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博碩士論文 etd-0624115-161435 詳細資訊
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論文名稱
Title
併網型激磁式同步風力發電系統之即時監控人機介面之研發
Develop a Real-time Supervisory Human-machine Interface with Grid-Connected Excited Synchronous Wind Power system
系所名稱
Department
畢業學年期
Year, semester
語文別
Language
學位類別
Degree
頁數
Number of pages
77
研究生
Author
指導教授
Advisor
召集委員
Convenor
口試委員
Advisory Committee
口試日期
Date of Exam
2015-06-29
繳交日期
Date of Submission
2015-07-24
關鍵字
Keywords
串列傳輸、人機介面、通用非同步收發傳輸器
Serial Communication, UART, Human-machine Interface
統計
Statistics
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中文摘要
本論文以Visual C#程式語言設計且製作了一個人機介面監控併網型激磁式風力發電系統。通訊的模組為通用非同步收發傳輸器,通訊的對象則是風力發電系統的控制核心,德州儀器所研發的微控制器(Microcontroller Unit, MCU)F28069,通訊用的串列埠為RS232,並規劃了人機介面與微控制器溝通的封包。
本人機介面的主視窗共有六個頁面與一個操作區域,六個頁面分別是:使用說明、狀態確認、參數設定、數值監控、圖形監控以及資料分析。狀態確認頁面能確認風力發電系統是否已準備就緒啟動;參數設定頁面能設定風力發電系統各種控制策略的PID參數;數值監控頁面能觀察市電、發電機、電池的相關資訊;圖形監控能觀察市電、發電機、馬達、電池的相關資訊並以圖形呈現。操作區域能控制馬達轉速、操作併網、功因修正並觀察相關資訊。最後由實驗結果證明,透過本人機介面可以成功的操作以及觀察併網型激磁式風力發電系統,以達成本論文的目的。
Abstract
This thesis designs and implements a human-machine interface that can monitor the excited synchronous wind power system by Universal Asynchronous Receiver/ Transmitter(UART). The human-machine interface was developed by programming language of Visual C#. As to the communication parts, the serial port is RS232 and the object of communication is Microcontroller Unit (MCU) F28069 which is the control core of the wind power system. In order to improve the reliability of data, we also design programming package to communicate efficiently.
There are six pages of table and an operational area in the main form of this human-machine interface, The six pages of table are operating instructions, status confirmation, parameter setting, numeric monitoring, graphical monitoring and data analysis. The status confirmation confirms whether the wind power system is ready to start or not; the parameter setting sets PID parameters of control strategies in the wind power systems; the numeric monitoring and the graphical monitoring observe the information of grid network, excited generator, servo motor and battery. The front one is represented by numeric, and the latter one is represented by graphs. The operational area is able to control excited generator to connect to the grid network and the power factor correction. As the results, the experiment demonstrates that this study can apply this human-machine interface to the excited synchronous wind power system.
目次 Table of Contents
目錄
中文審定書 i
誌謝 ii
中文摘要 iii
Abstract iv
目錄 v
圖次 viii
表次 xi
第一章 緒論 1
1.1 研究動機與背景 1
1.2 監控介面與系統描述 2
1.3 論文架構 4
第二章 文獻回顧 5
2.1文獻探討 5
2.2串列技術回顧 5
2.2.1資料傳輸模式 5
2.2.2 串列通訊介紹 7
2.2.2 通用非同步收發傳輸器 11
2.2.3 介面轉換 11
第三章 風力發電系統之通訊架構 15
3.1 人機介面的觀察資料 15
3.2 資料儲存設備 15
3.2.1微控制器簡介 16
3.2.2微控制器F28069 16
3.3 儲存資料的方式 17
3.4 設備通訊模組 19
3.4.1 SCI介紹[16] 19
3.4.2 SCI中斷接收流程 21
3.4.3 SCI中斷傳輸流程 22
3.4.4 TX中斷現象 22
3.5 封包規畫 23
3.5.1電腦要求微控制器傳回資料(命令字元值:14) 24
3.5.2電腦寫入資料至微控制器 (命令字元值:15) 25
3.5.3電腦資料與微控制器資料互相確認 (命令字元值:13) 26
3.5.4電腦要求微控制器送回波型資料 (命令字元值:16) 27
3.6 微控制器通訊流程 28
3.6.1 接收中斷函數 28
3.6.2 傳輸中斷函數 32
3.6.3 CPU計時中斷與ADC中斷 32
第四章 C#應用在人機介面 35
4.1 C#程式簡介 35
4.2 物件導向概念 36
4.3 程式規劃 36
4.3.1 Communication類別 37
4.3.2 GraphShow類別 40
4.4 視窗規劃 42
4.4.1 登入視窗 43
4.4.2 使用說明 43
4.4.3 狀態確認 45
4.4.4 ComPort連接視窗 45
4.4.5 參數設定 47
4.4.6 數值監控 47
4.4.7 圖形監控 48
4.4.8 操作區域 49
4.4.9 資料分析 50
4.5 接收傳輸流程 51
4.5.1 傳送資料詳細流程 51
4.5.2接收資料詳細流程 52
第五章 實驗成果 54
5.1 狀態確認實驗結果 54
5.2 參數設定實驗結果 54
5.3 數值監控實驗結果 55
5.4 圖形監控實驗結果 56
5.4.1 定電壓控制策略實驗 56
5.4.2 最佳功率追蹤控制策略實驗 60
第六章 結論與未來展望 63
6.1 結論 63
6.2 未來展望 63
參考文獻 64
參考文獻 References
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