1、中文 2954 字 出处: Fu H L, Chang W C. Wind Turbine Control Monitor System Simulation and ValidationC/ International Symposium on Computer,communication, Control and Automation Proceedings. 2010:6-9. 风机监控系统仿真和验证 HL Fu, WC Chang 摘要 在本文中,使用 Labview 作为工具,用虚拟设备来代实物来控制系统和提高 系统性能。这样不仅节省了资金而且能够按照人们的意愿改变任何参数配置。使
2、用 Labview 的人机界面特性将数据最终以图形形式展示。本文适用于风机监控和 传感器控制系统,使用定位技术去转换系统,使之以图形界面的形式时实显示。 在本文中,计划利用 Labview 软件工具控制去建立基于 Modbus 通信接口的 数据采集系统。所以这个系统将实时地获得风机的数据(风速、风向、能流、电 压和发电数据速率等等)。利用网络可以在很短的时间内将数据传输到监控系统, 所以可以计算出在实际天气情况下的风机发电效率。通过和模型数据的比较,有 助于设计新的风机形式提高风机性能,同时也可以了解电能的传输效率。 最终结果的显示将取决于客户的需求,在人机界面通过 RS485 接口传输后,
3、传输接口足以满足输入数据没有大的失真的要求,在以客户为中心的设计中有着 广阔的空间。 关键词: 风机, Labview, Modbus 通讯,数据采集 1 介绍 过去几百年间,据台北气象局统计,台北的年平均升高温度为 1.31 度,比 联合国气象专家小组预测的 0.6 度高了很多。台湾的温室效应比其他国家更严重。 所以绿色能源发展是非常迫切的。根据外文机构如联合报、英国科学文献中 1976 到 2004 年对 “ 自然 ” 研究杂志中,平均地表温度升高了 0.49 度。 这里展示了全球温室效应,而温室效应的罪魁祸首便是化石燃料的使用。根 据这些数据,当风机发电每生产提供一瓦特的电能,那将减少
4、0.67kg 的二氧化 碳排放量,因此,绿色能源的发展和应用将成为以后的主流。通过以下表格便可 以看出清洁能源可以代替常规能源,因此,如何探测客户的可再生能源数量,并 且通过网络来存储这些记录信息的任务将转交给能源高速公路公司,因此去了解 实际的理论情况和电能生产量以及生产效率将非常重要。 1,2,3 表 1:风机发电世界范围内的发展趋势 2002 年以前 世 界 风 机 发 电 机 量 : 61000 台 , 总 发 电 量 : 3200*105kw(欧洲 75%,美国 15%) 2002-2007 年底 世界风机发电总量 5100*105,增长 11.2% 2007 年底 世界总发电 量
5、8300*105(欧 洲 75%) (世界发 电 总量的 1%) 到 2012 年 增加 2400*105kw 总装机发电量: 1.77*108kw(世 界发电总量的 2%) 到 2020 年 世界发电总量的 12% 世界风能委员会预测到 2030 年,风机发电将站到总发电量的 29% 2 风机监控系统结构 2-1 宽泛系统结构 本文建立一个风机发电数据采集系统标准通信传输网络模型。一个风机发电 系统可能包括风速表、风向以及去测量现场环境的传感器和一组其他风机发电单 元。而数据采集系统是由测量设备和风机环境参数(电压,能留,电能生产率, 生产量等)组成的。由传感器采集的风速、风向表,电压表功率
6、表等数据可以通 过 Modbus 通信传输,并且这些数据表也可以通过 Modbus 通信传输或者系统输 出将信息输入到中心控制电脑中由 Labview 建立的监控程序中,并且重新进行检 索,数据制表,绘图,分析和存储等。 2-2 流量监控系统 图 2-1 监控系统结构 第一,端口设置如波特率,数据位数,奇偶校验,终止位的数字,然后由签 证程序 编写,这些元素将被传送到下位机然后返回的信息通过签证程序解码然后 传入系统。 CRC 校验的部分程序将被转换成字节数组再去计算,便可以决定这 些。在制表和绘图过程中也用到 LabVIEW 的图标组件中的波形图组件并且构建 未来的设备。 图 2-2 监控系统流程图 3 Modbus RTU 通信管理原型 3-1 Modbus RTU 通信管理原型 在远程终端单元模式中信息是基于 11 位定义的,第一位是起始位