一种定日镜通讯地址自动设置方法
阅读：671发布：2020-05-14
专利汇可以提供一种定日镜通讯地址自动设置方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种 定日镜 通讯地址自动设置方法，将镜场中的定日镜按组排列，组中各定日镜受控于组 控制器 ，组电源以电源总线的供电方式为组中各定日镜供电；通过上位机向镜场各定日镜下发地址设置命令，由组控制器采集组中各定日镜的 节点 电压 和/或节点 电流 ，并与相应的组控制器中预存的通讯地址表中的理论节点电压 阈值 和/或理论节点电流阈值逐一对比，判断各定日镜的节点电压和/或节点电流是否异常；如无异常，则根据通讯地址表，设置各定日镜的通讯地址；如出现异常，则上报异常给上位机。无需操作人员到现场对每台定日镜进行拨码设置或烧写地址，可统一在上位机上完成对镜场中各定日镜的通讯地址的设置。，下面是一种定日镜通讯地址自动设置方法专利的具体信息内容。
1.一种定日镜通讯地址自动设置方法，其特征在于，包括：
将镜场中的定日镜分组排列，每组定日镜设有组控制器及组电源，组中各定日镜受控于组控制器，组电源以电源总线供电的方式为组中各定日镜供电；
向各组定日镜广播地址设置命令，所述地址设置命令至少包括检测各定日镜的节点电压和/或节点电流；所述节点电压指电源总线上接入定日镜电源输入端前的电压；所述节点电流指电源总线上接入定日镜电源输入端前的电流；
根据离组电源越近，定日镜的节点电压和节点电流越大的原则，制定通讯地址表，并将所述通讯地址表存储在组控制器中；
采集各定日镜的节点电压和/或节点电流，并与相应的组控制器中预存的通讯地址表中的理论节点电压阈值和/或理论节点电流阈值逐一对比，判断各定日镜的节点电压和/或节点电流是否异常；如无异常，则根据通讯地址表，设置各定日镜的通讯地址；如出现异常，则上报异常给上位机。
2.如权利要求1所述的定日镜通讯地址自动设置方法，其特征在于，所述通讯地址表包括各定日镜的编号、各定日镜的理论节点电压阈值、各定日镜的理论节点电流阈值及各理论节点电压阈值对应的通讯地址。
3.如权利要求2所述的定日镜通讯地址自动设置方法，其特征在于，各定日镜的理论节点电流按公式： 计算，其中，j=0,1,2,3…n-1，n为一组定日镜的个数，I为单台定日镜运行所需的电流；
为简化公式便于计算，设置各相邻定日镜节点的电源总线线缆回路长度相等，各定日镜的理论节点电压按公式： 计算，其中，j=0,1,2,3…n-1，n为一组定日镜的个数，R为各相邻定日镜节点电源总线线缆回路的电阻，U为组电源的额定电压，为相应节点的节点电流。
4.如权利要求1所述的定日镜通讯地址自动设置方法，其特征在于，所述电源总线接入各定日镜电源输入端的线缆上串联二极管，所述二极管产生压降a，各定日镜的理论节点电压按公式 计算，其中，h=1,2,3…n，U为组电源的额定电压,h为待测定日镜节点与组电源之间串联的二极管数量，n为一组定日镜的个数。
一种定日镜通讯地址自动设置方法
技术领域
背景技术
[0003] 太阳能热发电是当前太阳能利用的一种主要方式。当前太阳能热发电按照太阳能采集方式可划分为塔式太阳能热发电、槽式太阳能热发电、碟式太阳能热发电。
[0006] 塔式太阳能热发电的镜场中分布着成千上万的定日镜，所有的定日镜通过网络布置进行集中的控制。为了识别每一面定日镜，需要设置各个定日镜的通讯地址。
[0008] 拨码开关设置定日镜通讯地址方法，是通过人为对定日镜控制器上拨码开关的逻辑状态进行设置，使得同一组管理下的定日镜控制器的通讯地址按照一定的规律与定日镜的物理地址一一对应。
[0009] 外置设备进行定日镜通讯地址烧写的方法，是通过地址烧写器人为设置定日镜控制器的通讯地址，使得同一组管理下的定日镜控制器的通讯地址按照一定的规律与定日镜的物理地址一一对应。
[0010] 上述的传统定日镜通讯地址设置方法，存在以下弊端： 1、增加了现场工程人员的工程量和施工难度，定日镜数量庞大，极易将定日镜的通讯地址设置错误，最终导致定日镜的通讯故障；
2、增加了现场调试人员的调试难度，在定日镜调试过程中，若出现地址拨码等设置错误导致的定日镜通讯故障，需对电控箱进行开箱重新设置地址等繁琐的操作；
3、增加了电气设计难度，在设计上对镜场定日镜进行通讯地址规划，特别是不规则镜场，需要逐一将每一面定日镜物理地址和通讯地址进行一一对应，一旦设计上出现差错，将影响整个工程建设。
2、增加了现场调试人员的调试难度，在定日镜调试过程中，若出现地址拨码等设置错误导致的定日镜通讯故障，需对电控箱进行开箱重新设置地址等繁琐的操作；
3、增加了电气设计难度，在设计上对镜场定日镜进行通讯地址规划，特别是不规则镜场，需要逐一将每一面定日镜物理地址和通讯地址进行一一对应，一旦设计上出现差错，将影响整个工程建设。
发明内容
[0011] 本发明的目的是提供一种定日镜通讯地址自动设置方法，无需操作人员到现场对每台定日镜进行拨码设置或烧写地址，可统一在上位机上完成对镜场中各定日镜的通讯地址的设置。
[0012] 为解决上述问题，本发明的技术方案为：一种定日镜通讯地址自动设置方法，包括：
将镜场中的定日镜分组排列，每组定日镜设有组控制器及组电源，组中各定日镜受控于组控制器，组电源以电源总线供电的方式为组中各定日镜供电；
向各组定日镜广播地址设置命令，所述地址设置命令至少包括检测各定日镜的节点电压和/或节点电流；所述节点电压指电源总线上接入定日镜电源输入端前的电压；所述节点电流指电源总线上接入定日镜电源输入端前的电流；
根据离组电源越近，定日镜的节点电压和节点电流越大的原则，制定通讯地址表，并将所述通讯地址表存储在组控制器中；
采集各定日镜的节点电压和/或节点电流，并与相应的组控制器中预存的通讯地址表中的理论节点电压阈值和/或理论节点电流阈值逐一对比，判断各定日镜的节点电压和/或节点电流是否异常；如无异常，则根据通讯地址表，设置各定日镜的通讯地址；如出现异常，则上报异常给上位机。
将镜场中的定日镜分组排列，每组定日镜设有组控制器及组电源，组中各定日镜受控于组控制器，组电源以电源总线供电的方式为组中各定日镜供电；
向各组定日镜广播地址设置命令，所述地址设置命令至少包括检测各定日镜的节点电压和/或节点电流；所述节点电压指电源总线上接入定日镜电源输入端前的电压；所述节点电流指电源总线上接入定日镜电源输入端前的电流；
根据离组电源越近，定日镜的节点电压和节点电流越大的原则，制定通讯地址表，并将所述通讯地址表存储在组控制器中；
采集各定日镜的节点电压和/或节点电流，并与相应的组控制器中预存的通讯地址表中的理论节点电压阈值和/或理论节点电流阈值逐一对比，判断各定日镜的节点电压和/或节点电流是否异常；如无异常，则根据通讯地址表，设置各定日镜的通讯地址；如出现异常，则上报异常给上位机。
[0013] 根据本发明一实施例，所述通讯地址表包括各定日镜的编号、各定日镜的理论节点电压阈值、各定日镜的理论节点电流阈值及各理论节点电压阈值对应的通讯地址。
[0014] 根据本发明一实施例，各定日镜的理论节点电流按公式： 计算，其中，j=0,1,2,3…n-1，n为一组定日镜的个数，I为单台定日镜运行所需的电流；
为简化公式便于计算，设置各相邻定日镜节点的电源总线线缆回路长度相等，各定日镜的理论节点电压按公式： 计算，其中，j=0,1,2,3…n-1，n为一组定
日镜的个数，R为各相邻定日镜节点电源总线线缆回路的电阻，U为组电源的额定电压，为相应节点的节点电流。
为简化公式便于计算，设置各相邻定日镜节点的电源总线线缆回路长度相等，各定日镜的理论节点电压按公式： 计算，其中，j=0,1,2,3…n-1，n为一组定
日镜的个数，R为各相邻定日镜节点电源总线线缆回路的电阻，U为组电源的额定电压，为相应节点的节点电流。
[0015] 根据本发明一实施例，所述电源总线接入各定日镜电源输入端的线缆上串联二极管，所述二极管产生压降a，各定日镜的理论节点电压按公式 计算，其中，h=1,2,3…n，U为组电源的额定电压,h为待测定日镜节点与组电源之间串联的二极管数量，n为一组定日镜的个数。
[0016] 本发明由于采用以上技术方案，使其与现有技术相比具有以下的优点和积极效果：本发明实施例中的定日镜通讯地址自动设置方法，将镜场中的定日镜按组排列，每组定日镜设置组控制器及组电源，组中各定日镜受控于组控制器，组电源以电源总线的方式为组中各定日镜供电；根据离组电源越近，定日镜的节点电压和节点电流越大的原则，制定通讯地址表存储在组控制器中；通过上位机向镜场各定日镜下发地址设置命令，由组控制器采集组中各定日镜的节点电压和/或节点电流，并与相应的组控制器中预存的通讯地址表中的理论节点电压阈值和/或理论节点电流阈值逐一对比，判断各定日镜的节点电压和/或节点电流是否异常；如无异常，则根据通讯地址表，设置各定日镜的通讯地址；如出现异常，则上报异常给上位机。无需操作人员到现场对每台定日镜进行拨码设置或烧写地址，可统一在上位机上完成对镜场中各定日镜的通讯地址的设置，为适应更大规模、更复杂的定日镜场的建设和运营提供了准确、简单的通讯地址设置方法。
附图说明
附图说明
[0017] 图1 为本发明一实施例中的定日镜通讯地址自动设置方法的示意图；图2 为本发明一实施例中的塔式太阳能热发电系统的示意图；
图3 为本发明一实施例中的定日镜通讯地址自动设置的拓扑结构；
图4 为本发明一实施例中的节点的示意图；
图5 为本发明一实施例中的检测节点电压、节点电流的示意图。
图3 为本发明一实施例中的定日镜通讯地址自动设置的拓扑结构；
图4 为本发明一实施例中的节点的示意图；
图5 为本发明一实施例中的检测节点电压、节点电流的示意图。
[0018] 附图标记说明：1：上位机；2：组控制器；3：定日镜；4：组电源；5：电流检测装置；6：电压检测装置；7：吸热器。
具体实施方式
[0020] 如图1、3所示，本发明提供的定日镜通讯地址自动设置方法，包括：将镜场中的定日镜3分组排列，每组定日镜设有组控制器2及组电源4，组中各定日镜3受控于组控制器2，组电源4以电源总线的方式为组中各定日镜3供电；向各组定日镜广播地址设置命令，该地址设置命令至少包括检测各定日镜3的节点电压和/或节点电流；该节点电压指电源总线上接入定日镜3电源输入端前的电压；节点电流指电源总线上接入定日镜3电源输入端前的电流；
根据离组电源4越近，定日镜3的节点电压和节点电流越大的原则，制定通讯地址表，并将通讯地址表存储在组控制器2中；
采集各定日镜3的节点电压和/或节点电流，并与相应的组控制器2中预存的通讯地址表中的理论节点电压阈值和/或理论节点电流阈值逐一对比，判断各定日镜3的节点电压和/或节点电流是否异常；如无异常，则根据通讯地址表，设置各定日镜3的通讯地址；如出现异常，则上报异常给上位机1。
根据离组电源4越近，定日镜3的节点电压和节点电流越大的原则，制定通讯地址表，并将通讯地址表存储在组控制器2中；
采集各定日镜3的节点电压和/或节点电流，并与相应的组控制器2中预存的通讯地址表中的理论节点电压阈值和/或理论节点电流阈值逐一对比，判断各定日镜3的节点电压和/或节点电流是否异常；如无异常，则根据通讯地址表，设置各定日镜3的通讯地址；如出现异常，则上报异常给上位机1。
[0021] 具体的，在塔式太阳能热发电领域，定日镜3为塔式太阳能热发电系统的一个重要组成部分。如图2所示，定日镜3将太阳光反射到吸热器7上，对吸热工质进行加热，从而将光能转化为热能，进而驱动汽轮机发电。
[0022] 塔式太阳能热发电的镜场中分布着成千上万的定日镜3，所有的定日镜3通过网络布置进行集中的控制。为了识别每一面定日镜3，需要设置各个定日镜3的通讯地址。
[0023] 传统的定日镜通讯地址的设置方法有通过拨码开关或者采用外置设备进行地址烧写等。这些定日镜通讯地址方法虽然在方式上不同，但是都需要操作人员到现场进行人工设置。
[0024] 本发明提供的定日镜通讯地址的设置方法，如图3所示，需要将定日镜场内的所有定日镜3以组为单位排列，同一组管理的定日镜的电源线缆以总线的方式，以组电源4为起点，将同组内相邻的定日镜3进行电气上的连接；同一组管理的定日镜的通讯线缆以总线的方式，以组控制器2为起点，将同组内相邻的定日镜3进行连接。
[0025] 定日镜场内的所有定日镜3都设有定日镜控制器，该定日镜控制器具备接收上位机1下发的通讯地址为FF的广播命令，广播命令主要是通讯地址设置命令，该通讯地址设置命令包括定日镜控制器驱动电机转动、定日镜控制器节点电流检测和/或定日镜控制器的节点电压检测。
[0026] 由于组电源4以总线供电的方式给组内各定日镜3供电，实质上各定日镜3是并联的，流过各节点的节点电流是不同的，同时由于供电线缆本身具有内阻，流过各节点的节点电压也是不同的，根据离组电源4越近，定日镜3的节点电压和节点电流越大的原则，制定通讯地址表，并将通讯地址表存储在组控制器2中。该通讯地址表包括各定日镜的编号、各定日镜的理论节点电压阈值、各定日镜的理论节点电流阈值及各理论节点电压阈值和/或各理论节点电流阈值对应的通讯地址。其中，各定日镜的理论节点电流按公式：计算，其中，j=0,1,2,3…n-1，n为一组定日镜的个数，I为单台定日镜运行所需的电流。如图
3所示，按理论节点电流的计算公式，节点1的电流为n*I，节点2的电流为（n-1）*I，以此类推，节点n的电流为I。
3所示，按理论节点电流的计算公式，节点1的电流为n*I，节点2的电流为（n-1）*I，以此类推，节点n的电流为I。
[0027] 为简化公式便于计算，设置各相邻定日镜节点的电源总线线缆回路长度相等，各定日镜的理论节点电压按公式： 计算，其中，j=0,1,2,3…n-1，n为一组定日镜的个数，R为各个相邻节点电源总线线缆回路的电阻，U为组电源的额定电压，为相应节点的节点电流。按该理论节点电压的计算公式，节点1的电压为U-nRI，节点2的电压为U-nRI-（n-1）RI，以此类推，节点n的电压为U-nRI-（n-1）RI-…-RI。
[0028] 按上述理论节点电流及理论节点电压的计算公式计算得到的各节点电流及节点电压作为通讯地址表中理论节点电流阈值及理论节点电压阈值的设计参考，保证一个节点电流对应通讯地址表中的一个理论节点电流阈值，一个节点电压对应通讯地址表中的一个理论节点电压阈值。如组控制器2采集到的各定日镜3的节点电流和/或节点电压均在相应的理论节点电流阈值和/或理论节点电压阈值之内，说明各定日镜3的物理地址与通讯地址相对应，可以按理论节点电流阈值或理论节点电压阈值的大小顺序，设置定日镜3的通讯地址。如组控制器2采集的数据没在阈值内，则视为数据异常，此时定日镜3的通讯地址无法设定，组控制器2将该异常上报给上位机1，上位机1锁定通讯地址设置故障的组在整个镜场中的位置，便于后续的问题处理。
[0029] 上述各定日镜3的节点电压的差异是通过线缆自身的电阻产生的压降来体现的，由于线缆阻值受外界温度影响较大，在温度条件严苛、温差变化较大的地区，应用起来会存在较大的测量误差，难以确保达到实际效果；而且线缆的压降值小，较难测量，如果要加大线缆压降值，需要增加大功率的负载，比如让电机转动起来。因此，本发明还提供了一种通过二极管（附图中未示出）的压降来体现各定日镜3的节点电压的差异。
[0030] 其具体方法为在电源总线接入各定日镜电源输入端的线缆上串联一个二极管，该二极管产生压降a，a可以是0.4V或0.7V或1V。各定日镜3的理论节点电压按公式计算，其中，h=1,2,3…n，U为组电源的额定电压,h为待测定日镜节点与组电源之间串联的二极管数量，n为一组定日镜的个数。按该理论节点电压的计算公式，取a=
0.7，则节点1的电压为U-0.7，节点2的电压为U-2*0.7，节点n的电压为U-n*0.7。
0.7，则节点1的电压为U-0.7，节点2的电压为U-2*0.7，节点n的电压为U-n*0.7。
[0031] 通过二极管压降来体现各定日镜3的节点电压的差异与通过线缆压降的方法相比，具有物理特性稳定，不受外界温度影响，及压降值稳定且易测量，不需额外的负载来确保测量值足够大的优势。
[0032] 任意一台定日镜控制器接收到广播命令后，驱动定日镜3内的电机转动，组电源4的电流以组电源4为起点，通过电源总线进入组内各个定日镜控制器。此时，组内的各定日镜控制器的节点电流、节点电压均不同，通过判断节点电流、节点电压来确认组内的各个定日镜控制器在物理线缆连接上的位置。以组电源4为起点，离组电源4越近的定日镜控制器，节点电压越高、节点电流越大。因此，可以通过检测定日镜控制器节点电流和/或节点电压，来识别定日镜3与组电源4的相对位置，从而根据预先设定通讯地址表进行设置定日镜3的通讯地址。各定日镜3的节点如图4所示，节点电压指电源总线上接入定日镜电源输入端前的电压；节点电流指电源总线上接入定日镜电源输入端前的电流。
[0033] 在各定日镜控制器节点电源输入端设有两个电信号采集装置：电流检测装置5检测节点电流、电压检测装置6检测节点电压，如图5所示。电流检测装置5检测节点电流采用线圈感应的方式采集，电压检测装置6检测节点电压采用电阻分压的形式进行A/D采样，采集到的电流信号或电压信号与定日镜控制器内预设置好的电流阈值或电压阈值进行对比。比如定日镜控制器内预先存储的电流阈值或电压阈值分为10档，档位越高，电流值或电压值越大。同组内的定日镜控制器节点电流或节点电压分别在相应的档位上，根据档位从大到小的顺序，档位最高的定日镜控制器的通讯地址设置为1，随着档位的降低依次设置为2、
3、4…，以此类推进行定日镜3通讯地址的设置，使得档位与通讯地址一一对应。
3、4…，以此类推进行定日镜3通讯地址的设置，使得档位与通讯地址一一对应。
[0034] 另外，组内所有的定日镜控制器将各自检测到的节点电流值和/或节点电压值分别通过连接的通讯线缆传输到组控制器2，组控制器2将组内定日镜控制器传输上来的节点电流值和/或节点电压值根据大小进行排序，并且判断是否在预先存储的理论节点电流阈值和/或理论节点电压阈值内，结合一部分算法分析每一台定日镜控制器节点电流和节点电压数值的容错性。
[0035] 本发明提供了两个条件进行判断定日镜通讯地址设置的合理性：1、组内所有定日镜控制器采集的节点电流和节点电压始终遵循离组电源4越近的定日镜控制器的节点电压越高、节点电流越大的原则。必然可以通过各个定日镜控制器的节点电流和/或节点电压的大小进行比较来初步设定定日镜通讯地址。
[0036] 2、组控制器2内预先存储的理论节点电流阈值和理论节点电压阈值，可以过滤采集问题数据，也可为施工工程的接线正确性和可靠性提供参考。若组内所有定日镜控制器的节点电流和节点电压均在组控制器2预先存储的电流阈值和电压阈值内，结合条件1，可最终确定组内所有定日镜控制器的通讯地址。若组内有个别定日镜控制器采集到的节点电流和/或节点电压未在预先存储的理论节点电流阈值和/或理论节点电压阈值内，采用条件1的设置规则，并且组控制器2设置报警状态，根据报警状态确认是施工工程的接线问题还是组内定日镜控制器采集数据异常问题。
[0037] 综上，本发明提供的定日镜通讯地址自动设置方法，通过线缆压降或二极管的压降使各定日镜3的节点电压产生差异，利用各节点电压的差异设置定日镜的通讯地址。其方法具体为将镜场中的定日镜3按组排列，每组定日镜设置组控制器2及组电源4，组中各定日镜3受控于组控制器2，组电源4以电源总线的方式为组中各定日镜3供电；根据离组电源4越近，定日镜3的节点电压和节点电流越大的原则，制定通讯地址表存储在组控制器2中；通过上位机1向镜场各定日镜3下发地址设置命令，由组控制器2采集组中各定日镜3的节点电压和/或节点电流，并与相应的组控制器2中预存的通讯地址表中的理论节点电压阈值和/或理论节点电流阈值逐一对比，判断各定日镜3的节点电压和/或节点电流是否异常；如无异常，则根据通讯地址表，设置各定日镜的通讯地址；如出现异常，则上报异常给上位机1。无需操作人员到现场对每台定日镜3进行拨码设置或烧写地址，可统一在上位机1上完成对镜场中各定日镜3的通讯地址的设置，为适应更大规模、更复杂的定日镜场的建设和运营提供了准确、简单的通讯地址设置方法。
[0038] 上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式。即使对本发明作出各种变化，倘若这些变化属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则仍落入在本发明的保护范围之中。
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