| 人机接口模块的软件构成如图4所示。
图4人机接口模块的软件构成
Fig.4SoftwareconstitutionofHMImodule
3.1人机接口模块与控制系统的数据通信
人机接口模块通过与并网逆变器控制系统的通信来获取并网逆变器的运行参数和运行状态。人机接口模块与并网逆变器控制系统的通信采用主从方式，人机接口模块为主机，并网逆变器控制系统为从机。主机每隔1s向从机发送命令，从机响应命令向主机返回数据。人机接口模块与并网逆变器控制系统的通信协议内容如图5所示，协议帧为固定长度帧，即主机只发送一个字节的命令帧，从机必然返回14个字节的数据帧。
图5人机接口模块与并网逆变器控制系统的通信协议
Fig.5CommunicationprotocolbetweenHMImoduleandgrid-connectedinverter
图中，U、U——交流电压有效值高8位和低8位；IACH、IACL——交流电流有效值高8位和低8位；U、U——直流电压高8位和低8位；I、I——直流电流高8位和低8位；f、f——电网频率高8位和低8位；θ、θ——机内温度高8位、低8位；ERRCODEH、ERRCODEL——故障与异常状态指示码高8位和低8位。
从机接收到主机发来的运行命令（16制数30h），则使并网逆变器器进入运行状态或保持运行状态，当接收到停止命令（16进制数31h），则使并网逆变器进入停机状态或保持停机状态。主机发出运行命令还是停止命令由人机接口模块的按键操作来决定。不论主机发出运行命令还是停止命令，从机都向主机返回数据。
3.2人机接口模块与监控计算机的数据通信
人机接口模块与监控计算的通信也采用主从通信方式，监控计算机为主机，人机接口模块为从机。主机向从机发送命令，从机响应返回数据。人机接口模块与监控计算机的通信协议如图6所示，协议帧采用固定长度帧，即主机只发送4个字节的命令帧，从机必然返回21个字节长度的数据帧。
 图6人机接口模块与监控计算机的通信协议
Fig.6CommunicationprotocolbetweenHMImoduleandmonitoringcomputer
图中，P、P——直流功率高8位和低8位，在人机接口模块中计算获得；P、P——交流功率高8位、低8位，在人机接口模块计算获得；CRC——16位循环冗余校验码，由发送端计算；ERRCODEH、ERRCODEL——指示并网逆变器故障、异常状态的状态指示码。
监控计算机可与多台光伏并网逆变器人机接口模块通信，因此通信协议中必须附加从机地址信息。主机发送从机地址后插入半个字符长度的空闲时间，使从机有足够的时间识别地址。监控计算机发送的命令由人机接口模块接收后转发给并网逆变器控制系统，同时将并网逆变器控制系统发送过来的数据作必要处理后再转发回监控计算机（注意：人机接口模块与并网逆变器是每隔1s通信一次）。此外，监控计算与光伏并网逆变器人机接口模块的数据通信是远距离通信，通信过程中数据有可能引入干扰产生误码，因此通信协议中必须引入校验信息（循环冗余CRC校验），通过校验信息判断接收到的数据/命令是否有误码。
（1）无论主机或从机，当接收到命令/数据后，均需做CRC校验，若校验数据与接收到的校验信息不符，即表明接收命令/数据有误码。
（2）当从机接收到主机的命令有误码，则从机不作响应；若从机1s内不响应，则主机重发命令；若主机连续重发5次命令，从机均无响应，即判定为通信故障；
（3）若主机接收到从机返回的数据有误码，则重发命令给从机，使从机再次返回数据给主机；若主机连续10次接收到从机返回的数据有误码，即判定为通信故障。
3.3循环冗余校（CRC）验算法
当人机接口模块（从机）与监控计算机（主机）通信时，无论是主机向从机发送的命令帧，还是从机向主机发送的数据帧，都要加入16位CRC校验，以加强通信的可靠性。
16位CRC校验方法为：
（1）预置16位CRC寄存器为全1，即CRC(高8位、低8位)=FFFFh；
（2）将8位数据信息与CRC(低8位)异或，送回CRC寄存器；
（3）计算结果右移1位，用0填补最高位；
（4）若移出位为1，则CRC寄存器的内容与A001h异或；若移出位为0，则不进行异或运算；
（5）重复步骤（3）、（4）直到移位8次，处理完一个字节；
（6）重复步骤（2）——（5）直到所有字节处理结束。
4实验
人机接口模块及光伏并网逆变器通信实验如图7所示。
 
(a)人机接口模块与光伏并网逆变器
(b)人机接口界面
图7人机接口模块及光伏并网逆变器通信实验
Fig.7CommunicationexperimentbetweenHMImoduleandphotovoltaicgrid-connectedinverter
图8为光伏并网逆变器输出电流和电网电压波形（人机接口模块正在通信）。 2/3 首页 上一页 1 2 3 下一页 尾页 |
