摘要：近年來,，隨著國內(nèi)外大批的太陽能光伏電站的建立和并網(wǎng)發(fā)電，作為光伏發(fā)電的關(guān)鍵設(shè)備光伏并網(wǎng)逆變器具有廣闊的市場前景,。本文主要介紹WEINVIEW觸摸屏在太陽能光伏并網(wǎng)逆變器中的應(yīng)用,，在這個(gè)系統(tǒng)中，觸摸屏和逆變控制器通信,，完成相關(guān)的數(shù)據(jù)采集,，資料的保存，報(bào)警信息的登錄,，圖文并茂顯示逆變器運(yùn)行參數(shù)和實(shí)時(shí)狀態(tài)，并通過485或以太網(wǎng)和上位計(jì)算機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程通訊,，實(shí)現(xiàn)整個(gè)并網(wǎng)電站的實(shí)時(shí)監(jiān)控和調(diào)配,。
　　關(guān)鍵詞：光伏 逆變器   觸摸屏 DSP
Abstract：In recent years, with the large number of solar photovoltaic power plants establishing and grid connection generation at home and abroad , As the key equipment in PV power generation, photovoltaic grid-connected inverter has broad market prospect. The introduction in this paper focus on the application of WEINVIEW touch screen in photovoltaic grid-connected inverter. In this system, touch screen communicates with the microcontroller, and completes related data acquisition, information saving, alarm information loginning, and shows operating parameters and real-time status of inverter on the touch screen , Remote communication with the host computer through the RS485 or the Ethernet, At last to achieve real-time monitoring and deploy of the entire grid station.
Keywords: Photovoltaic  Inverter  Touch screen    DSP
　　1 引言
　　隨著全球經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，各行業(yè)能耗加劇,，石油,、煤炭等傳統(tǒng)化石能源日趨枯竭。世界各國都把目光投向了可再生能源,，希望可再生能源改變?nèi)祟惖哪茉唇Y(jié)構(gòu),，維持長遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展。在可再生能源中,，太陽能以其獨(dú)有的優(yōu)勢而成為人們關(guān)注的焦點(diǎn),。太陽能是取之不盡、用之不竭,、無污染的綠色能源,。世界各國都在投入巨資建設(shè)大規(guī)模的太陽能發(fā)電站。我國在光伏研究和產(chǎn)業(yè)方面也取得了較快的進(jìn)展，2006年1月1日實(shí)施的《可再生能源法》,，標(biāo)志著太陽能發(fā)電已納入我國的能源發(fā)展規(guī)劃之中,。根據(jù)2007年9月發(fā)布的《可再生能源中長期發(fā)展規(guī)劃》，2020年,，我國太陽能發(fā)電設(shè)備累計(jì)裝機(jī)容量將達(dá)到2000MW ,。
　　太陽能光伏并網(wǎng)逆變器是整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)中最為關(guān)鍵的設(shè)備之一，它是把太陽能電池板產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的設(shè)備,，運(yùn)行過程中需要多個(gè)參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測,、計(jì)算、顯示,、記錄,、保存、報(bào)警等處理,，需要和上位計(jì)算機(jī),、逆變控制器、無線GPRS模塊進(jìn)行通訊,，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換,。本文主要講述WEINVIEW觸摸屏在太陽能光伏并網(wǎng)逆變器中的應(yīng)用。
　　2 系統(tǒng)原理和方案設(shè)計(jì)
　　太陽能光伏并網(wǎng)逆變器是把太陽能電池板通過光伏效應(yīng)產(chǎn)生的直流電能進(jìn)行逆變,，轉(zhuǎn)換成同電網(wǎng)同頻率,、同相位的交流電，接入電網(wǎng)對外進(jìn)行輸電,。逆變器運(yùn)行中要把測量的實(shí)時(shí)參數(shù)送給觸摸屏,，進(jìn)行顯示、記錄等操作,，也可和上位機(jī)通訊進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控功能,。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如下圖所示：

圖1  系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

　　3 WEINVIEW畫面設(shè)計(jì)要求
　　本系統(tǒng)采用WEINVIEW MT8100I型號觸摸屏，高品質(zhì)10寸寬屏設(shè)計(jì),，LED背光模組,；采用400MHz RISC CPU，使運(yùn)行速度更快,；內(nèi)置電源隔離保護(hù)器,，提高了產(chǎn)品的抗干擾能力，適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境下運(yùn)行,；多種標(biāo)準(zhǔn)的通訊接口和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議,，方便用戶使用；大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,，并且可以直接存儲(chǔ)或備份到U盤,、SD卡或上位機(jī)上,，滿足逆變器運(yùn)行過程中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)信息。
　　3.1 觸摸屏主界面設(shè)計(jì)
　　主界面顯示逆變器運(yùn)行的各種運(yùn)行參數(shù)：PV電壓,、PV電流,、A、B,、C三項(xiàng)交流電壓和電流,、功率因數(shù)、電網(wǎng)頻率,、輸出功率,、日發(fā)電量、總發(fā)電量,、CO2減排量等,，逆變器運(yùn)行狀態(tài)指示，實(shí)時(shí)時(shí)間,，以及其他操作菜單,。下圖分別是主界面的中英文顯示菜單。

圖2  觸摸屏主界面中文顯示

圖3   觸摸屏主界面英文顯示

　　3.2  功率曲線顯示功能設(shè)計(jì)
　　實(shí)時(shí)功率是逆變器運(yùn)行中一個(gè)非常重要的參數(shù),，功率曲線圖反映逆變器運(yùn)行的歷史運(yùn)行情況和趨勢,。逆變器功率曲線顯示由兩條宏指令完成：
　　A:逆變器運(yùn)行的實(shí)時(shí)功率計(jì)算與存儲(chǔ)
　　功率計(jì)算宏指令1分鐘循環(huán)執(zhí)行一次，計(jì)算三相輸出功率,。根據(jù)當(dāng)前時(shí)間計(jì)算出功率存儲(chǔ)的地址,把當(dāng)前功率值保存在RW_A對應(yīng)的地址中,。
　　存儲(chǔ)地址=日*1440+時(shí)*60+分。每分鐘保存一次,，功率數(shù)據(jù)占一個(gè)單元（功率數(shù)據(jù)保存是從0時(shí)開始的全天數(shù)據(jù)）,。
　　B:功率曲線顯示
　　觸摸屏上功率曲線顯示，是通過XY曲線元件來實(shí)現(xiàn),。
　　XY曲線顯示宏指令如下：
　　macro_command main()
　　short i,add,add0,day
　　int z
　　i=3
　　SetData(i, "Local HMI", LW, 402, 1)          //XY曲線顯示控制單元
　　i=720
　　SetData(i, "Local HMI", LW, 403, 1)          //XY曲線顯示長度
　　for i="0" to 720 step 1
　　add=500+i
　　SetData(i, "Local HMI", LW, add, 1)       //X軸資料賦值,，從500單元開始,賦值0到720
　　next i
　　GetData(day, "Local HMI", LW, 9020, 1)      //讀取當(dāng)前日期
　　add=day*1440+360        //從早上6點(diǎn)開始，單元地址加6*60=360偏置量
　　for i="0" to 720 step 1
　　GetData(z, "Local HMI", RW_A, add, 1)   //從RW_A讀取功率值
　　add=add+1
　　add1=i+1300
　　SetData(z, "Local HMI", LW, add1, 1)    //Y軸資料賦值,，從1300單元開始
　　next i
　　end macro_command
　　進(jìn)行相應(yīng)按鍵觸摸后執(zhí)行該條宏指令，寫入顯示控制地址內(nèi)容為3（清除原曲線,，顯示新曲線）,，曲線長度為720（12*60），X軸資料從LW的第500單元開始,，內(nèi)容依次為0到720,，Y軸資料從LW的第1300單元開始，內(nèi)容依次為從早6點(diǎn)到晚18點(diǎn)的功率數(shù)據(jù),。

圖4   功率曲線

　　XY曲線顯示配置方式如下：

圖5   XY曲線配置

　　4 觸摸屏通訊設(shè)計(jì)
　　觸摸屏在光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)正常運(yùn)行中主要扮演監(jiān)控與數(shù)據(jù)傳輸?shù)淖饔茫?,、系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)的實(shí)時(shí)參數(shù),、狀態(tài)等要及時(shí)傳輸?shù)接|摸屏上進(jìn)行計(jì)算、顯示,、記錄,、報(bào)警；2,、遠(yuǎn)端的上位機(jī)電腦需要通過觸摸屏去監(jiān)控,、調(diào)配系統(tǒng)。其通訊配置如下圖所示：

圖6  觸摸屏通訊拓?fù)鋱D

　　觸摸屏中添加通訊設(shè)備情況如下：

　圖7 設(shè)備列表

　　4.1 觸摸屏與逆變器通訊設(shè)置
　　光伏逆變器主控制器采用TI公司TMS320F2812 數(shù)字處理器,，觸摸屏通過MODBUS RTU (Adjustable)通訊協(xié)議與之通訊,，通訊波特率為9600Kbps，采用RS232接口類型,。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置如下：

圖8  觸摸屏與DSP通訊參數(shù)設(shè)定

　　4.2 上位機(jī)監(jiān)控調(diào)配設(shè)置
　　光伏并網(wǎng)逆變器在需要和上位機(jī)進(jìn)行并網(wǎng)發(fā)電監(jiān)控時(shí),，采用458總線通訊，主從方式,，觸摸屏作為MODBUS Server設(shè)備,。根據(jù)設(shè)置的站號進(jìn)行區(qū)分。當(dāng)上位機(jī)發(fā)出讀取逆變器運(yùn)行數(shù)據(jù)命令,，符合觸摸屏站號時(shí),，觸摸屏返回相應(yīng)單元的內(nèi)容，完成數(shù)據(jù)傳輸,。實(shí)現(xiàn)光伏電站的監(jiān)控功能,。系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置如下：

圖9 上位機(jī)通訊設(shè)置

　　觸摸屏每隔一段時(shí)間，自動(dòng)保存逆變器的數(shù)據(jù)內(nèi)容,，上位機(jī)通過讀取觸摸屏中保存的逆變器數(shù)據(jù),，從而實(shí)現(xiàn)光伏電站的監(jiān)控功能。觸摸屏獲取逆變器數(shù)據(jù)采用定時(shí)數(shù)據(jù)傳輸元件,設(shè)置如下,；1秒定時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取逆變器單元0開始的12個(gè)單元,，逆變器實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)保存在LW100連續(xù)的12個(gè)地址單元中。

圖10  觸摸屏讀取逆變器數(shù)據(jù)設(shè)定

　　5 結(jié)束語
　　本系統(tǒng)采用WEINVIEW MT8100I觸摸顯示屏,，實(shí)現(xiàn)了和DSP數(shù)字信號處理器的實(shí)時(shí)通訊,。圖文并茂的顯示了并網(wǎng)逆變器運(yùn)行的各個(gè)參數(shù)和狀態(tài)，曲線坐標(biāo)顯示了逆變器的功率參數(shù)和其趨勢效果圖,。大容量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)功能,，保存了逆變器詳細(xì)的歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)。靈活,、多樣的通訊接口方便實(shí)現(xiàn)光伏并網(wǎng)電站的監(jiān)控,。觸摸屏可靠、穩(wěn)定的運(yùn)行,，方便,、靈活的操作,，大大提高并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品的市場競爭力，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益,。