CN103853092A - 一种基于plc的光伏组件参数监测装置 - Google Patents

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汪义旺
张波
顾才东
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Abstract

本发明公开了一种基于PLC的光伏组件参数监测装置，包含处理器电路、参数采集电路、PLC通信电路、开关设定信号输入电路和电源供电电路；所述处理器电路，包括微控制器，在所述微控制器的外围端口上分别连接光伏组件参数采样电路、PLC通信电路和开关设定信号输入电路，在微控制器的控制下，可以将光伏组件参数采样电路采集的组件电压、电流和温度信息进行处理打包后，通过PLC通信电路进行发送，供与之连接的控制系统调用；所述开关设定信号输入电路用于设置通信地址信息；本发明所述的基于PLC的光伏组件参数监测装置可以对单个组件进行监测，也可以对光伏阵列进行监测，且无需专门的通信线路，较现有的技术，具有成本低、实现方便等优点。

Description

一种基于PLC的光伏组件参数监测装置
技术领域
本发明涉及一种监测装置，特指一种成本低、实现方便的基于PLC的光伏组件参数监测装置。  
背景技术
近年来，太阳能光伏发电技术在全世界范围内得到规模化的应用和推广。光伏组件作为太阳能光伏发电系统的重要关键设备之一，其工作性能的好坏将直接影响到整个太阳能光伏发电系统的运行，因此对其实施监测尤为必要。在现有的应用中，大多采用的是组串式的太阳能光伏组件电站结构，即将多片组件进行串联或者并联起来使用，以满足系统的电压和电流要求，对组件的监控也只是对整个组串参数的监控，无法精确获取单个组件的参数，特别是一些故障组件，如无法准确的对其进行监测识别，将对光伏电站的整体运行及维护带来困难。为此，我们研发了一种成本低、实现方便的基于PLC的光伏组件参数监测装置。
发明内容
本发明目的是为了克服现有技术的不足而提供一种成本低、实现方便的基于PLC的光伏组件参数监测装置。  
为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于PLC的光伏组件参数监测装置，包含处理器电路、参数采集电路、PLC通信电路、开关设定信号输入电路和电源供电电路；所述处理器电路，包括微控制器，在所述微控制器的外围端口上分别连接光伏组件参数采样电路、PLC通信电路和开关设定信号输入电路，在微控制器的控制下，可以将光伏组件参数采样电路采集的组件电压、电流和温度信息进行处理打包后，通过PLC通信电路进行发送，供与之连接的控制系统调用；所述开关设定信号输入电路用于设置通信地址信息。 
优选的，所述参数采集电路，包括光伏组件电压采集电路、组件电流采集电路和温度采集电路；所述组件电压采集电路，包含电阻分压电路和LM358增益放大电路，所述电阻分压电路和LM358增益放大电路分别与微控制器相连接；所述组件电流采集电路，包含ACS750线性电流传感器，所述ACS750线性电流传感器与微控制器相连接；所述温度采集电路，包含SE95温度传感器，所述SE95温度传感器与微控制器间采用I2C总线接口，并具有过温保护功能，所述SE95温度传感器与微控制器相连接。  
优选的，所述PLC通信电路由ＨLPLC50F芯片电路和耦合电路组成，与微控制器相连接，通过串口通信进行数据交换；所述耦合电路与光伏组件接口相连接，将通信信号耦合到组件的电源线上，实现PLC通信。
优选的，所述开关设定信号输入电路包括两只16位的编码开关和1只一位的拨码开关组成，可以对参数监测装置的地址进行编码设定。
优选的，所述电源供电电路由蓄电池储能和充放电电路组成，提供整个监测装置的工作电源。
优选的，所述参数采集电路和PLC通信电路分别与光伏组件接口相连接。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：  
本发明所述的基于PLC的光伏组件参数监测装置可以对单个组件进行监测，也可以对光伏阵列进行监测，且无需专门的通信线路，较现有的技术，具有成本低、实现方便等优点。
附图说明
下面结合附图对本发明技术方案作进一步说明：
附图1为本发明所述的基于PLC的光伏组件参数监测装置的原理图；
其中：1、处理器电路；2、参数采集电路；3、PLC通信电路；4、开关设定信号输入电路；5、电源供电电路；6、光伏组件接口。  
具体实施方式    
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
附图1为本发明所述的基于PLC的光伏组件参数监测装置，包括处理器电路1、参数采集电路2、PLC通信电路3、开关设定信号输入电路4和电源供电电路5；所述处理器电路1包括微控制器uPD78F9222，在所述微控制器uPD78F9222的外围端口上分别连接光伏组件参数采样电路2、PLC通信电路3和开关设定信号输入电路4，在微控制器uPD78F9222的控制下，可以将光伏组件参数采样电路采集的组件电压、电流和温度信息进行处理打包后，通过PLC通信电路3进行发送，供与之连接的控制系统调用；所述开关设定信号输入电路4用于设置通信地址信息。 
所述的参数采集电路2包括光伏组件电压采集电路、组件电流采集电路和温度采集电路；所述组件电压采集电路包含电阻分压电路和LM358增益放大电路，所述电阻分压电路和LM358增益放大电路分别与微控制器uPD78F9222的P20/ANI0端口相连接；所述组件电流采集电路，包含ACS750线性电流传感器，所述ACS750线性电流传感器与微控制器uPD78F9222的P21/ANI1端口相连接；所述温度采集电路，包含SE95温度传感器，所述SE95温度传感器与微控制器uPD78F9222间采用I2C总线接口，并具有过温保护功能，所述SE95温度传感器与微控制器uPD78F9222的P121、P122和P123端口相连接。  
所述PLC通信电路3由ＨLPLC50F芯片电路和耦合电路组成，与微控制器uPD78F9222的RxD6和TxD6相连接，通过串口通信进行数据交换；所述耦合电路与光伏组件接口6相连接，将通信信号耦合到组件的电源线上，实现PLC通信。
所述开关设定信号输入电路4包括两只16位的编码开关和1只一位的拨码开关组成，可以对参数监测装置的地址进行编码设定，分别与微控制器uPD78F9222的P22、P23、P30、P31、P40、P41、P42、P45和P130相连接。
所述电源供电电路5由蓄电池储能和充放电电路组成，提供整个监测装置的工作电源。
所述参数采集电路2和PLC通信电路3分别与光伏组件接口6相连接。
本发明的工作原理为：参数采集电路2分别采集与之相连接的光伏组件的电压、电流和温度参数，并送入到处理器电路1进行处理后，将参数进行打包处理后经PLC通信电路3由控制系统调用。
由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：  
本发明所述的基于PLC的光伏组件参数监测装置可以对单个组件进行监测，也可以对光伏阵列进行监测，且无需专门的通信线路，较现有的技术，具有成本低、实现方便等优点。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并加以实施，并不能以此限制本发明的保护范围，凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种基于PLC的光伏组件参数监测装置，其特征在于：包含处理器电路、参数采集电路、PLC通信电路、开关设定信号输入电路和电源供电电路；所述处理器电路，包括微控制器，在所述微控制器的外围端口上分别连接光伏组件参数采样电路、PLC通信电路和开关设定信号输入电路，在微控制器的控制下，可以将光伏组件参数采样电路采集的组件电压、电流和温度信息进行处理打包后，通过PLC通信电路进行发送，供与之连接的控制系统调用；所述开关设定信号输入电路用于设置通信地址信息。
2.根据权利要求1所述的基于PLC的光伏组件参数监测装置，其特征在于：所述参数采集电路，包括光伏组件电压采集电路、组件电流采集电路和温度采集电路；所述组件电压采集电路，包含电阻分压电路和LM358增益放大电路，所述电阻分压电路和LM358增益放大电路分别与微控制器相连接；所述组件电流采集电路，包含ACS750线性电流传感器，所述ACS750线性电流传感器与微控制器相连接；所述温度采集电路，包含SE95温度传感器，所述SE95温度传感器与微控制器间采用I2C总线接口，并具有过温保护功能，所述SE95温度传感器与微控制器相连接。
3.根据权利要求1或2所述的基于PLC的光伏组件参数监测装置，其特征在于：所述PLC通信电路由ＨLPLC50F芯片电路和耦合电路组成，与微控制器相连接，通过串口通信进行数据交换；所述耦合电路与光伏组件接口相连接，将通信信号耦合到组件的电源线上，实现PLC通信。
4.根据权利要求3所述的基于PLC的光伏组件参数监测装置，其特征在于：所述开关设定信号输入电路包括两只16位的编码开关和1只一位的拨码开关组成，可以对参数监测装置的地址进行编码设定。
5.根据权利要求4所述的基于PLC的光伏组件参数监测装置，其特征在于：所述电源供电电路由蓄电池储能和充放电电路组成，提供整个监测装置的工作电源。
6.根据权利要求5所述的基于PLC的光伏组件参数监测装置，其特征在于：所述参数采集电路和PLC通信电路分别与光伏组件接口相连接。
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