CN110888585A - 一种基于lcd触摸屏的光伏逆变器人机交互方法 - Google Patents

一种基于lcd触摸屏的光伏逆变器人机交互方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于LCD触摸屏的光伏逆变器人机交互方法，采集用户针对所述触摸屏的触碰操作，根据所述触碰操作在所述触摸屏上切换展示包含对应数据信息的交互界面，所述交互界面包括：主界面，其包含界面切换按钮，所述主界面还用于展示运行概况数据；子界面，其包含功率曲线界面、电量统计数据界面、故障信息界面、实时数据界面、参数设置信息界面、历史数据界面和/或产品信息界面。根据本发明的方法，可以基于LCD触摸屏建立用户与光伏逆变器间的人机交互，使得用户简单方便的查询光伏逆变器的运行状态并对光伏逆变器进行操控。

Description

一种基于LCD触摸屏的光伏逆变器人机交互方法
技术领域
本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种基于LCD触摸屏的光伏逆变器人机交互方法。
背景技术
随着光伏发电的普及及推广，越来越多的用户用上了光伏发电，光伏逆变器也慢慢走入寻常百姓家，那么对于用户唯一能够面对的发电设备，如何智能化，实现友好的人机沟通显得尤为重要。特别是户用机的分散性，不便于厂家集中维护，如何实时掌握逆变器的运行状态已然成为各个厂家的关注点。
为了了解机器的运行状况，在现有技术中，用户与光伏逆变器人机互动的方案主要有两种：发光二极管(LED)灯状态显示和液晶(LCD)屏显示。单纯采用LED状态灯显示的方案，数据不直观，且只能反映设备状态，而不能提供更详细的设备数据，在应用中也不能满足使用者的需求。LCD显示屏方案是现有技术的主要方案，但现有技术中，LCD显示屏方案的人机界面并不完善，用户的操作上并没有那么友好，用户去查看机器的运行状态显得尤为不便。
发明内容
本发明提供了一种基于LCD触摸屏的光伏逆变器人机交互方法，采集用户针对所述触摸屏的触碰操作，根据所述触碰操作在所述触摸屏上切换展示包含对应数据信息的交互界面，所述交互界面包括：
主界面，其包含界面切换按钮，所述主界面还用于展示运行概况数据；
子界面，其包含功率曲线界面、电量统计数据界面、故障信息界面、实时数据界面、参数设置信息界面、历史数据界面和/或产品信息界面。
在一实施例中，所述运行概况数据包括：
第一数据，其包含PV电压、PV电流、A、B、C三项交流电压和电流、电网频率、输入和输出功率；
第二数据，其包含显示逆变器的实时输出功率曲线；
和/或，
第三数据，其包含逆变器的日发电量、总发电量、CO2减排量信息以及逆变器的运行状态，所述运行状态包括并网、离网、故障、待机以及停机。
在一实施例中，针对所述第一数据，采用示意图显示逆变器的输入端的电池组件、输出端的电网以及逆变器本身。
在一实施例中，针对所述第二数据，基于包络图显示，并且根据实际功率值动态调节纵坐标幅值。
在一实施例中：
所述主界面包括用于展示所述界面切换按钮的按钮区以及用于展示所述运行概况数据的数据显示区；
采集用户针对所述界面切换按钮的触碰操作，根据所述触碰操作将展示所述运行概况数据的数据显示区切换为对应的子界面，其中，所述按钮区不参与展示界面的切换。
在一实施例中：
所述主界面还包括用于展示开/关按钮的开关机快捷操作区和/或用于展示日期/时间的时间显示区；
所述开关机快捷操作区和/或所述时间显示区不参与展示界面的切换。
在一实施例中，所述数据显示区包含多个展示分区，每个展示分区对应展示一类的运行概况数据。
在一实施例中：
所述参数设置信息界面包括多个对应不同设置功能以及参数展示信息的参数设置信息子界面；
确定用户身份，根据用户的不同身份展示对应的参数设置信息子界面。
在一实施例中，所述参数设置信息界面包括对应客户、售后以及设计三种客户身份的三个参数设置信息界面。
在一实施例中，仅在需要展示所述参数设置信息界面时确定用户身份。
根据本发明的方法，可以基于LCD触摸屏建立用户与光伏逆变器间的人机交互，使得用户简单方便的查询光伏逆变器的运行状态并对光伏逆变器进行操控。
本发明的其它特征或优点将在随后的说明书中阐述。并且，本发明的部分特征或优点将通过说明书而变得显而易见，或者通过实施本发明而被了解。本发明的目的和部分优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的步骤来实现或获得。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明一实施例的方法执行逻辑示意图；
图2以及图3是根据本发明实施例的部分显示界面结构示意图；
图4是根据本发明一实施例的主界面结构示意图；
图5是根据本发明一实施例的参数设置信息界面结构示意图；
图6是根据本发明一实施例的部分方法流程图。
具体实施方式
以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此本发明的实施人员可以充分理解本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程并依据上述实现过程具体实施本发明。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。
随着光伏发电的普及及推广，越来越多的用户用上了光伏发电，光伏逆变器也慢慢走入寻常百姓家，那么对于用户唯一能够面对的发电设备，如何智能化，实现友好的人机沟通显得尤为重要。特别是户用机的分散性，不便于厂家集中维护，如何实时掌握逆变器的运行状态已然成为各个厂家的关注点。
为了了解机器的运行状况，在现有技术中，用户与光伏逆变器人机互动的方案主要有两种：LED灯状态显示和LCD屏显示。单纯采用LED状态灯显示的方案，数据不直观，且只能反映设备状态，而不能提供更详细的设备数据，在应用中也不能满足使用者的需求。LCD显示屏方案是现有技术的主要方案，但现有技术中，LCD显示屏方案的人机界面并不完善，用户的操作上并没有那么友好，用户去查看机器的运行状态显得尤为不便。
针对上述问题，本发明提出了一种基于LCD触摸屏的光伏逆变器人机交互方法。
在本发明的方法中，基于LCD触摸屏构造人机界面(Human Machine Interface，HMI)。人机界面是操作人员与机器设备之间双向沟通的桥梁。HMI可连接可编程控制器(PLC)、变频器、仪表等工业控制器件，利用液晶显示机器设备的状态，通过触摸设置工作参数或输入操作命令，实现人与机器信息交互。人机界面的功能主要包括以下几个部分：
1.通讯连接：与各种PLC等控制器的连接之后，HMI才能作用于机器设备；这些连接包括串口、现场总线、以太网等，不同的控制器有各异的通信协议，使用HMI上不同的驱动；
2.功能控制：逻辑与数值运算、数据的输入、元器件的控制操作、用户权限控制、报警、数据取样、操作记录、配方等功能的实现；
3.界面交互：状态的显示，如指示灯、按钮、文字、图形、曲线等；画面的跳转、提示、现场机器设备的可视化呈现
在本发明的方法中，采集用户针对触摸屏的触碰操作，根据触碰操作在触摸屏上切换展示包含对应数据信息的交互界面。具体的，交互界面包括：
主界面，其包含界面切换按钮，主界面还用于展示运行概况数据；
子界面，其包含功率曲线界面、电量统计数据界面、故障信息界面、实时数据界面、参数设置信息界面、历史数据界面和/或产品信息界面。
具体的，在一实施例中，如图1所示，主界面100包含界面切换按钮101，在默认状态下，LCD显示屏展示主界面100。
子界面包含全部7个子界面(功率曲线界面102、电量统计数据界面103、故障信息界面104、实时数据界面105、参数设置信息界面106、历史数据界面107以及产品信息界面108)。
采集用户针对触摸屏的触碰操作(S110)，具体的，采集用户针对界面切换按钮101的触碰操作；
根据具体的触碰操作，切换显示主界面100、功率曲线界面102、电量统计数据界面103、故障信息界面104、实时数据界面105、参数设置信息界面106、历史数据界面107以及产品信息界面108(S120)。
在一实施例中，根据实际需要，子界面可以包含上述7个子界面中的任意一种或者任意几种的组合。
进一步的，在一实施例中，根据实际需要，子界面也可以包含上述7个子界面以外的子界面。
进一步的，考虑到用户的实际需求，在一实施例中，在主界面用户最常用的数据。具体的，在一实施例中，运行概况数据包括：
第一数据，其包含光电池(photovoltaic，PV)电压、PV电流、A、B、C三项交流电压和电流、电网频率、输入和输出功率；
第二数据，其包含显示逆变器的实时输出功率曲线；
和/或，
第三数据，其包含逆变器的日发电量、总发电量、CO2减排量信息以及逆变器的运行状态，所述运行状态包括并网、离网、故障、待机以及停机。
进一步的，为了能够简单直接的显示数据，便于用户理解数据含义，在一实施例中，采用图形界面元素进行数据展示。
具体的，在一实施例中，针对第一数据，采用示意图显示逆变器的输入端的电池组件、输出端的电网以及逆变器本身。
具体的，在一实施例中，针对所述第二数据，基于包络图显示，并且根据实际功率值动态调节纵坐标幅值。具体的，在一实施例中，包络图纵坐标幅值初始值为50，当功率值大于纵坐标幅值时，纵坐标幅值＝功率值+50；使得功率曲线的包络线在整个坐标轴处于一个合适的位置。
具体的，在一实施例中，功率曲线界面展示历史功率曲线，滑动横坐标轴可调节坐标显示时长，向右滑动显示时长加大，相左滑动显示时长减小。滑动纵坐标轴可调节显示功率的数值范围。
具体的，在一实施例中，电量统计数据界面展示发电量柱状图。默认展示当月发电量柱状图，通过点击“上一月”和“下一月”按钮可查看不同月份，不同日期的发电量信息，了解该电站的发电状态，点击表格可查看历史发电量的准确数据，便于用户抄表记录发电信息。点击“上一月”可查看上个月的发电量，再点击“上一月”可查看上上个月的发电量，依次类推，可查看近两年的发电量数据。单击第一功能区的电量统计按钮，显示当月的发电量信息。
具体的，在一实施例中，故障信息界面展示逆变器的历史故障，单击事件管理的下拉框，可选择性的隐藏故障信息，单击事件显示框右侧的时间可查看历史日期的故障信息。
具体的，在一实施例中，实时数据界面展示逆变器的实时电压、电流、功率、效率、柜内温度、模块温度等信息。
具体的，在一实施例中，参数设置信息界面展示设备的运行状态信息、参数设置信息和/或设置参数的相关操作按钮。
具体的，在一实施例中，历史数据界面展示逆变器运行的历史数据，数据每隔15min采集记录一次实时数据，单击下一页按钮可查看更多历史数据信息，单击历史日期可查看当天的逆变器运行数据。具体的，在一实施例中，最多可查询近一年的历史数据。
具体的，在一实施例中，产品信息界面展示产品型号以及公司信息以及帮助信息。
进一步的，为了保证交互界面的简单易懂，实现多个交互界面间的无缝切换，在一实施例中，主界面包括用于展示界面切换按钮的按钮区以及用于展示运行概况数据的数据显示区。在进行界面切换时，采集用户针对界面切换按钮的触碰操作，根据触碰操作将展示运行概况数据的数据显示区切换为对应的子界面，其中，按钮区不参与展示界面的切换。也就是说，对于用户而言，按钮区是始终展示的。
进一步的，在一实施例中，主界面还包括用于展示开/关按钮的开关机快捷操作区和/或用于展示日期/时间的时间显示区；开关机快捷操作区和/或时间显示区不参与展示界面的切换。
具体的，在一实施例中，时间显示区展示实时时间和日期，实时时间和日期可由用户自行校准也可进行系统自动对时。
具体的，在一实施例中，开关机快捷操作区展示开关机按钮，用户通过点击开关机按钮可实现快速开关机操作。
具体的，在一实施例中，根据实际需要，主界面可以包含开关机快捷操作区和时间显示区中的任意一种或者同时包含两种。
进一步的，针对人类由上到下的阅读顺序习惯，在一实施例中，如图2所示，按钮区位于主界面上部，数据显示区位于按钮区下方。
进一步的，在一实施例中，开关机快捷操作区和时间显示区位于主界面下部。进一步的，考虑到开关机快捷操作区和时间显示区需要占用的显示区域较小，在一实施例中，开关机快捷操作区和时间显示区位于主界面右下方。
进一步的，在一实施例中，界面切换按钮包含多个按钮，每个按钮对应一个交互界面，当用户触摸一个界面切换按钮时，LCD显示屏切换展示该按钮对应的交互界面。
进一步的，针对人类由左到右的阅读顺序习惯，在一实施例中，根据用户操作时的习惯顺序和界面被使用到的频繁程度，界面切换按钮按照由左到右的顺序在按钮区横向排列。
具体的，如图3所示，在一实施例中，界面切换按钮包含8个按钮(按钮1～8)，从左到右依次对应主界面、功率曲线界面、电量统计数据界面、故障信息界面、实时数据界面、参数设置信息界面、历史数据界面以及产品信息界面。
进一步的，为了直观体现每个界面切换按钮的具体指向，在一实施例中，采用图标的方式构造界面切换按钮。
进一步的，在一实施例中，运行概况数据包含多类数据，数据显示区包含多个展示分区，每个展示分区对应展示一类的运行概况数据。
进一步的，考虑到上述三类数据的展示方式，在一实施例中，第一数据展示在数据显示区的上部(实时数据显示区)，第二数据展示在数据显示区左下部(功率曲线显示区)，第三数据展示在数据展示区右下部(运行状态显示区)。
具体的，在一实施例中，主界面展示区分布如图4所示。401为按钮区。402、403以及404为数据显示区，其中，401为实时数据显示区，402为功率曲线显示区，403为运行状态显示区。405为时间显示区。406为开关机快捷操作区。
进一步的，考虑到光伏逆变器的参数设置会直接影响到光伏逆变器的运行状态，为了避免参数设置错误，在一实施例中，参数设置信息界面包括多个对应不同设置功能以及参数展示信息的参数设置信息子界面。仅向具备特定权限的用户展示具备对应设置功能以及参数展示信息的参数设置信息子界面。
具体的，确定用户身份，根据用户的不同身份展示对应的参数设置信息子界面。
具体的，在一实施例中，参数设置信息界面包括对应客户、售后以及设计三种客户身份的三个参数设置信息子界面。
具体的，在一实施例中：
针对设计的参数设置信息子界面展示操作记录、系统参数、控制参数展示界面，其中控制参数子界面包含参数表信息、运行参数、保护参数以及调试参数界面，针对设计参数设置包含逆变器运行的所有参数；
针对客户的参数设置信息子界面展示功率调度、时间设置、通讯参数以及操作记录的相关数据以及操作设置展示界面；
针对售后的参数设置信息子界面展示系统参数、运行参数、保护参数、调试参数、操作记录以及参数初始化的相关数据以及操作设置展示界面，其中，通过系统参数的相关界面可以切换到硬件参数、检测增益、通讯参数以及时间设置的相关数据以及操作设置展示界面，针对售后的参数设置只能修改和现场环境(电池电压、网压、调度模式、监控通讯方式等)密切相关的参数。
具体的，在一实施例中，针对售后，显示6个界面切换按钮，分两排，每排3个，依次为系统参数、运行参数、保护参数、调试参数、操作记录以及初始化。
进一步的，在一实施例中，通过用户登录的方式来验证用户身份。具体的，在一实施例中，登录密码采用动态密码形式，每隔30分钟变化一次。
进一步的，在一实施例中，如图5所示，操作记录的相关数据以及操作设置展示界面包含参数名称、修改时间、操作前的数值、操作后的数值以及操作者的权限，同时可通过点击按钮，按修改时间、参数名称或者权限进行降序和升序排列查看历史操作记录。
进一步的，为了简化操作，在一实施例中，尽可能的减少用户身份确认环节。具体的，仅在需要展示参数设置信息界面时确定用户身份。也就是说，在除参数设置信息界面以外的界面展示以及切换过程中是不需要验证用户身份的。
具体的，以一具体应用场景为例，在一实施例中，查看操作记录的操作流程示意图如图6所示。系统默认展示主界面(S610)；点击参数设置按钮后，弹出用户登录界面(S620)；输入用户名密码登录后，进入参数设置界面(S630)；点击操作记录图标后，进入操作记录界面(S640)。在操作记录界面下，点击权限栏的下箭头，令操作记录按权限降序排列(S641)；点击权限栏的上箭头，令操作记录按权限升序排列(S642)；点击时间栏的下箭头，令操作记录按时间降序排列(S643)；点击时间栏的上箭头，令操作记录按时间升序排列(S644)；点击参数名称栏的下箭头，令操作记录按参数名称降序排列(S645)；点击参数名称栏的上箭头，令操作记录按参数名称升序排列(S646)。
本发明公开了一种基于LCD触摸屏的光伏并网逆变器人机界面设计方法，应用在光伏并网逆变器触摸屏界面上，该方法简单且易学易用，操作灵活而方便快捷，图文并茂的显示了并网逆变器运行的各个参数和状态，曲线坐标显示了逆变器的功率参数和其趋势效果图。定时保存了逆变器详细的历史运行数据，为数据分析做了充足的准备。操作记录功能，可用于事件溯源和参数恢复。界面的组织结构完整、清晰，根据用户操作时的一般顺序和被使用到的频繁程度进行界面布局，界面元素的布局、颜色搭配方案和排版样式等都保持一致，使得各个部分的信息安排得井然有序，给用户以清晰感和整体感，有利于用户对界面运作建立起精确的心理模型，从而降低培训和支持成本。
虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。本发明所述的方法还可有其他多种实施例。在不背离本发明实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明做出各种相应的改变或变形，但这些相应的改变或变形都应属于本发明的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于LCD触摸屏的光伏逆变器人机交互方法，其特征在于，采集用户针对所述触摸屏的触碰操作，根据所述触碰操作在所述触摸屏上切换展示包含对应数据信息的交互界面，所述交互界面包括：
主界面，其包含界面切换按钮，所述主界面还用于展示运行概况数据；
子界面，其包含功率曲线界面、电量统计数据界面、故障信息界面、实时数据界面、参数设置信息界面、历史数据界面和/或产品信息界面。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运行概况数据包括：
第一数据，其包含PV电压、PV电流、A、B、C三项交流电压和电流、电网频率、输入和输出功率；
第二数据，其包含显示逆变器的实时输出功率曲线；
和/或，
第三数据，其包含逆变器的日发电量、总发电量、CO2减排量信息以及逆变器的运行状态，所述运行状态包括并网、离网、故障、待机以及停机。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，针对所述第一数据，采用示意图显示逆变器的输入端的电池组件、输出端的电网以及逆变器本身。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，针对所述第二数据，基于包络图显示，并且根据实际功率值动态调节纵坐标幅值。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的方法，其特征在于：
所述主界面包括用于展示所述界面切换按钮的按钮区以及用于展示所述运行概况数据的数据显示区；
采集用户针对所述界面切换按钮的触碰操作，根据所述触碰操作将展示所述运行概况数据的数据显示区切换为对应的子界面，其中，所述按钮区不参与展示界面的切换。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：
所述主界面还包括用于展示开/关按钮的开关机快捷操作区和/或用于展示日期/时间的时间显示区；
所述开关机快捷操作区和/或所述时间显示区不参与展示界面的切换。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述数据显示区包含多个展示分区，每个展示分区对应展示一类的运行概况数据。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的方法，其特征在于：
所述参数设置信息界面包括多个对应不同设置功能以及参数展示信息的参数设置信息子界面；
确定用户身份，根据用户的不同身份展示对应的参数设置信息子界面。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述参数设置信息界面包括对应客户、售后以及设计三种客户身份的三个参数设置信息界面。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，仅在需要展示所述参数设置信息界面时确定用户身份。
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