斯特林太阳能发电主控器上位机监控软件设计

2013-10-17古宏刚周汉义任金鹏阮青亮

电子科技 2013年6期

古宏刚，周汉义，任金鹏，阮青亮

(合肥工业大学材料科学与工程学院，安徽合肥 230009)

高技术太阳能斯特林发动机是一种将高压的氦和氢进行密封，并用优质材料和高级加工方法制造的且最为正统的斯特林发动机。其原先是作为汽车发动机进行开发的，随后才作为太阳能斯特林发动机。其可与聚光系统一同生产。在某些国家的沙漠中，已安装了一部分该款的发动机。许多发达国家对斯特林发动机的研究，主要是针对于地面上大型发电。该发动机也称之为高技术太阳能斯特林发动机［1］。

现有的太阳能斯特林发动机项目所采用的是阳光接收器技术，光电转换率达31.25%，保持着太阳能发电技术的高效纪录，是一种高度集聚利用太阳能的技术，远超于其他竞争对手。

斯特林太阳能发电主控器上位机的软件设计思路为:主控系统下位机发送数据通过CAN总线传输，PC机接受并作出相关处理，Delphi编程从而实现相关数据的实时监控、存储数据库及相关控制等功能。相关界面设计主要包括:主界面、模拟量接收界面、故障及开关量显示界面、软件调试界面、软件测试界面、实时数据界面和通道检测界面。整个软件简化工作流程如图1所示。

图1 软件简化工作流程

1 主控器上位机的软件设计思路

1.1 实时监控

整个过程要实时监控数据包括:约40个温度、10余个压力、电参数和其他参数，要使整个界面在实时监控的同时，更加便于观察，最终选择Delphi。Delphi是Windows平台下著名的快速应用程序开发工具。Delphi是一个集成开发环境(IDE)，其核心是由传统Pascal语言发展而来的Object Pascal，以图形用户界面为开发环境，透过IDE、VCL工具与编译器，配合连结数据库的功能，构成一个以面向对象程序设计为中心的应用程序开发工具［2-4］。

为实现长距离的数据传送，文中选择了PCICAN通讯。确定了通讯和软件后，则需要进行源程序的编写，由于显示的数据量较大，所以利用接收函数来处理。

同时为了实现数据的实时监控，需要在接收的数据缓存中经行清缓冲区。

这是实时监控中最重要的两个函数，一是数据的接收，二是实现“实时”。接着就是主界面的编程，主界面的示意图如图2所示。

图2 主界面示意图

主界面也是整个软件设计的核心部分，在主界面上需实现当前需要的所有功能，不仅是数据的实时监控。主界面主要包括左上角温度显示、左下角电参量显示、中间实体图的相关温度和压力显示、其他界面切换及元器件控制和其余辅助功能等。

在实时数据的显示源程序中，利用了循环程序，同时可实现一组8 Byte的接收。

这使数据接收源程序效率大幅提升。实时监控部分已通过实验达到相关要求。

1.2 存储数据库

为了使后期可方便查阅相关数据，数据库是必不可少的，在本软件设计中选择了 Access数据库。Access是关系数据库开发工具，数据库可汇集各种信息以供查询、存储和检索。Access的优点在于可利用数据表示图或自定义窗体收集信息。数据表示图提供了一种类似于Excel的电子表格，可使数据库便于观察。另外Access允许创建自定义报表用于打印或输出数据库中的信息。为能主观控制选择存储数据，编程时增加了一个存储按钮，便于及时存储相关数据。

在Access数据库中需要存储的数据较多，因此建立数据库较为复杂，部分需存储的项目如3图所示。