固体氧化物燃料电池集成监控系统

论文摘要

固体氧化物燃料电池（Solid Oxide Fuel Cell,简称SOFC）储能特性的研究属于现今国内外新型能源领域的研究热点。随着该研究领域的发展,SOFC研究过程中引入了大量的计算机监控技术,但普遍采用设备配套的单机软件进行监控,且大部分软件只能进行单设备监控。随着SOFC性能研究的深入,实验对测量技术不断提出更高更完善的要求,监控设备类型及数量都不断增加,因此,需要将单机监控改造为自动化集成监控。本课题“固体氧化物燃料电池集成监控系统”的开发正是基于这种应用背景提出的。论文根据SOFC实验工艺、现场设备组态及集成监控需求,为监控系统制定了包括数据通信层,数据管理层和人机交互层的组成结构。针对SOFC监控组态平台的设备特点,数据通信层应用面向对象技术设计各设备模块,依据设备特征进行识别,实现在系统中动态添加设备的功能。数据处理层分为实时数据库与历史数据两部分,实时数据库按系统中数据的使用频率管理高频数据和低频数据,按紧迫性调度高优先级和低优先级数据,以优化数据管理及调度流程;历史数据库的设计实现一种动态备份数据方式,有利于提高备份数据的安全性并减少系统占用资源。人机交互层提供丰富的数据显示方式,风格一致的参数设置窗口方式以及灵活、可靠的操作平台。本系统是在Visual C++6.0的环境下设计与开发的图形化监控软件平台,设计中采用了面向对象技术、组件技术、以及数据库技术。实际运行效果表明,SOFC集成监控系统的操作便捷、人机交互灵活、观测方式多样,不再出现因系统内存资源消耗不断增加或个别设备通信故障而导致停运的情况,历史数据备份完整、查阅方便。至今为止系统已经累计运行超过千余小时,最长连续运行时间超过400小时,没有出现一次因意外中断而强行退出监控系统情况。该项目已经通过现场验收。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 概述
• 1.1 选题背景
• 1.2 SOFC技术现状
• 1.3 SOFC计算机监控技术
• 2 SOFC监控总体设计方案
• 2.1 SOFC设备组态方案
• 2.2 SOFC集成监控系统软件设计方案
• 2.2.1 SOFC集成监控系统软件设计目标
• 2.2.2 SOFC集成监控系统组成
• 2.2.3 SOFC集成监控系统的开发平台和设计技术
• 3 数据通信层
• 3.1 串口通信模块
• 3.1.1 串行通信
• 3.1.2 MSComm组件
• 3.1.3 设备信息的自适应识别
• 3.2 电子负载模块
• 3.2.1 通信协议模块
• 3.2.2 数据处理模块
• 3.2.3 时间计算模块
• 3.2.4 报警处理模块
• 3.3 流量积算仪组件
• 3.3.1 通信协议模块
• 3.3.2 参数计算模块
• 3.4 温控仪模块
• 4 数据管理层
• 4.1 实时数据库
• 4.1.1 实时数据库结构
• 4.1.2 数据分类与调度
• 4.1.3 实时数据库实现
• 4.2 历史数据库
• 4.2.1 数据库选型
• 4.2.2 数据库结构
• 4.2.3 数据库动态备份
• 5 人机交互层
• 5.1 数据显示模块
• 5.2 参数设置模块
• 5.3 控制台模块
• 6 系统测试分析与运行效果
• 6.1 系统模块与整体测试
• 6.1.1 系统单元测试
• 6.1.2 系统集成测试
• 6.2 系统运行效果分析
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢