一种光伏电站智能清洁系统的制作方法

本发明涉及一种光伏电站智能清洁系统，属于光伏电站智能系统
技术领域：
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背景技术：
：光伏产业使用光伏发电板将太阳能转换为电能，作为清洁、可再生能源，对缓解煤炭石油等不可再生能源的能源危机与环境污染具有重要意义，符合国家可持续发展战略中保护环境、节约能源的要求，是一个具有发展潜力的新兴产业，但其发电效率受温度、湿度、光照强度以及灰尘的影响较大，灰尘的长期积累不仅给光伏组件造成严重伤害，降低发电效率，且会诱发许多故障，因此定期对光伏组件清洁维护是一种快速提高光伏电站发电效率的有效途径。目前国内外主要通过人工除尘、高压水枪除尘、专业清洁设备除尘等方式进行光伏组件的清洁，然而采用人工清洁容易对太阳能光伏板造成损伤，且效率较低，采用高压水枪清洗虽对清洁效果较好，但水资源浪费较多，难以二次利用，导致实用环境受限，采用机械除尘技术，使用机器带动刷子，并边洒水边清洁光伏面板，清洁效率较差，机械操作难度较大，也有如cn107626631a提供的一种光伏组件清洗设备等架设于光伏板表面带刮刷、毛刷等的板式清洗设备，但缺乏清洁监控系统，智能化程度低，难以远程控制执行和故障报警、监测管理，特别是降雨、强风天气相应对清洁除尘设施和动作影响难以调控，导致清洁效率低下，排查和使用成本较高。技术实现要素：本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种光伏电站智能清洁系统。本发明是通过如下的技术方案予以实现的：一种光伏电站智能清洁系统，包括若干光伏板清洗终端和电站本地监控中心，所述光伏板清洗终端包括光伏板除尘刮刷和驱动机构，其中，所述驱动机构用于驱动光伏板除尘刮刷左右移动，所述光伏板除尘刮刷两端设有两个接近开关传感器；所述光伏板清洗终端还包括终端控制模块，所述终端控制模块包括电机驱动板和终端控制板，所述电机驱动板上设有整流滤波调压模块和驱动制动模块，所述整流滤波调压模块用于与交流市电连接整流成直流为驱动制动模块供电，所述驱动制动模块用于驱动、制动驱动机构；所述驱动机构包括钢缆、第一绕线辊和第二绕线辊，所述钢缆与光伏板除尘刮刷相连，且两端分别设置于第一绕线辊和第二绕线辊上，所述第一绕线辊和第二绕线辊分别连接有第一旋转电机和第二旋转电机，所述钢缆的数目至少为两根，所述钢缆上设有至少四个定滑轮，所述驱动制动模块有两个，且分别与第一旋转电机和第二旋转电机电连接；所述终端控制板上设有主控芯片，电源模块，电流采样模块，传感器信号采集模块和无线数传模块，所述主控芯片均与电流采样模块、实时时钟模块、传感器信号采集模块和无线数传模块相连；所述电流采样模块与电机驱动板相连，所述电流采样模块上设有电流互感器、采样电阻和a/d转换引脚，用于采集电流数据有效值，所述总控制端计算器设置有每次除尘的最长时间以及电机运行时的下限电流，中限电流，上限电流四个参数阈值，用于与电流采样模块的电流数据有效值比较，判断故障报警；所述电源模块用于为终端控制板供电，所述电源模块上设有电压调节芯片，所述电压调节芯片用于将24v电源转换为5v电源，所述传感器信号采集模块用于采集接近开关传感器传导的信号；所述电站本地监控中心设有总控制端计算器，所述总控制端计算通过无线数传模块与端控制模块通信，所述总控制端计算器上设有通信模块，所述通信模块采用无线电台方式通讯；所述电站本地监控中心还设有气象传感器和数据采集板，所述气象传感器包括风速风向传感器和雨量传感器，所述气象传感器通过网线与数据采集板相连，所述数据采集板用于采集气象传感器的数据输出至总控制端计算器。所述总控制端计算器设有人机输入界面，所述人机输入界面用于用户登录、设备控制、参数设置、设备选择、加刮控制和故障反馈显示。所述光伏电站清洁监控系统还包括云端服务器，所述云端服务器通过互联网和通信模块与总控制端计算器实现通信，并通过互联网连接有手机客户端，手机客户端通过b/s结构(browser/server，浏览器/服务器模式)交互。以便通过短信下发终端报警信息。本发明的有益效果为：(1)通过每个终端控制模块控制一台光伏板清洗终端的机械部分，进行实时时钟、控制命令处理、故障信号的检测与处理、电机运行实时电流的监测、实现自主运行的控制逻辑；(2)每个电站电站设置电站本地监控中心，进行多个终端信号的处理、数据的传输，监控管理该电站若干终端设备，(3)通过云端服务器和手机客户端远程通信，与用户的交互，存储、访问、控制命令写入，以便通过短信下发终端的报警信息，监控若干电站本地监控中心，(4)系统整体的协调稳定运行，具备自动清扫、故障自检、远程监控与控制等功能，可进行定时动作、加刮动作、故障报警与远程监控，降雨自动加刮与强风停机动作，极大提高了光伏电站组件清洁效率，提升发电效率，节约人工成本，从而提高电站智能化和整体收益。附图说明图1为本发明监控结构图。图2为本发明监控原理图。图3为本发明光伏板清洗终端除尘结构示意图。(图3中：光伏板除尘刮刷1和驱动机构2，钢缆3、第一绕线辊4和第二绕线辊5，接近开关传感器6，定滑轮7，支架8，太阳能光伏板9，第一旋转电机10和第二旋转电机11)。图4为本发明电机驱动板原理图。图5为本发明驱动模块电路图。图6为本发明制动模块电路图。图7为本发明电源模块电路图。图8为本发明电流采样模块电路图。图9为本发明a/d转换参考电压图。图10为本发明实时时钟模块电路图。图11为本发明复位电路模块电路图。图12为本发明接近开关传感器电路图。图13为本发明终端控制模块结构图。图14为标准正弦电流波形图。图15为经过采样电阻的电压波形图。图16为电压正半周期波形图。图17为本发明电流有效值检测流程图。图18为本发明光伏板清洗终端电机控制流程图。图19为本发明光伏板清洗终端整体控制流程图。图20为本发明人机输入界面向光伏板清洗终端命令发送程序图。图21为本发明光伏板清洗终端信息接收与处理程序图。图22为本发明雨量等级表。图23为本发明风力等级表。图24为本发明云端服务器控制信息接收与处理程序图。图25为本发明云端服务器系统结构图。具体实施方式下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。参见图1～3，一种光伏电站智能清洁系统，包括若干光伏板清洗终端和电站本地监控中心，所述光伏板清洗终端包括光伏板除尘刮刷和驱动机构，其中，所述驱动机构用于驱动光伏板除尘刮刷左右移动，所述光伏板除尘刮刷两端设有两个接近开关传感器；所述接近开关传感器为pnp型霍尔接近开关，选用lj12a3-4-z/bx，用于感知刮刷是否运行到位；所述光伏板清洗终端还包括终端控制模块，所述终端控制模块包括电机驱动板和终端控制板，参见图4，所述电机驱动板上设有整流滤波调压模块和驱动制动模块，所述整流滤波调压模块用于与交流市电连接整流成直流为驱动制动模块供电，所述驱动制动模块用于驱动、制动驱动机构；所述驱动机构2包括钢缆3、第一绕线辊4和第二绕线辊5，所述钢缆3与光伏板除尘刮刷1相连，且两端分别设置于第一绕线辊4和第二绕线辊5上，所述第一绕线辊4和第二绕线辊5分别连接有第一旋转电机10和第二旋转电机11，所述钢缆3的数目至少为两根，所述钢缆3上设有至少四个定滑轮7，所述驱动制动模块有两个，且分别与第一旋转电机和第二旋转电机电连接。所述光伏板除尘刮刷1通过支架8悬于太阳能光伏板9上方，避免出现机械结构遮挡阳光导致的发电效率低下，并通过四个定滑轮7折曲，使钢丝绳悬于光伏板四周与下方，第一旋转电机10和第二旋转电机11均置于光伏板下方，通过第一旋转电机10带动第一绕线辊4绕线，使与钢缆3连接的光伏板除尘刮刷1向一侧移动，第二绕线辊5上的钢缆3从动放线，同理第二旋转电机11旋转可带动光伏板除尘刮刷1向另一侧移动，两根钢缆3利于提高拉力和稳定性，旋转电机采用博山微电机的110zyt152直流永磁电机，该电机额定电压220v，额定电流2.3a，额定功率375w，额定转速1500rpm，刮刷早上置于光伏板西边，下午置于光伏板东边。所述驱动制动模块包括驱动模块和制动模块，所述驱动模块和制动模块分别用于接收终端控制板的驱动和制动信号。驱动制动模块通过继电器实现，依据接收终端控制板的驱动和制动信号，控制光耦的通断从而控制继电器的状态；参见附图5，20v和220vgnd为整流滤波调压模块输出的直流电，m1+和m1-接电机电枢引脚，do-1为微控制器主控芯片mcu输出引脚。当do-1输出低电平，光耦导通，继电器线圈得电，继电器吸合，电机电枢得电运转。当do-1输出高电平，光耦断路，继电器控制端失电，继电器断开，电机电枢失电停止驱动。通过光耦，继电器两级驱动最终实现微控制器对电机驱动的控制，保障了电路的安全性与可靠性。参见附图6，采用能耗制动的方式，r9为制动电阻，和驱动模块一样采用光耦和继电器控制制动电阻是否接入电机两端。考虑电机额定电流2.3a，额定电压220v故可估算电机反电动势，电机电枢允许最大电流，若假定电枢电阻为零，那么制动电阻最小值，取制动电阻，制动电阻功率最大值。所述终端控制板上设有主控芯片，电源模块，电流采样模块，传感器信号采集模块和无线数传模块，所述主控芯片均与电流采样模块、实时时钟模块、传感器信号采集模块和无线数传模块相连；所述主控芯片选用stc公司的stc12c5a32s2芯片，该芯片是单时钟/机器周期(1t)的单片机，其芯片内部集成了许多实用的片上外设如8路高速10位a/d转换，双串口，eeprom等；主控芯片为51内核，采用keil8051软件编程，keil软件包括了c编译器，宏汇编器，调试器；所述电源模块用于为终端控制板供电，所述传感器信号采集模块用于采集接近开关传感器传导的信号；参见图7，所述电源模块上设有电压调节芯片，所述电压调节芯片用于将24v电源转换为5v电源。所述电压调节芯片采用lm2596开关型电压调节芯片进行电源的变换，该芯片可输出最大3a的电流，该芯片内部集成度高，外围只需4个元件，电路简洁，方便使用。所述电流采样模块与电机驱动板相连，所述电流采样模块上设有电流互感器、采样电阻和a/d转换引脚，用于采集电流数据有效值，所述总控制端计算器设置有每次除尘的最长时间以及电机运行时的下限电流，中限电流，上限电流四个参数阈值，用于与电流采样模块的电流数据有效值比较，判断故障报警。参见附图8，第一旋转电机10和第二旋转电机11在实时运行过程中可能会有堵转或者其他故障，而这些问题均可以通过电机电流反映出来，由于两台电机同一时间只可能有一台得电运转，且电机驱动板消耗电流较小，电流的波动同样较小，所以通过直接检测电机驱动板的电源电流，检测到电流值的大小与电机的实际电流值近似为线性关系可以反映出电机的实际运行状态。先通过电流互感器将220v交流电与控制电路隔离并将电流值线性缩小，然后通过采样电阻将电流信号转换为电压信号并通过一个二极管将反向电压过滤掉，得到只有上半周期的交流电压信号，最后将该电压信号通过由运放lm358搭建的电压跟随器接至主控芯片mcu的a/d转换引脚。参见附图9，为减小a/d转换误差，增加2.5v参考电源电路。所述终端控制板上设有实时时钟模块和复位电路模块，所述实时时钟模块用于提供时间基准，所述复位电路模块用于使主控芯片复位至初始状态，所述复位电路模块上设有看门狗电路。参见附图10，实时时钟模块的计时功能通过ds1302实时时钟芯片完成。该芯片可以以秒为最小单位进行计时，可自动调整每月天数计数与闰年计数，可通过i2c通信接口与主控芯片mcu通信输出计时数。可采用双电源供电，由于其可对备用电源充电，故本系统使用1f的电容作为其备用电源。参见附图11，复位电路模块用于对主控芯片mcu复位使程序重新运行，同时具有看门狗功能以防程序在异常情况下“跑飞”。该模块采用max813芯片来实现对mcu的复位以及看门狗功能，在复杂的工业现场环境，各种干扰的存在有可能会使主控芯片mcu内部在执行指令时出错，将数据错误的当做地址码从而造成程序运行出错，故需要引入看门狗。看门狗又叫定时器电路，程序运行期间需要不间断的进行“喂狗”操作，当程序故障“跑飞”则“喂狗”操作便会停止，当一定时间未进行“喂狗”操作，看门狗会发送复位信号使mcu复位。参见附图12，当无磁场时信号线输出高电平，有磁场时输出低电平，将该传感器置于光伏板除尘刮刷1支架8两端，在光伏板除尘刮刷1的相应位置放置磁钢，以此检测光伏板除尘刮刷1是否运行到支架8的一端，以判断运行到位。所述电站本地监控中心设有总控制端计算器，所述总控制端计算通过无线数传模块与端控制模块通信。所述总控制端计算器采用研华uno-2174a/78a型计算器，是一款嵌入式apr(applicationreadyplatform，应用就绪型平台)，不仅缩短了开发时间，并且提供了丰富的网络接口，拥有丰富的i/o，例如可支持4-8个com端口以及6个usb接口，能够满足各种项目中的扩展需求。所述总控制端计算器上设有通信模块，所述通信模块采用无线电台方式通讯，所述通信模块选用泽耀科技的as62-dtu30型无线数传电台，以rs485接口与电台通信。每个省份每个电站下可设若干台光伏板清洗终端设备，每个终端设备有唯一的地址码即设备编号，设备编号为8位，第1、2位为地区编码，第3、4位为电站编码，第5、6位为安装区域编码，第7、8位为设备编码，所以按照此系统设定的设备编号，每个电站最多安装99*99＝9801台终端设备。与电站的通信采用自由协议通信方式，每一帧数据以″#″开头，以″*″结尾。电站标志来指定该数据帧的目的终端，若电站标志为″all″，表示该数据帧作用范围是整个电站的所有终端设备，若电站标志是某个终端设备的设备编号，如″00000000″则表示该数据帧仅对这一台终端设备有效。控制字符表示该数据帧的功能，控制数为控制字符的补充，它们组合在一起体现电站的控制目的，如控制字符为″tim″，控制数为″17205161200″则表示将终端设备内的时钟设置为“2017年5月16日12:00星期二”。最后的校验数字为检验和。无线数传模块采用泽耀科技的as62-t27型无线串口，通过串口uart与通信模块通信，因此在每个电站，一台无线数传电台与若干个无线串口模块组成一套无线通信系统，实现电站本地监控中心与终端远程通信，将通信模块电站设置为监听模式，终端的无线数传模块设置成定向收发模式，这样可实现串口数据的透传，通过串口中断函数进行数据的接收，在接收数据根据电站标志判断此数据是否有效，若有效则会在接收完数据后将“接收数据”标志置位以通知主程序处理数据。所述总控制端计算器用于对一定区域电站的光伏板清洗终端发送驱动、制动信号进行控制，接收光伏板清洗终端的反馈信息，完成与云端服务器的通信以传达到云端，通过云端对光伏板清洗终端远程控制和状态监控。所述电站本地监控中心还设有气象传感器和数据采集板，所述气象传感器包括风速风向传感器和雨量传感器，所述气象传感器通过网线与数据采集板相连，所述数据采集板用于采集气象传感器的数据输出至总控制端计算器，以便为下雨天气、大风天气的除尘运行提供依据。所述数据采集板为rs485总线输出，集成modbus通信协议，作为从站地址为01。其通信速率为9600，用“03”(只读)命令从起始地址“9004”开始读6个数据，这6个数据依次分别为：9004：当前风向，单位：度；9005：当前风速，单位：0.1m/s；9006：前10分钟最高风速，单位：0.1m/s；9007：前10分钟最高风速时的风向，单位：度；9008：前1小时累计雨量，单位：0.1mm；9009：前24小时累计雨量，单位：0.1mm。参见附图22，23，通过usb转rs485模块连接气象传感器数据采集板，每1分钟读取一次气象数据。即每隔一分钟向数据采集板发送数据序列：010390040006a909，其中“01”为数据采集板modbus从站地址，“03”表示读数据，“9004”表示读取数据的其起始地址为9004，“0006”表示要读取从起始地址开始的6个数据，“a909”为crc校验码。数据采集板同样会返回一组数据序列，如：01030c002d00020003002d0001000a447d，其中“01”表示从站地址，“03”表示读数据，“0c”表示有12字节有效数据，“002d”表示当前风向45度，“0002”表示当前风速0.2m/s，“0003”表示前10分钟最高风速0.3m/s，“002d”表示前10分钟最高风速时的风向45度，“0001”表示前1小时累计雨量为0.1mm，“000a”表示前24小时累计雨量为1mm。在对数据解析后，若当前一小时内降水量超过0.5mm小于2mm则进行一次加刮，若风速超过10m/s则立即停止本电站所有终端设备的任何动作，此智能判断功能可手动停用。本系统对雨量和风速的判断依据参照雨量等级表和风量等级表如附图所示。所述总控制端计算器设有人机输入界面，所述人机输入界面用于用户登录、设备控制、参数设置、设备选择、加刮控制和故障反馈显示。所述光伏电站清洁监控系统还包括云端服务器，所述云端服务器通过互联网和通信模块与总控制端计算器实现通信，并通过互联网连接有手机客户端，手机客户端通过b/s结构(browser/server，浏览器/服务器模式)交互。以便通过短信下发终端报警信息；在互联网中，每个终端计算机以ip为其唯一识别编号，云端服务器有两种选择，方式一，向网络运营商比如电信、联通、移动等申请公网静态ip，然后自己用计算机搭建服务器。方式二，直接向腾讯、阿里等互联网公司租用云服务器，一方面需要向网络运营商交费用，另一方面需要有场地以及一台性能较好的计算机来搭建服务器，但此种方式，数据较为安全。而方式二相比方式一则只需要交纳一定租赁费用，且可在任意一台联网的计算机访问它，使用起来更加灵活。因此结合实际情况，选择了腾讯云云端服务器，是以云虚拟机的形式提供给客户使用，方便进行存储空间的扩充，优势在于基础架构以及对大数据的处理，可以减少部署成本投入，可以较为灵活的对资源进行分配，有利于对资源的充分利用。云端服务器设有云端数据库，通过读取云端数据库获取手机客户端用户的远程控制信息，对控制信息进行解析后将其转换为与终端设备通信的数据帧格式，发送到光伏板清洗终端设备，控制信息同样以代号的形式存放在数据库中，如“add”表示将对终端设备进行加刮操作，软件通过sql语句读取数据库中用以与电站控制中心通信的表的内容，从而获得整体的控制代码。云端以数据库为核心，采用微软公司的sqlserver数据库，由于它是微软生态系统的一部分，集成了微软公司的各类资源，提供了可视化的操作界面，故在安装学习方面相对较容易，利于快速开发使用，且其在开发组合大型数据库方面功能齐全，便于之后功能扩展。通过网页与用户进行信息交互。一方面，用户可以通过网页界面将远程控制信息写入数据库，而电站控制中心通过读数据库获取用户的控制信息，将信息解析后发送至终端设备实现控制。另一方面，电站控制中心会将接收到的终端报警信息实时写入数据库，用户可以通过网页查看报警信息。终端报警信息的短信推送通过云端的软件实现，该软件监测到有新的报警信息则会向工作人员发送短信提醒。本发明的工作原理为：每个光伏电站设置多个光伏板清洗终端，光伏板清洗终端通过驱动机构2的第一旋转电机10或第二旋转电机11带动光伏板除尘刮刷1，对光伏板表面左右机械式除尘清洁，每个电站本地监控中心通过总控制端计算器在通信模块下发送控制信号，远程控制终端控制模块的终端控制板；参见图13，电源模块为终端控制板供电，电压调节芯片将24v电源转换为5v电源，终端控制板通过无线数传模块通信接收控制信号，中控芯片处理传输，整流滤波调压模块将220v交流供电整流成直流以驱动两台电机工作，驱动制动模块依据控制信号实现驱动和制动两台电机，带动带动光伏板除尘刮刷1行走；该控制信号为四个开关量信号，四个开关量信号通过五根信号线即四个开关量和一根共地线进行传输，四个开关量分别为：a：第二旋转电机启动、b：第二旋转电机制动、c：第一旋转电机启动、d：第一旋转电机制动；输出低电平用“0”表示，输出高电平用“1”表示，则四个开关量的输出组合对应到光伏板除尘刮刷1状态如下表1所示：abcd功能1000光伏板除尘刮刷1左移0001光伏板除尘刮刷1右移0101光伏板除尘刮刷1制动因此系统在进行清洁工作时，终端控制板通过电机驱动板对电机进行控制，首先将电机的锁定信号去除，之后对电机加驱动信号，电机运转，清洁工作开始。通过读取接近开关传感器的信号来判断刮刷是否运行到指定位置，当刮刷运行到位后则去除电机驱动信号，之后对电机加锁定信号，完成一次清洁工作。本发明故障检测采用电流检测原理：将电流信号转换为电压信号，直接对交流电压信号进行采样，然后通过程序处理计算得到所测电流的有效值；参见附图14，由于本系统采用单电源供电，故只取标准正弦电流波形信号正向的半个周期，电流经过电流互感器线性缩小k倍，然后经过采样电阻转换为电压信号，波形参见图15，之后信号经二极管滤波再经电压跟随电路驱动作用到中控芯片mcu的引脚上，电压正半周期波形如图16；对于附图14，若电流瞬时值为i，周期为t，有效值为i，根据有效值的定义有：∫2t0t2dt＝i22t(1)，经电流互感器与采样电阻r将电流变换为电压值为u＝i*r/k(2)，由式1与式2得∫2t0(i*k/r)2dt＝i22t(3)，对于图16的电压波形，由于式(3)是u的平方的积分而且电压波形的正半周期与负半周期成轴对称，设图16电压瞬时值为u1，则对u1的平方两个周期积分值和对u一个周期的积分值相等，结合式(3)可得：∫2t0(u1*k/r)2dt＝i2t(4)，由此可测得电流有效值为：i＝(k/r)*√(1/t)∫2t0u12dt(5)；对式5中的积分采用梯形法求和代替，在采样算法中以采样频率fs(采样周期为ts＝1/fs)对待测信号进行采样，设一个周期内有n个采样点，则电流有效值为(6)：查阅stc12c5a32s2芯片手册可知，该mcu集成10位高速a/d转换模块，可以达到250万次/秒，通过设置定时器，每400us对待测信号进行一次a/d转换采样，市电通常频率为50hz，即周期为20ms，所以每周期采样次数n＝20.1000/400＝50。由于a/d采样以电源电压为基准，为防止电源波动等情况影响采样结果，每400us不仅对待测信号，同样对2.5v基准信号进行采样，利用采样完成中断，在对2.5v基准信号采样后，紧接着开始对待测信号的采样，计算出待测信号电压值，为增强检测结果的可靠性，每次测量信号有效值采样信号的四个周期进行计算，参见附图17电流有效值检测程序流程图，参照公式6可计算出待测电流的有效值。实际测量由此计算得的有效值与用万用表测得的有效值误差在50ma之内，由于电机电流在1a-2a，误差在5％-2.5％，故次误差在允许范围之内。参见图18，在电机运行期间可能出现刮刷被卡住或其他故障，通过检测电机的运行时间以及电机运行的实时电流进行判断，下限电流，中限电流，上限电流这四个参数的实现方式以及设置目的为：(1)最大运行时间：电机开始运行后开始计时，当电机运行的时间大于设定的除尘最长时间则立即停止工作并向电站发送报警信息，设置该时间用于检测刮刷在规定时间内未运行到位的情况，比如出现刮刷与钢丝绳连接断开的情况；(2)下限电流：电机运行时将电机实时电流与设定的最小电流比较，当其小于最小电流时立即停机并向电站发送报警信息。用于检测电机电流过小的情况，比如电机供电断路、电机驱动损坏、电机空转等。(3)中限电流：当电机电流超过此参数时向电站发送报警信息，但不停机，当电机电流持续大于此参数一定时间则再次向电站发送报警信息并停机。通过此参数来检测电机电流的突变，以此来判断刮刷是否遇到了较大障碍物，如果连续两次除尘操作均出现此情况则需要工作人员到现场去处理。(4)上限电流：当电机电流超过此参数则立即向电站报警并停机。利用此参数来检测刮刷卡死等造成的电机堵转情况。终端控制模块使用ds1302芯片来为终端系统提供实时时钟，ds1302芯片具有年、月、日、周、时、分、秒计数功能，参见附图19，光伏板清洗终端整体上来讲有三个主要功能，手动调试功能、自动清洁功能、远程控制功能。(1)手动调试部分：此部分主要用于安装调试以及故障检修，在正常工作期间按下终端按键的停止按键或者是设备故障报警并停机后均可进入手动调试模式。在此模式下设备自动工作部分失效，只有通过按键板手动使刮刷移动。通过按键板左右移动以及停止控制按钮可控制刮刷任意左右移动，可停止在光伏板任意一处。在此模式下接近开关仍然有效，当刮刷移动至左右两端时自动停止以防损害机械部分，同时在此模式下“最大电流”参数有效，当电机电流超过设置的最大电流时则立即停机，以防工作人员误操作比如在电机堵转情况下操控移动刮刷。(2)自动清洁部分：设备不断从ds1302读取实时时间并与设定的自动工作时间对比，到了对应的时间就会调用电机控制模块控制电机动作完成对应的工作。同时上位机可以分别控制早中晚自动工作的起动和停止，所以设备在时间比对成功后会判断对应的停止标志，若是停止则不会动作。(3)远程控制部分：在通信模块接收并处理数据后会将会修改对应的标志位与变量值，在程序执行过程中通过判断这些标志位与变量值来实现程序运行结果从而达到远程控制目的。终端设备每接收到一次加刮信号会通过电机控制模块控制电机带动刮刷左右动作一个来回。终端设备向电站控制中心发送报警信息数据帧的格式，每帧数据以“##”开头，以“*”结尾。设备编号是每个终端的唯一编码，用以识别终端设备。故障信息用以指明报警类型，如“hig”表示电机电流达到上限电流报警。报警数值是对故障信息的补充，如故障信息为“hig”，报警数值为“1896”则表示报警时测得电机电流为1896毫安，若为“接近开关无信号”这种不需报警数值类型的报警则报警数值为“0000”。最后的校验数为数据帧的校验和。参见图20，所述人机输入界面采用labview软件编程，labview图形化编程，具有以下优点：简化开发：编程语言为简单的图像化编程语言；无可比拟的硬件集成：能够支持多种通信方式，支持从各种总线上接收信息；自定义用户界面：所见即所得的拖拽式设计环境；广泛的分析和信号处理ip：可对数据自行分析，加载算法。工作人员通过人机界面进行光伏板清洗终端设备控制、接收光伏板清洗终端设备信息以及通信数据处理、云端控制信息接收与处理。参见图21，电站本地监控中心接收到设备的故障信息一方面会将其显示在人机界面的故障列表当中，另一方面会将故障信息写入数据库的“当前故障”与“历史故障”表中。复位电路模块用于对主控芯片mcu复位使程序重新运行，同时具有看门狗功能以防程序在异常情况下“跑飞”，实时时钟模块提供时间基准以便为每天除尘工作定时执行，接近开关传感器6传感光伏板除尘刮刷1反馈感知是否运行到位，经传感器信号采集模块采集，电流采样模块采集电机驱动板电流，中控芯片控制传输传感器、电流反馈信号至电站本地监控中心，每个电站的电站本地监控中心还通过通信模块与云端服务器，以便于工作人员通过手机客户端远程监控。参见图24，25，云端网页使用adobedreamweaver软件进行编程，该软件具有编辑网页与管理网站的功能，且其所见即所得的页面编辑功能有利于快速开发出符合要求的网页。云端服务器基于windows系统，在windows系统下需要开启并配置好网站服务才可以从外部通过ip或域名访问到该网站，在本项目中直接通过ip访问[18][19]。为了数据安全，在访问网站时需要密码验证，客户通过网站主要有三方面的操作：(1)查看历史故障：首先要通过该软件连接数据库，然后在界面上画出表格，之后再将表格与对应数据关联起来，将数据库里相关表的数据显示在网页上；(2)查看当前故障：方法同(1)；(3)查看电站连接状态：电站控制中心每隔一秒将电站主机时间写入，云端软件不断将该时间与服务器本机时间对比，当时间差超过120秒则认为该电站控制中心与服务器连接已断开，并将连接状态写入；(4)对终端进行控制：用户更改填写网页上的项，当点击确定后，通过sql语句写入，电站控制中心读取从而获得控制信息。云端软件使用c#语言编写，在visualstudio开发环境编程调试，要有三方面的工作，一是判断电站控制中心的连接状态，二是向工作人员以短信的形式推送终端设备报警信息：通过集成“融云”的短信发送脚本实现，在“融云”官网上注册缴费后将会有对应的可发短信条数，并需编辑好短信模板，在程序中调用脚本程序即可实现短信的发送，在程序中不断读取数据库，当有新的报警信息时则先将故障信息添加到短信模板变量处，再调用脚本函数将短信发送出去；三是将已经进行故障检修的终端设备从当前故障表中删除：当工作人员在现场对设备检修完毕恢复正常使用后，终端设备会向电站总控制中心发送信息，之后电站会在数据库对应位置写“设备故障已清除”。软件检测到某个终端已恢复正常则会将“当前故障”表中该终端设备的故障信息全部删除。综上，本发明的光伏电站智能清洁系统能实现如下功能：(1)定时动作。本系统可以设定早刮时间，午刮时间，晚刮时间，设备将根据设定的时间每天自动动作，且自动动作可分别控制启动和停止，实际使用时可灵活选择。早刮是指每天早上根据设定的时间定时进行除尘动作，此功能主要在天气较炎热的时候工作。在天气较炎热的时候早上一般会在光伏板上形成露水而又不会凝结为霜，此时进行除尘动作能更好的清除光伏板表面的灰尘杂物，早刮结束后自动将刮刷停在光伏板西边。午刮预设时间在中午十二点，时间可调，主要作用是将刮刷从光伏板西边调到东边以防下午刮刷遮挡阳光。晚刮指每天傍晚定时进行除尘动作，主要考虑在天气较为寒冷时早上有霜或有降雪，傍晚冰雪融化进行一次除尘能起到更好的效果。(2)加刮动作。加刮是指在任何时间，工作人员均可通过网页或电站本地监控中心向终端设备发送加刮信息，终端设备收到加刮信息后会进行相应的除尘动作。此功能的设置旨在方便工作人员随时控制设备执行清洁工作。(3)故障报警与远程监控。终端设备在运行期间若出现故障，会向电站本地监控中心发送故障信息，电站接收到报警信息一方面会将报警信息记录在本地显示出来提醒工作人员，另一方面会将报警信息上传到云端。云端检测到设备报警会及时地将报警信息以短信的形式发送给电站管理人员，既可以通过电站对本电站设备进行控制，又可以通过电脑或手机访问网页来控制终端。(4)自动加刮与停机。当降雨时电站本地监控中心自动控制本电站终端设备执行加刮动作；当有强风时电站本地监控中心自动将本电站所有终端设备停机，停止其自动动作。在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本
技术领域：
的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。当前第1页12