集智达RemoDAQ-8350与PCI-5141在太阳能并网发电及控制系统中的应

［摘要］：上位机采用集智达工业控制计算机，通过智能CAN接口卡连接到CAN总线上，实现太阳能。并网发电及控制系统中的应用。［关键词］：集智达 CAN总线 太阳能 并网发电　　　　  
  太阳能发电是最理想的新能源
  　　照射在地球上的太阳能非常巨大，大约40分钟照射在地球上的太阳能，便足以供全球人类一年能量的消费。可以说，太阳能是真正取之不尽、用之不竭的能源。而且太阳能发电绝对干净，不产生公害。所以太阳能发电被誉为是理想的能源。
  　　从太阳能获得电力，需通过太阳电池进行光电变换来实现。它同以往其他电源发电原理完全不同，具有以下特点：①无枯竭危险；②绝对干净（无公害）；③不受资源分布地域的限制；④可在用电处就近发电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦获取能源花费的时间短。不足之处是：①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。
  　　
  太阳能发电原理
  　　太阳能发电是对光有响应并能将光能转换成电力的器件。能产生光伏效应的材料有许多种，如：单晶硅，多晶硅，非晶硅，砷化镓，硒铟铜等。它们的发电原理基本相同，现以晶体为例描述光发电过程。P型晶体硅经过掺杂磷可得N型硅，形成P－N结。
  　　当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传递给了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P－N结两侧集聚形成了电位差，当外部接通电路时，在该电压的作用下，将会有电流流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是：光子能量转换成电能的过程。
  并网发电系统
  　　并网发电系统是将光伏阵列产生的可再生能源不经过蓄电池储能，通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。
  　　因为直接将电能输入电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用可再生能源所发出的电力，减小能量损耗，降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负载的电源，降低整个系统的负载缺电率。同时，可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用。网发电系统是太阳能风力发电的发展方向，代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。
  系统包括光伏板、汇流箱、逆变器、配电箱组成（如图所示）
  并网发电控制系统   并网发电控制系统包括光伏板支架控制子系统、汇流箱检控制子系统、逆变器及配电采集控制子系统，经由双CAN现场总线，与本地上位工业控制计算机相连，再通过广域网与中心计算机系统相连（如图所示）
   系统采用现场总线CAN对各子系统进行实时采集和控制，为保证安全可靠采用热备冗余系统，对于原有子系统具有RS-232/485串口的，通过R-8350转换为双CAN接口。
  R-8350模块主要实现RS-232/485与CAN的转换，同时带有模拟量输入和开关量输入功能，以实现特定数据的采集，其具体规格如下：
  1.     2路CAN隔离接口，路间隔离，对外隔离，安全可靠
  2.     1路RS-232接口,光电隔离，提供ESD保护，TX/RX指示灯
  3.     1路RS-485接口,光电隔离，提供ESD保护，TX/RX指示灯
  4.     提供2路隔离DI，1路AI。
  5.     提供4个0~9BCD编码输入
  6.     可实现232/485到CAN的透明转换，也可实现带协议（Device NET）  的转换，也可以提供可编程环境，适应用户个性化要求。
  7.     工作温度-40~+85度
  8.     模块化设计，体积小易于安装（导轨）
  该模块适应性强，既可以将RS-232/485设备转换为CAN总线设备，又可以直接作为采集器使用。
  对于没有智能口的汇流箱和配电箱，通过对R-8350扩展I/O口来实现。
  上位机采用集智达工业控制计算机，以保证系统的稳定性和可靠性，并通过PCM-5141 4口CAN智能通信卡与各子系统相连，软件采用IFIX组态软件，易于开发，画面美观，运行稳定。
  集智达公司PCI-5141智能CAN接口卡是具有PCI接口的高性能CAN总线通讯适配卡,它使PC机方便地连接到CAN总线上，实现CAN2.0B协议的数据通讯。
  PCI-5141智能CAN接口卡采用标准PCI接口，实现与主机PC的高速数据交换；接口符合PCI2.1规范。PCI-5141智能CAN接口卡集成4个电气独立的CAN接口通道，使得在开发应用中更显方便和灵活；每个通道光电隔离，保护计算机避免地环流的损坏，增强系统在恶劣环境中使用的可靠性；接口卡采用四层电路板，全部SMT工艺，保证长期工作的可靠性。
  PCI-5141智能CAN接口卡采用WDM驱动程序支持WIN98，WIN2000，WinXP等操作系统，支持一机多卡；提供完整VC++开发例程示范代码，方便用户进行开发。如下：
  ◆ PC接口：                32位33M PCI数据总线，PCI 2.1兼容；
  ◆ 板载数据存储器：  8KB  Dual Port RAM；
  ◆ CAN控制器：         PHILIPS  SJA1000T；
  ◆ CAN收发器：         PHILIPS  PCA82C250；
  ◆ 数据传送速率：            CAN通讯速率可编程，范围在5Kbps~1Mbps之间；
  ◆ CAN通讯接口：     DB9针型插座；
  ◆ CAN协议：                   CAN 2.0B规范（PeliCAN）；
  ◆ 光电隔离耐压：     1000VDC；
  ◆ 物理尺寸标准      135.6mm * 95.6mm
  ◆ 运行环境：            Win98、Win2000/XP等操作系统；
  工业控制计算机通过CAN总线对子系统设备进行采集和控制，并将数据通过广域网络传给管理中心计算机。操作人员可以在现场对设备进行操作和查看信息，也可以在远程计算机上对现场的设备进行操作及查看数据。
   
                                                                北京集智达智能科技有限责任公司