基于CAN通信的风电变流器系统监控软件的设计

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风能作为一种清洁的可再生能源,受到了很多国家的热烈关注,风力发电作为风能的一种主要应用方式,近些年来,在世界范围内取得了突飞猛进的发展。风电变流器系统是风力发电机组的核心部件,它结构复杂,参数众多,对这些参数实施有效地监控是保障整个系统稳定运行的重要前提。本文就此设计了一款基于CAN通信方式的风电变流器系统监控软件,用于风电变流器系统现场运行状态的监控和分析。  本文首先讨论了课题的研究背景及意义,介绍了风电变流器系统监控软件的国内外研究现状,总结了课题的主要研究任务。  然后,本文深入分析了风电变流器系统监控软件的功能性和非功能性需求,以此为基础,提出了分层模块化的设计思路,将监控软件按功能划分为底层通信接口、虚拟示波器、参数列表等九大模块,给出了软件的整体设计架构。  为了保证上位机与风电变流器能够高效、可靠地进行数据通信,本文依据上下位机通信的特点,基于CAN2.0A标准帧格式制定了合理的通信协议,并设计了底层通信接口,专门负责数据交互,方便上层程序调用。  接着,本文详述了风电变流器系统监控软件上层程序模块的实现过程。虚拟示波器模块是监控软件最为重要的模块,它功能复杂,对数据采集和波形显示的实时性、稳定性和可靠性要求很高,本文深入分析了该模块在设计过程中遇到的多个难点,如信号频率对波形显示视觉效果的影响、双机波形同步显示问题等,并给出了合理可行的解决方案。对于软件的其他模块,包括参数列表、控制面板、调试模式、录播/趋势记录、历史事件和故障以及用户设置等,本文也介绍了其关键的实现技术、给出了详细的设计过程和具体的界面呈现。  在监控软件设计完成后,作者从功能性、非功能性等多个方面对软件的各个部分进行了测试,制定了详细的测试方案,汇报并分析了测试结果。最后,本文对作者所做的工作进行了总结,对监控软件尚待完善的地方及未来的发展方向作出了展望。本监控软件的实现,方便了技术人员对风电变流器系统的实时监控,提高了内部设计人员及生产测试人员的工作效率,具有很高的实用价值。
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