斯特林太阳能发电主控器上位机监控软件设计

【摘要】：现在世界面临着三大危机：一是化石能源日趋匮乏的能源危机，二是发展中国家能源不足的发展中危机，三是燃烧燃料造成排气公害、温室效应、臭氧层被破坏等环境危机。解决这三大危机的最有力措施，就是利用自然能源，特别是太阳能。太阳能取之不尽，又无污染，而且发展中国家的大阳能资源十分丰富。所以，太阳能发电在发展中国家的发展前景是十分广阔的。目前太阳能发电的应用主要包括光伏发电与光热发电，而光热发电主要有槽式、塔式和碟式三种方式，其中槽式、塔式技术较为成熟，但投资较大，规模效益好，适合于集中发电，但其效率相对于碟式低，且需要大量的水资源作为工作介质；碟式斯特林太阳能发电效率最高，既适合集中发电也适于分布式发电，但技术不甚成熟。碟式斯特林太阳能发电存在着很多光伏发电没有的优点，如光电转换高、噪音小、污染小、不耗费水资源等，因而近年来受到国内外的关注。 本课题主要是斯特林太阳能发电主控器的设计，斯特林太阳能发电主控器是斯特林发电机控制核心部分，主要包括下位机（包括数据采集、数据接收等功能）与上位机（包括数据处理、实时显示、手动自动控制等功能）。本文介绍了斯特林太阳能发电主控器上位机的软件设计、操作界面设计、程序的编写与调试、上位机的硬件设计、通讯设计（主要包括接口卡的选择与通讯协议的设计）、自动功率控制以及相关现场实验数据分析等。上位机软件设计采用Delphi为开发平台，CAN为主要通讯方式，实现了监控热、电、气参数的采集标定，数据存储，手动操作以及自动操作的主要功能。解决了远距离多台套现场数据的传输、监测、手动操作和自动功率调节问题，具有其性价比高，数据传输可靠，操作简单，运行稳定可靠等优点。 【关键词】：斯特林发动机 太阳能热发电 功率自动调节 Delphi 主控系统
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-8
• 致谢8-14
• 第一章 绪论14-20
• 1.1 斯特林发动机介绍14-17
• 1.1.1 斯特林发动机简介14-15
• 1.1.2 斯特林发动机工作原理15-17
• 1.2 国内外现状17-18
• 1.3 斯特林太阳能发动机的结构介绍18-19
• 1.4 本课题的主要内容19-20
• 第二章 主控系统下位机硬件设计简述20-23
• 2.1 主控系统下位机硬件设计概述20
• 2.2 单片机 MC9S12XS128 介绍20-21
• 2.3 主控下位机硬件整体结构简述21-22
• 2.4 上位机与下位机简单介绍22-23
• 第三章 CAN 通讯23-28
• 3.1 CAN 总线概述23
• 3.2 CAN-USB 简述23-24
• 3.3 CAN-PCI 简述24-26
• 3.4 通讯的最终选择26-28
• 第四章 斯特林太阳能主控上位机设计与调试28-39
• 4.1 Delphi 的简单介绍28-29
• 4.2 上位机的设计要求与思路29-39
• 4.2.1 斯特林发电机组主控制器程序编制要求29-31
• 4.2.2 斯特林发电机组主控制器程序设计思路31-32
• 4.2.3 斯特林发电机组主控制器上位机程序设计思路32-39
• 第五章 上位机软件主界面设计与调试39-63
• 5.1 上位机软件主界面显示设计思路39-46
• 5.1.1 库函数的介绍39-42
• 5.1.2 主界面相关功能的介绍42-43
• 5.1.3 主界面显示源代码的简单介绍43-46
• 5.2 数据的存储46-49
• 5.3 主界面其它功能的介绍49-63
• 5.3.1 温度显示图的介绍49-50
• 5.3.2 阳光跟踪介绍50-54
• 5.3.3 参数设置介绍54-57
• 5.3.4 电参量明细介绍57-58
• 5.3.5 手动与自动控制简介58-61
• 5.3.6 主界面其它功能的介绍61-63
• 第六章 上位机相关辅助界面编制与调试63-69
• 6.1 模拟量接收界面63-64
• 6.2 故障及开关量显示界面64
• 6.3 软件调试界面64-65
• 6.4 软件测试界面65-67
• 6.5 实时数据界面67-68
• 6.6 通道检测界面68-69
• 第七章 实验结果与数据分析69-77
• 7.1 现场实验过程69-71
• 7.2 数据分析71-77
• 第八章 总结77-78
• 参考文献78-80
• 附录一 主控系统设计原理图80-81
• 附录二 硬件实物图81-84
• 附录三 主控制系统主要测量参数84-85
• 附录四 主控制台按钮、指示器85-86
• 附录五 跟踪系统主要测量参数与控制阀门86-87
• 附录六 太阳能发电装置 CAN 通讯协议87-90
• 附录七 斯特林太阳能发电机布置示意图90-91
• 附录八 斯特林太阳能发电机测量参数与机构布置框图91-92
• 附录九 自动控制流程图92-97
• 附录十 自动控制源代码97-112
• 攻读硕士期间发表的论文及科研工作112-113

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