fā)。