research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf ·...

57
สวพ. มทร.สุวรรณภูมิ รายงานการวิจัย การพัฒนาระบบ Data-Acquisition สาหรับระบบผลิตไฟฟ้ าด้วย เซลล์แสงอาทิตย์แบบอิสระด้วย LabVIEW รองศาสตราจารย์นภัทร วัจนเทพินทร์ คณะวิศวกรรมศาสตร์และสถาปัตยกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ พ.ศ. 2558 โครงการวิจัยนี้ได ้รับทุนอุดหนุนจากกองทุนวิจัย มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลสุวรรณภูมิ ประจาปี 25558

Transcript of research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf ·...

Page 1: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

รายงานการวจย

การพฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรบระบบผลตไฟฟาดวย เซลลแสงอาทตยแบบอสระดวย LabVIEW

รองศาสตราจารยนภทร วจนเทพนทร

คณะวศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร

มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม

พ.ศ. 2558 โครงการวจยนไดรบทนอดหนนจากกองทนวจย มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม ประจ าป 25558

Page 2: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

- ก -

หวหนาโครงการวจย รองศาสตราจารยนภทร วจนเทพนทร ชอโครงการ การพฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรบระบบผลตไฟฟาดวย

เซลลแสงอาทตยแบบอสระดวย LabVIEW ปพทธศกราช 2558

บทคดยอ การวจยนมวตถประสงค เพอพฒนารปแบบฮารดแวรของส าหรบระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยแบบอสระใหเขากนไดกบระบบ DAQ ของ National Instrument ส าหรบวดและบนทกคา กระแสไฟฟา แรงดนไฟฟา ก าลง และพลงงานไฟฟา และความเขมแสงอาทตย โดยไดพฒนาโปรแกรมมอนเตอรระบบดงกลาวขนดวยซอฟตแวร LabVIEW ผลการวจยพบวา รปแบบฮารดแวรทพฒนาขนประกอบไปดวย PV 450 Wp 24V, Charger and controller 24V/20A, Battery 24V/160Ah, Inverter 24V/220V 50Hz, load-R 2A 220V, Data acquisition System ใช interface module consist of NI 9229, NI 9203, NI 9215 and NI 9225. โปรแกรมมอนเตอรพฒนาดวย LabVIEW ซงสามารถวดและบนทกคาตางๆไดตามวตถประสงคของการวจย ผลของการวจยนจะท าใหไดระบบ Data-Acquisition ส าหรบระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยแบบอสระทเหมาะสม ส าหรบใชในการศกษาการท างาน และพฤตกรรมของระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยแบบอสระท าไดงายขน อกทงเปนแนวทางในการออกแบบระบบปองกนและเลอกอปกรณทเหมาะสม เพอสรางระบบการวดและบนทกผลทางไฟฟาและการประยกตใชงานดาน อนๆ ได เมอน าระบบทไดพฒนาขนน มาใชงานจรงจะสามารถน าไปใช เปนชดฝกทดลอง หรอชดการสอน เหมาะสมทจะน าไปใชฝกอบรมชางเทคนค หรอวศวกร รวมทงผสนใจทวไป และยงน าไปใชสอนนกศกษาระดบปรญญาตร ในหลกสตร วศวกรรมไฟฟา และวศวกรรมพลงงาน ททางคณะฯจะเปดรบนกศกษาใหมในปการศกษา 2558 ไดอยางมประสทธภาพ ตอบสนอง การผลตบณฑตทมความสามารถในเชงปฏบตงานจรงในภาคอตสาหกรรมดานพลงงานแสงอาทตยและระบบทเกยวของ เปนไปตามนโยบายของประเทศไทยดานการวจยและพฒนาพลงงานทดแทน เพอทดแทนพลงงานจากฟอสซลทก าลงจะหมดไป ค าส าคญ : ระบบผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตยแบบอสระ, Data acquisition System, โปรแกรมมอนเตอร, LabVIEW

Page 3: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

- ข -

กตตกรรมประกาศ ขอขอบคณกองทนวจ ยมหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม ทสนบสนนทนวจ ยงบประมาณเงนรายได ป 2558 เพอพฒนางานวจยของศนยวจยและถายทอดเทคโนโลยพลงงานแสงอาทตย คณะวศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร

คณะผวจย

Page 4: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

- ค -

สารบญ หนา บทท 1 บทน า 1.1 ความส าคญและทมาของปญหาทท าการวจย 1 1.2 วตถประสงคของการวจย 2 1.3 ขอบเขตของการวจย 2 1.4 ประโยชนของการวจย 2

บทท 2 ทฤษฎและงานวจยทเกยวของ 2.1 แนวคดระบบการพฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรบระบบ 3 ผลตไฟฟาจากเซลลแสงอาทตย ดวย LabVIEW 2.2 เซนเซอร (Sensors) 4 2.3 ระบบดาตาแอกควสสชน (Data Acquisition System) 5 2.4 โปรแกรม LabVIEW 6 2.5 งานวจยทเกยวของ 14

บทท 3 วธการวจย 3.1 การออกแบบระบบ 18 3.2 การออกแบบซอฟตแวร 22 3.3 ขนตอนการทดสอบระบบ PV stand-alone energy system 43

บทท 4 ผลการวจย 4.1 การพฒนารปแบบฮารดแวร 44 4.2 การพฒนาซอฟตแวร 45

บทท 5 สรปผลการวจย 5.1 สรปผลการวจย 48 5.2 ขอเสนอแนะ 48

Page 5: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

- ง -

สารบญตาราง หนา ตารางท

2-1 คณลกษณะของโมดลกรดอนเวอรเตอรรน EN-SGi 500 7

4-1 ผลการจดรปแบบ ฮารดแวรทเหมาะสมระหวาง ระบบ PV stand-alone energy 44 system กบ ระบบการวดและมอนเตอรดวยฮารดแวรของ LabVIEW

Page 6: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

- จ -

สารบญภาพ

หนา รปท

1 ระบบผลตไฟฟาจาดเซลลแสงอาทตยแบบอสระ 1 2-1 ไดอะแกรมระบบการพฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรบระบบผลตไฟฟาจาก 3 เซลลแสงอาทตยดวย LabVIEW 2-2 เซนเซอรวดความเขมของแสงอาทตย (Pyranormeter) 4 2-3 DC Current transducer แบบ (A-to-V) 4 2-4 AC Current transducer (A-to-A) 4 2-5 CDAQ 9174 และโมดลตางๆ ซงจะเปนตวท าหนาทเปน Data Acquisition 5 2-6 ตวอยางโปรแกรม LabVIEW 7 2-7 หนาแรกของโปรแกรม LabVIEW 8 2-8 ภาพ User Interface 9 2-9 สวนประกอบตางๆของ LabVIEW 9 2-10 Controls Panel และ Tools หรอเครองมอเปลยนรปแบบ (Cursor) 10 2-11 Functions Palette 10 2-12 การเลอกการใช Loops 11 2-13 การสราง Array 12 2-14 การเลอก Simulate Signal 12 2-15 การก าหนดพารามเตอร 13 2-16 การสรางกราฟ 13 2-17 กราฟแสดงผลจาก Simulate Signal 14 3-1 ชดก าเนดไฟฟาจากเซลลแสงอาทตย ขนาด 450 Wp 18 3-2 เซนเซอรวดคาความเขมของแสงอาทตย บนแนวระนาบ 18 3-3 กลองตอสายในหองปฏบตการวจย 18 3-4 อปกรณควบคมการประจแบตเตอร ขนาด 24V/20A 20 3-5 อนเวอรเตอรแบบอสระ ขนาด 24Vdc/220V 50Hz 150W 20 3-6 อปกรณ Compact DAQ ของ National Instrument และคอมพวเตอร 21 ส าหรบอนเตอรเฟซกบ CDAQ 9174 และส าหรบโปรแกรมมอนเตอร ระบบ PV Stand-a lone Energy System

Page 7: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

- ฉ -

หนา รปท

3-7 ไดอะแกรมของระบบ PV-Stand-alone energy System 21 3-8 ไดอะแกรมการตอวงจร ด.ซ. จากแผงเซลลแสงอาทตย, การตอเอาตพตของเซนเซอร 22 ความเขมของแสงอาทตย และกลองตอสายในหองปฏบตการวจยฯ 3-9 หนาจอหลกของโปรแกรมมอนเตอร 23 3-10 โปรแกรม Calibration VAC Inverter 24 3-11 ขนตอนการ Calibration 25 3-12 โปรแกรม NI MAX 26 3-13 การสอบเทยบคาตางๆของโปรแกรม 27 3-14 การเลอกอปกรณทจะท าการสอบเทยบคา 27 3-15 ฟงกชน Calibration 28 3-16 การตงชอ 28 3-17 ก าหนดคา Number of sample to average และ Sample Rate (Hz) 29 3-18 ชอง Reference, Uncelebrated และ Difference 29 3-19 ก าหนดคาอางอง 30 3-20 ยนยนผลการสอบเทยบ 30 3-21 สนสดขนตอนการสอบเทยบ 31 3-22 สญญาลกษณเครองมอเพอยนยนการสอบเทยบ 31 3-23 การ Save คาในโปรแกรม 32 3-24 การเขาโปรแกรมปรบตงคาเซนเซอรวดกระแส 32 3-25 การระบคาลงโปรแกรม Excel 34 3-26 การสรางกราฟ 34 3-27 การก าหนดชวงขอมล 35 3-28 การก าหนดชวงขอมลลงในแกน X และ Y 35 3-29 การสรางสมการเสนตรง 36 3-30 การสรางสมการเสนตรง 36 3-31 คา multiplier และคา Offset 37 3-32 โปรแกรมปรบตงคาเซนเซอรวดกระแส 37 3-33 หนาตางโปรแกรมสรางรายงาน 38 3-34 หนาจอการเลอกแบบ Average two period parameter 39 3-35 Flow Chart การเกบ Data ของตวโปรแกรม 41 3-36 การ CHECK การออกจาก PROGRAM 42

Page 8: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

- ช -

หนา รปท

3-37 โปรแกรม Setting Program 42 3-38 การเรยกโปรแกรม Report 43 3-39 โหลด 400Ω 2A at 220V 43 4-1 ฮารดแวรของระบบ PV stand-alone energy system 45 4-2 โปรแกรมมอนเตอรขนหนาจอหลกในการแสดงผล 46 4-3 ผลการวดคากระแสไฟฟา และคาความเขมของแสงอาทตย 47 ขอมลวนท 3 กมภาพนธ 2558 4-4 ผลการวดคากระแสไฟฟา แรงดนไฟฟา ดาน ด.ซ. และ ดาน เอ.ซ. 47 ขอมลวนท 3 กมภาพนธ 2558

Page 9: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

บทท 1

บทนา

1.1 ความสาคญและความเปนมาของการวจย

ระบบ DAQ ( Data acquisition ) เปนการเกบรวบรวมวเคราะหขอมลจรงในงานวจยทดลองดาน

วศวกรรมศาสตร และวทยาศาสตรผาน ฮารดแวรคอมพวเตอร โดยมความแตกตางจากงานระบบ

คอมพวเตอรทวไปตรงทม Hardware พเศษเพอตรวจจบสญญาณทางกายภาพทางวทยาศาสตรทไดมาจาก

เซนเซอรชนดตางๆ เชน กระแสไฟฟา แรงดนไฟฟา อณหภม ความดนอากาศ กาซ อตราการไหล เปนตน

แปลงเขาสระบบคอมพวเตอรเปนรปแบบในลกษณะสญญาณทางไฟฟาเขาสระบบคอมพวเตอรผาน

Software ประยกตทพฒนาตามคณลกษณะของงานวจยทดลองนนๆ เชน LabVIEW, Math lab และอนๆ ใน

ลกษณะเวลาจรง(Real Time) ขอมลทได จะสามรถเกบไวในฐานขอมลคอมพวเตอร หรอ Memory cardsได

สะดวก ระบบ DAQ ยงสามารถเกบขอมลและกาหนดชวงเวลาในการเกบขอมลไดถงระดบไมโครวนาท ม

ความแมนยาสงและสามารถพฒนาโปรแกรมใหผใชงานเขาถงไดสะดวก

ระบบผลตไฟฟาจาดเซลลแสงอาทตยแบบอสระ โดยปกต จะตดตงเฉพาะสวนวงจรกาลงทใชในการ

ผลตไฟฟากระแสสลบ ไดจากแผงเซลลสงอาทตยประกอบไปดวย แผงเซลลแสงอาทตย อนเวอรเตอรและ

เครองชารจ แบตเตอร และโหลด ดงรปท 1

รปท 1 ระบบผลตไฟฟาจาดเซลลแสงอาทตยแบบอสระ

การทจะเขาใจการทางานของระบบ และไดรขอมลการผลตไฟฟาทแทจรง เพอนาไปประเมนคา

ประสทธภาพของระบบและอปกรณตางๆในระบบเพอใหสามารถเลอกใชอปกรณในการผลตไฟฟาจาก

พลงงานทดแทน แสงอาทตย ได อยางเหมาะสมและประหยดพลงงานนน จาเปนทจะตองมระบบการวด

Page 10: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

2

และบนทกคาทแมนยา และเปนระบบอตโนมต ดงนน ระบบ DAQ จงเปนแนวทางหนงของคาตอบทจะทาให

ปญหาดงกลาวแกไขไปได ผวจยจงมแรงจงใจทจะพฒนาระบบดงกลาวขนเพอประโยชนในการวจย ของ

นกวจ ยประจาศนยวจ ยและถายทอดเทคโนโลยพลงงานแสงอาทตย คณะวศวกรรมศาสตรและ

สถาปตยกรรมศาสตรตอไป อกทงยงสามารถนาไปใชเปนสอการฝกอบรมชางเทคนคและผสนใจทวไป และ

ยงนาไปใชสอนนกศกษาระดบปรญญาตร ในหลกสตร วศวกรรมไฟฟา และวศวกรรมพลงงาน ททางคณะฯ

จะเปดรบนกศกษาใหมในปการศกษา 2558 ไดเปนอยางด

1.2 วตถประสงคของการวจย

พฒนารปแบบฮารดแวรของตวเซนเซอร กระแสไฟฟา แรงดนไฟฟา และความเขมแสงอาทตย ให

เขากนไดกบระบบ DAQ โดยอางองฮารดแวรของ National instrument สาหรบ ระบบ PV stand-alone

energy system และพฒนาโปรแกรมมอนเตอรระบบดงกลาว ดวยซอฟตแวร LabVIEW

1.3 ขอบเขตของการวจย

1.ใชระบบ PV stand-alone ขนาด DCV 24 V/ACV 220V 50Hz/Pmax 400W ทมอยเดม และใช

การด DAQ ของ National Instrument, พฒนาซอฟตแวรโดยใชโปรแกรม LabVIEW

2. ฮารดแวรทพฒนาขนสามารถวดกระแสดซ ได ไมเกน 20A ท 24V และกระแส เอซ ไดไมเกน

5A/220V

1.4 ประโยชนของการวจย

1. ไดฮารดแวร และซอฟตแวรมอนเตอรทเหมาะสมกบการใชในการวดและบนทกคาตางๆจากระบบ

PV stand-alone energy system ทใชอยในศนยวจยและถายทอดเทคโนโลยพลงงานแสงอาทตย คณะ

วศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร

2. ใชเปนสอการฝกอบรมชางเทคนคและผสนใจทวไป และยงนาไปใชสอนนกศกษาระดบปรญญาตร

ในหลกสตร วศวกรรมไฟฟา และวศวกรรมพลงงาน

Page 11: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

บทท 2

ทฤษฎและงานวจยทเกยวของ

ผวจยไดศกษา คนควา เอกสารทเกยวของ ทนใงประเทศและตางประเทศเพอใหเหนภาพโดยรวม

ของโครงการ และออกแบบระบบฯไดอยางเหมาะสม และเพอใหเขาใจถงความเชอมโยงตางๆ ระหวางอป

กรรการวด เซนเซอร และตวอนเตอรเฟส รวมถงการออกแบบโปรแกรม LabVIEW ทจะใชในการมอนเตอร

ระบบการผลตไฟฟาดวยเซลลแสงอาทตย และเครองมออปกรณตางๆทใชในโครงการวจยน ดงรายละเอยด

ตอไปน

2.1 แนวคดระบบการพฒนาระบบ Data-Acquisition สาหรบระบบผลตไฟฟาจากเซลลแสงอาทตย

ดวย LabVIEW

รปท 2-1 ไดอะแกรมระบบการพฒนาระบบ Data-Acquisition สาหรบระบบผลตไฟฟาจาก

เซลลแสงอาทตยดวย LabVIEW

Page 12: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

4

2.2 เซนเซอร (Sensors)

เซนเซอร คอ อปกรณททาหนาทวดพารามเตอรตางๆ และแปลงคาทวดไดเปนสญญาณไฟฟา อาจ

เปนแบบแรงดน หรอกระแสไฟฟา หรอ พลสกได จากคาความเขมของพลงงานแสงอาทตยมจานวน 2 ตว

คอเซนเซอรทตดตงบนแนวระนาบ(พน) และตดตงทอปกรรตดตามดวงอาทตย รวมทงเซนเซอรทวด

คากระแสและแรงดนไฟฟา ใหเปนสญญาณไฟฟา ในโครงการวจยน ใชเซนเซอร 3 ชนดคอ

1. เซนเซอรวดความเขมของแสงอาทตย หรอ ไพรานอมเตอร (Pyranormeter) เปนผลตภณฑของ

บรษท Davis Instruments โดยมชวงของรบขอมลความเขมของแสงอาทตย(Solar irradiance) อยในชวง

0-1500 W/m2 ใหสญญาณเอาทพตเปนกระแสไฟฟาอยในชวง 4-20 mA ดงรปท 2-2

รปท 2-2 เซนเซอรวดความเขมของแสงอาทตย (Pyranormeter)

2. DC Current transducer คอ อปกรณแปลงสญญาณกระแสไฟฟา เปนแรงดนไฟฟารน DK 20

C10 U ของบรษท LEM ซงจะทาการแปลงสญญาณกระแสไฟฟาตรงในระดบ 0-15 A มาเปนแรงดนทาง

ไฟฟา 0-10 VDC

รปท 2-3 DC Current transducer แบบ (A-to-V)

3. AC Current transducer คอ อปกรณแปลงกระแสไฟฟาใหเปนกระแสไฟฟา รน AK 5 B420L

ของบรษท LEM ซงจะทาการลดระดบของสญญาณกระแสไฟฟากระสลบในระดบ 0-5 A มาเปนระดบของ

สญญาณกระแสไฟฟากระสลบ 4-20 mA

รปท 2-4 AC Current transducer (A-to-A)

Page 13: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

5

2.3 ระบบดาตาแอกควสสชน (Data Acquisition System)

2.3.1 NI Compact DAQ

คอ ชดอปกรณอนเตอรเฟสแบบดาตาแอกควสสชนทใชรบขอมลจากเซนเซอรชนดตางๆ จะใช

CDAQ 9174 ซงเปนอปกรณของทางบรษท National Instrument รองรบโมดลได 4 ตว โดยในระบบนจะใช

การเชอมตอขอมลระหวาง CDAQ 9174 กบเครองคอมพวเตอรทใชควบคมผานทางสาย USB ซงประกอบ

ไปดวย

1. NI 9215 เปนโมดลอนพตรบสญญาณแรงดนไฟฟา ±10 VDC ซงจะรบสญญาณแรงดนไฟฟา

กระแสตรงจากทแปลงมาจากกระแสไฟฟากระแสตรง จากตว DC Current transducer เบอร

DK 20 C10 U

2. NI 9229 เปนโมดลอนพตรบสญญาณแรงดนไฟฟา ±60 VDC ซงจะรบสญญาณแรงดนไฟฟา

กระแสตรง โดยตรงไมผานเซนเซอร จากแผงเซลลแสงอาทตย 24V 400W และจากเอาตพต

ของตวชารจประจใหแบตเตอร(Battery Charger) และวดทแบตเตอร

3. NI 9203 เปนโมดลอนพตรบสญญาณกระแสไฟฟา 4-20 mA ซงจะรบสญญาณกระแสไฟฟา

กระแสสลบ ทวดมาจากกระแสเอาตพตของอนเวอรเตอร (Inverter) โดยผาน AC Current

transducer รน AK 5 B420L และรบสญญาณเอาตพตจาก Pyranormeter ซงเปนชนด 4-20

mA

4. NI 9225 เปนโมดลอนพตรบสญญาณแรงดนไฟฟา 300 Vrms ซงจะรบสญญาณแรงดนไฟฟา

กระแสสลบจากเอาตพตของอนเวอรเตอรโดยตรง

รปท 2-5 CDAQ 9174 และโมดลตางๆ ซงจะเปนตวทาหนาทเปน Data Acquisition

2.3.2 Monitoring Hardware

คอมพวเตอรทาหนาทรบสญญาณจากอปกรณ CDAQ 9174 ผานทางสาย USB โดยคาทไดจะ

แสดงผลบนหนาจอและเกบลงฐานขอมลของเครองคอมพวเตอร และควรมคณลกษณะอยางนอย คอ

Page 14: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

6

- Operating system ของเครอง Window 7

- CPU Core I5 Speed 1.8 GHz

- RAM 1 GB

- Hard disk 80 GB

2.3.3 โปรแกรมมอนเตอร (Monitoring Program)

โปรแกรมมอนเตอร คอ โปรแกรมหลกทตองทาการตดตงในคอมพวเตอรอยางนอยตองม 3 สวน คอ

1. โปรแกรมอานและบนทกขอมลของระบบผลตไฟฟาจากเซลลแสงอาทตย รวมถงโปรแกรมสราง

รายงาน ซงถกพฒนาดวย LabVIEW 2013

2. โปรแกรมฐานขอมล MySQL ไดถกนามาใชงานเนองจากเปนโปรแกรมแบบ Open Source

สามารถทจะนามาใชงานไดโดยไมมคาใชจาย

3. โปรแกรม Microsoft Office ใชในการทารายงานจากฐานขอมลสามารถทจะทาตารางขอมลและ

การสรางกราฟ แสดงผลการทางาน

2.4 โปรแกรม LabVIEW

LabVIEW (Laboratory Virtual Instrument Engineering Workbench) คอ โป รแ กรมประ ย ก ต

รปแบบหนงทใชการเขยนโปรแกรมแบบกราฟกโมดล กลาวคอ LabVIEW จะใชรปในการพฒนา

(Graphical-based Programming ) ซงจะทางานแบบ Dataflow โดย LabVIEW จะสามารทางานทเปน

สมการไดโดยเนนไปทการทางานกบ เซนเซอร(Sensors) และทรานสดวเซอร(Transducers) ชนดตางๆ

เพอใชในการวดสญญาณทางกายภาพ เชน อณหภม ความชน กระแสไฟฟา แรงดนไฟฟา ความเรว ฯลฯ

ซงจะสามารถนาขอมลทวดไดเกบลงในฐานขอมลได

โปรแกรมทถกพฒนาขนโดย LabVIEW จะเรยกวา Virtual Instrument หรอ VI ซงหมายถง

เครองมอวดเสมอน โดยใน LabVIEW จะม Front Panel ซงจะมไวเพอแสดงและควบคมการทางาน ซงจะม

สวนประกอบตางๆไวสาหรบออกแบบหนาจอ เชน จอแสดงผลแบบออสซลโลสโคป สวตซ เปนตน ซง

ทงหมดนจะทางานผาน เครองคอมพวเตอร และในสวนการเขยนโปรแกรมเรยกวา Block Diagram ซงจะ

เปนการเขยนโปรแกรมดวยรปภาพ หลกการในการทางานจะแบงออกเปน 3 สวนใหญๆ คอ

1. Acquisition เปนสวนทรบขอมล( Input ) จากภายนอกเขาสระบบซงขอมลเหลานสามารถรบมา

ไดจาก DAQ ( สาหรบสญญาณทางไฟฟา ) , IMAQ ( สาหรบขอมลประเภทรป ) หรอ GPIB

( สาหรบควบคมเครองมอวด )

2. เมอไดรบขอมลแลวจะผานการวเคราะหขอมล

3. Presentation คอ การแสดงผลโดยอาจแสดงผลบนหนาจอคอมพวเตอร เชน Digital Multimeter

หรอ Oscilloscope

Page 15: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

7

รปท 2-6 ตวอยางโปรแกรม LabVIEW

สวนประกอบของ LabVIEW สามารถแบงไดดงน

1. Front Panel คอ สวนทตด ตอกบผ ใชงาน ซงจะประกอบดวยสวนรบขอมลจากผใช

(Control) และสวนแสดงผล (Indicator)

2. Control คอ สงทผใชจะปอนคาหรอปรบเปลยนคาไดซงจะทาการบขอมลเขามาในรปขอมล

ตวเลข

3. Indicator คอ สงทโปรแกรมจะแสดงผลออกมาหรอ Output นนเอง

4. Block Diagram คอ สวนในการเขยน Source Code

5. Terminal จะมสองรปแบบคอ Output Terminal และ Input Terminal

6. Icons คอ สวนทมการทางานอยางใดอยางหนงเมอโปรแกรมเรมทางาน เชนการบวก , ลบ

7. Wire คอ เสนทางในการสงผานขอมล

8. Structures คอสวนในการควบคมขนตอนการทางาน

9. Nodes คอ จดเชอมตอระหวางขอมลกบ SubVI , Function หรอ Structure

Page 16: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

8

การพฒนาโปรแกรม

ในการทางานของ LabVIEW นนจะทางานตาม Dataflow ซงจะมหลกการทางานดงน

1. SubVI จะทางานเมอมการรบขอมลเขามาทาง Input

2. เมอ SubVI ทางานเสรจจะสงขอมลไปยงฟงกชนหรอ SubVI อนๆทตองการขอมลตอไป

3. โดยขอมลจะถกสงผานสายหรอ Wire

การเรมตนใชงาน LabVIEW 2010

รปท 2-7 หนาแรกของโปรแกรม LabVIEW

จากหนาแรกนเลอกท Blank VI จะทาใหได User Interface โดยทหนาตางสเทาเรยกวา Front

Panel และหนาตางสขาวเรยกวา Block Diagram

Page 17: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

9

รปท 2-8 ภาพ User Interface

รปท 2-9 สวนประกอบตางๆของ LabVIEW

Page 18: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

10

เราสามารถสราง User Interface ในสวนของ Front Panel โดยใชอปกรณทเรยกวา Controls Panel

และอปกรณในสวนของ Block Diagram เรยกวา Functions Palette ซงเปนเครองมอทใชในการเขยนโคด

นนเอง และในการทางานนนจะตองมอปกรณชวยนนคอเครองมอสาหรบเปลยนรปแบบ (Cursor)

รปท 2-10 Controls Panel และ Tools หรอเครองมอเปลยนรปแบบ (Cursor)

รปท 2-11 Functions Palette

Page 19: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

11

Loops (ลป)

ในการเขยนโคดนนยอมมการวนลปอยเปนประจาและใน LabVIEW นนกมคณสมบต

สามารถทาการวนลปไดโดยแบงเปน

- While Loop ซงจะเปนกรอบสเทา โดยจะรนจนกวาเงอนไขจะรบคา Boolean คา True

จงจะหยดรน และการเชคเงอนไขของลปจะทาหลงจากรนโคดครงแรกไปแลว นนกคอ

While Loop จะทาอยางนอยหนงครง

- For Loop มไวเพอรนลปทรจานวนครงแนนอนในการรนโคด ซงจาเปนตองระบ

จานวนครง (N) ของ For Loop ไวกอนจงจะรนโคดได

ในการใชงาน Loops นนสามารถกาหนดความเรวของ Loops ได และยงสามารถเกบ

ขอมลจากลปทผานมาและนามาใชตอในลปปจจบนได

รปท 2-12 การเลอกการใช Loops

Array

Array คอกลมของขอมลประเภทเดยวกนทนามาเรยงเปนแถว และใน LabVIEW นนสามารถ

เลอกการทางานแบบ Array ไดโดยเราจะตองเลอกการสราง Array Control/Indicator Front Panel ใหเลอก

Control Palette : Array, Matrix & Cluster >> Array และนามาวางซงจะทาใหไดกรอบเปลาๆของ Array

จากนนใหนาขอมลไปวางในกรอบของ Array อกท จากนนเราสามารถขยาย Array นนได

Page 20: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

12

รปท 2-13 การสราง Array

ตวอยางการสราง VI โดยการจาลองสญญาณทางไฟฟา แลวทาการวเคราะหและประมวลผล

1. สรางสญญาณโดยใชการจาลองสญญาณจาก Simulate Signal และกาหนดพารามเตอรตามท

ตองการโดยในตวอยางนจะสรางสญญาณ Sine Wave

รปท 2-14 การเลอก Simulate Signal

Page 21: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

13

รปท 2-15 การกาหนดพารามเตอร

2. จากนนทาการสรางกราฟเพอแสดงผลทไดจากเครอง Simulate Signal โดยการคลกขวาท

output ( ลกศรชออก )ขางคาวา Sine จะไดกราฟทตอออกมาจาก Simulate Signal และทหนา Front Panel

จะไดกราฟทแสดงผล

รปท 2-16 การสรางกราฟ

Page 22: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

14

รปท 2-17 กราฟแสดงผลจาก Simulate Signal

2.5 งานวจยทเกยวของ [1]Jun-Long TANG, Rui-Nian XU, Huan-Guang CHEN, Tian-Jian SHEN, De-Ming LI, Virtual instrument for controlling and monitoring digitalized power supply in SSRF, Nuclear Science and Techniques, Volume 17, Issue 3, June 2006, Pages 129-134, ISSN 1001-8042, http://dx.doi.org/10.1016/S1001-8042(06)60025-0. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1001804206600250) Keywords: LabVIEW; Digital power supply; Virtual instrument; SSRF; PWM; TL503.5 Abstract The Shanghai Synchrotron Radiation Facility (SSRF) needs extremely precise power supplies for their various magnets. A digital controller is being developed for the power converters of the SSRF power supply (PS). In the digital controller, a fully digital pulse-width modulator (PWM) directly controls the power unit insulated gate bipolar transistor (IGBT) of the PS. A program in Lab VIEW language has been developed to control and monitor the digital PS via serial communication (RS232) from a PC and to modify its parameters as well. In this article, the software design of the virtual instrument for controlling and monitoring digitalized PS and its associated functions are described, and the essential elements of the program graphical main-VI and sub-VI source code are presented and explained. The communication protocol and the structure of the developed system are also included in this article. [2]Zhang Mingle, Yun Jintian, Jin Guoguang, Liu Gang, System on Temperature Control of Hollow Fiber SpinningMachine Based on LabVIEW, Procedia Engineering, Volume 29, 2012, Pages 558-562, ISSN 1877-7058, http://dx.doi.org/10.1016/j.proeng.2012.01.003. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1877705812000136) Keywords: LabVIEW; Temperature controller; Transducer; RS485 communication

Page 23: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

15

Abstract In this paper, temperature controller and transducer are applied to the system for temperature control of hollow fiber membrane based on LabVIEW software. By rs485 communication, temperature and rotational speed are monitored and controlled in real time. And the communication instruments are introduced. Some combined units are used to reduce the system response time. Combining LabVIEW software with serial communication technic, the automation level of hollow fiber spinning machine and the sensitivity of date acquisition and monitoring is greatly improved. [3]Alan S. Morris and Reza Langari, Chapter 5 - Data Acquisition with LabVIEW, In Measurement and Instrumentation, edited by Alan S. Morris and Reza Langari, Butterworth-Heinemann, Boston, 2012, Pages 115-133, ISBN 9780123819604, http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-12-381960-4.00005-X. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B978012381960400005X) Keywords: Data acquisition systems; computer-based measurement; PC-based data acquisition; LabVIEW programming; virtual instruments; data flow programming; graphical programming languages Summary This chapter is designed to introduce the reader to the concept of computer-based data acquisition and to LabVIEW, a software package developed by National Instruments that is used extensively in laboratory settings. LabVIEW is as an extensive programming platform that includes a multitude of functionalities ranging from basic algebraic operators to advanced signal processing components that can be integrated into rather sophisticated and complex programs for use in the laboratory (and even industrial setting). For pedagogical reasons, we only introduce the main ideas from LabVIEW necessary for functioning in a typical undergraduate engineering laboratory environment. Specific topics discussed in this chapter are the associated learning objectives structure of PC-based data acquisition systems, development of simple virtual instruments using basic functionalities of LabVIEW, and addition of enhanced functionalities for interaction with external hardware. [4]Elmer Ccopa Rivera, Félix de Farias Junior, Daniel Ibraim Pires Atala, Rafael Ramos de Andrade, Aline Carvalho da Costa, Rubens Maciel Filho, A LabVIEW-based intelligent system for monitoring of bioprocesses, In: Jacek Jeżowski and Jan Thullie, Editor(s), Computer Aided Chemical Engineering, Elsevier, 2009, Volume 26, Pages 309-314, ISSN 1570-7946, ISBN 9780444534330, http://dx.doi.org/10.1016/S1570-7946(09)70052-5. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1570794609700525) Keywords: Modeling; bioreactor; software sensor; artificial intelligence Abstract The application presented in this study illustrates the usefulness of an automated monitoring system carried out in LabVIEW environment. The results obtained have show that it is possible to infer into a real-time basis the key variables in bioethanol fermentation using pH, turbidity, CO2 flow rate and temperature on line measurements and a MLP-based Software Sensor. On-line monitoring system provided accurate online predictions of the concentrations during the

Page 24: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

16

fermentation process even when the secondary variables measurements were noisy. This study also will illustrate the usefulness of an automated monitoring system carried out in graphical programming environment. [5]Eftichios Koutroulis, Kostas Kalaitzakis, Development of an integrated data-acquisition system for renewable energy sources systems monitoring, Renewable Energy, Volume 28, Issue 1, January 2003, Pages 139-152, ISSN 0960-1481, http://dx.doi.org/10.1016/S0960-1481(01)00197-5. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148101001975) Abstract Data-acquisition systems are widely used in renewable energy source (RES) applications in order to collect data regarding the installed system performance, for evaluation purposes. In this paper, the development of a computer-based system for RES systems monitoring is described. The proposed system consists of a set of sensors for measuring both meteorological (e.g. temperature, humidity etc.) and electrical parameters (photo voltaic voltage and current etc.). The collected data are first conditioned using precision electronic circuits and then interfaced to a PC using a data-acquisition card. The LABVIEW program is used to further process, display and store the collected data in the PC disk. The proposed architecture permits the rapid system development and has the advantage of flexibility in the case of changes, while it can be easily extended for controlling the RES system operation. [6]H.Q. Liao, Z.R. Qiu, G.H. Feng, The Design of LDF Data Acquisition System Based on LabVIEW, Procedia Environmental Sciences, Volume 10, Part B, 2011, Pages 1188-1192, ISSN 1878-

0296, http://dx.doi.org/10.1016/j.proenv.2011.09.190. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1878029611003859) Keywords: LDF; Data Acquisition System; LabVIEW; Optic fiber-capacitance Liquid Sensor Abstract In the formation of liquid drops, different kinds of liquids may have different outer profiles; the change of volume and shape in the process of drop formation can indirectly reflect liquid's physical and chemical properties, such as surface tension and viscosity, etc. Real-time detection the size of drops in the forming process is on the basis of drop analysis technique. Previous researchers have studied that optic fiber and capacitance drop sensor fusion technology can indirectly gain drop's form and the volume. This article is based on the optic fiber and capacitance drop sensor theory, designing the system based on the LabVIEW software to realize the LDF (Liquid Drop Fingerprint) data acquisition function. The experiment results show that the system can well realize the acquisition, compared with the traditional VC programming technology, this data acquisition system is high efficiency. [7]B.R. Poorna chandra, K.P. Geevarghese, K.V. Gangadharan, Design and Implementation of Remote Mechatronics Laboratory for e-Learning Using LabVIEW and Smartphone and Cross-platform Communication Toolkit (SCCT), Procedia Technology, Volume 14, 2014, Pages 108-115, ISSN 2212-0173, http://dx.doi.org/10.1016/j.protcy.2014.08.015. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2212017314000516)

Page 25: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

17

Keywords: Remote laboratory; e-learning; virtual lab; Mechatronics laboratory Abstract This paper reports a work-in progress at the SOLVE, Students Online Laboratory Through Virtual Instrumentation, at the National Institute of Technology, Surathkal, Karnataka on the design and implementation of a remote lab utilizing emerging technologies.The paper focuses on the basic implementation of a remote laboratory using the publisher-subscriber architecture. Control system and Vibration experiments were chosen for practical implementation which could be monitored and controlled by students using internet. This enabled the remote users to gain a better understanding of the concept of vibrations and control system by performing the real experiment at a time and place of their choice. Both publisher and subscriber were developed using LabVIEW and SCCT add-on for communication. SCCT provides high performance data communication on conventional platforms like LabVIEW, Android, HMTL5, Java, JavaScript, thereby making it multiplatform approach. The method followed for data acquisition by the experimental server, architecture followed at the publisher and subscriber end, brief description about the performable experiments is explained in the present paper. [8]Aissa Chouder, Santiago Silvestre, Bilal Taghezouit, Engin Karatepe, Monitoring, modelling and simulation of PV systems using LabVIEW, Solar Energy, Volume 91, May 2013, Pages 337-349, ISSN 0038-092X, http://dx.doi.org/10.1016/j.solener.2012.09.016. (http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0038092X12003416) Keywords: PV systems; Monitoring; Modelling; Simulation Abstract This paper presents a detailed characterization of the performance and dynamic behaviour of photovoltaic systems by using LabVIEW real-time interface system. The developed software tool integrates several types of instruments into a single system which is able to offer online measurements all data sources and comparison simulation results with monitored data in real-time. Comprehensive monitoring and analyzing of PV systems play a very important role. The proposed method is a low-cost solution to provide fast, secure and reliable system by making the system database-ready for performance analysis of PV systems. The proposed method is also applied to a grid connected PV system in the Centre de Developpement des Energies Renouvelables (CDER) in Algeria. The results show that there is a good agreement between the measured and simulation results values. The integration methodology of robust simulation and monitored data in real-time can be extended to study the fault diagnosis of a PV system.

Page 26: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

บทท 3

วธการวจย

3.1 การออกแบบระบบ

ฮารดแวร คอ อปกรณและเครองมอทมอยเดมในหองปฏบตการวจยฯ ประกอบไปดวย

(1) ชดกาเนดพลงงานไฟฟาจากเซลลแสงอาทตย (Solar Panel) ขนาด 2502× Wp

ตดตงอยบนหลงคาอาคารเดยวกน โดยตดตงอยบนชดตดตามดวงอาทตยอตโนมต (Automatic Solar

Tracking) ดงรปท 3-1 และมการตดตงสายจายกาลงไฟฟาลงมายงหองปฏบตการวจยทชน 1 ของ

อาคาร โดยมกลองตอสาย เพออานวยความสะดวกในการใชงานดงรปท 3-3 ในการวจยครงนจะปรบตง

มมแผงเซลลแสงอาทตยไปท 15 องศา หนกหนาทศใตเทานน

(2) เซนเซอรว ดคาความเขมของแสงอาทตย มจานวน 2 ตว ตดตงอยบนชดตดตาม

ดวงอาทตย 1 ตว ดงรปท 3-1 และตดตงอยบนพนอาคาร (แนวระนาบ) อก 1 ตว ดงรปท 3-2

รปท 3-1 ชดกาเนดไฟฟาจากเซลลแสงอาทตย ขนาด 450 Wp

Page 27: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

19

(3) อปกรณควบคมการประจแบตเตอร (Solar Charger) เลอกใชอปกรณทมอยเดม คอ

Solar Charger ขนาด 24V20A ดงแสดงในรปท 3-4

(4) แบตเตอร ใชแบตเตอรขนาด 12V/80Ah จานวน 2 ชด ตออนกรมกนเพอใหไดแรงดน 24V

(5) อนเวอรเตอรแบบอสระ (Stand-alone Inverter) เลอกใชอนเวอรเตอรแบบสวตชงทให

เอาตพตเปนแรงดนคลนไซน มพกดกาลงไฟฟาเอาตพต 150 W ทแรงดน 220V 50Hz มอนพตเปน

ด.ซ. 24V ดงรปท 3-5

(6) โหลด เลอกใชโหลดตวตานทาน เปนชดหลอดไฟฟา 220V 50Hz ทมสวตชเลอก

คาโหลดไดตงแต 0W-100W

รปท 3-3 กลองตอสายในหองปฏบตการวจย รปท 3-2 เซนเซอรวดคาความเขมของแสงอาทตย

บนแนวระนาบ

Page 28: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

20

(7) อ ปก ร ณ DATA Acquisition เ ล อ ก ใ ช Compact DAQ ผ ลต ภณ ฑข อ ง National

Instrument ตดตงบนฐานแบบ 4 ชอง รน CDAQ9174 และตดตงโมดลการวด 4 ตว คอ NI9215,

NI9229, NI9230 และ NI9225 โดยม

(8) คอมพวเตอรแสดงผล (Computer display) ใชคอมพวเตอรแลปทอป ของ ASUS ทางาน

ดวย Windows 8 และตดตงโปรแกรม LabVIEW ไวในเครองเพอพฒนาเปนโปรกกรมมอนเตอรสาหรบ

ระบบ PV Stand-alone energy System ตอไป ดงรปท 3-7

(9) ไดอะแกรมของระบบ PV Stand-alone energy System

รปท 3-8 คอ ไดอะแกรมของระบบฯ ดงกลาว ซงประกอบ/ไปดวยการตอสญญาณ

เอาตพตจากเซนเซอรความเขมแสงอาทตยทง 2 ชด คอ P1 และ P2 ตอเขากบอนพต AI(0) และ AI(2)

ของโมดล 9203NI ตอไปคอ เอาตพต ด.ซ. จากแผงเซลลแสงอาทตย 24V/450W ตอวด Vdc โดยโมดล

NI9229 ตอเขาท AI1 สวนกระแส ด.ซ. ตอวดโดยโมดล NI9215 ทข ว AI1 เชนกนแตตอวดผาน Current

Sensor และตอเขากบอนพต (+/-) ของ ตวควบคมการประจแบตเตอร เอาตพตของตวควบคมฯ ตอเขา

กบแบตเตอร 24V (160Ah) โดยมตววดคากระแส (Chary discharge) ผาน Current Sensor ตอเขากบ

AI2 ของ NI 9215

รปท 3-4 อปกรณควบคมการประจแบตเตอร

ขนาด 24V/20A

รปท 3-5 อนเวอรเตอรแบบอสระ

ขนาด 24Vdc/220V 50Hz 150W

Page 29: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

21

รปท 3-6 อปกรณ Compact DAQ ของ National Instrument และคอมพวเตอรสาหรบอนเตอรเฟซกบ

CDAQ 9174 และสาหรบโปรแกรมมอนเตอร ระบบ PV Stand-a lone Energy System

รปท 3-7 ไดอะแกรมของระบบ PV-Stand-alone energy System

สาหรบแรงดน (Charge / discharge) วดโดย NI 9229 ตอเขาท AI2 และตอเอาตพตของตว

ควบคมการประจฯ เขากบอนพต (24v) ของอนเวอรเตอร และตอเอาตพตของมนเขากบโหลด R = 0-

400Ω / 2A / 220V ดงรปท 3-8 การตอวงจรตาง ๆ โดยละเอยดจะตองพฒนาการตอสายจรงตาม

ไดอะแกรม ในรปท 3-8 ประกอบดวย เพอความถกตองและปลอดภยในการทางาน

Page 30: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

22

รปท 3-8 ไดอะแกรมการตอวงจร ด.ซ. จากแผงเซลลแสงอาทตย, การตอเอาตพตของเซนเซอร

ความเขมของแสงอาทตย และกลองตอสายในหองปฏบตการวจยฯ

3.2 การออกแบบซอฟตแวร

3.2.1. โปรแกรมอานและเกบขอมล (Main Server program)

คอโปรแกรมททาหนาทตดตอกบ hardware สวนตางๆ ทสงขอมลมาเกบบนเครอง

คอมพวเตอร ประกอบตวขอมลจาก sensor ทสงเขา CDAQ 9174 เพอเปลยนจากสญญาณ Analog ให

เปน Digital การอานขอมลจะทาโดยการตงเวลาของรอบในการอาน (Sampling rate) ซงคา default จะ

ถกตงไวท 10 วนาท ตอการอานหนงครง โปรแกรมจะมลาดบขนในการอานคาดงน

1. อานคาความเขมแสงอาทตยจากเซนเซอรวดความเขมแสงอาทตยทแปลงเปนสญญาณ

กระแสไฟฟา

2. อานคาแรงดนฟา และกระแสไฟฟากระแสตรงจากสวนของ PV panel และ Charger

จากนนจาคาการะแสและแรงดนมาคานวน และกาลงของไฟฟา

3. อานคาแรงดนฟา และกระแสไฟฟากระแสตรงและกระแสสลบจาก Inverter ทางดาน DC

และ AC จากนนจาคาการะแสและแรงดนมาคานวน กาลงของไฟฟา และคาพลงงานทาง

ไฟฟา

Page 31: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

23

4. นาผลของขอมลทไดแสดงลงบนหนาจอ

5. เกบบนทกผลของขอมลลงในฐานขอมล

6. รอเวลาครบรอบทจะอานในครงตอไป ซงการทางานของโปรแกรมจะวนเปน Loop ไป

เรอยๆ จนกวา Operator จะกดป มหยดทางาน

รปท 3-9 หนาจอหลกของโปรแกรมมอนเตอร

ป มและตว Control ตางๆ ทอยบนหนาจอหลกประกอบดวย

กดป ม START เมอตองการใหโปรแกรมเรมทางาน

กดป ม STOP เมอตองการหยดการทางาน

กดป ม Hybrid Equation เมอตองการอานคาสมถนะ

กดป ม CT SETTING เมอตองการปรบตงคา Scaling ของเซนเซอรวดกระแส

(CT)

กดป ม Chart เมอตองการดขอมลในรปแบบกราฟ

กดป ม REPORT เมอตองการสรางรายงานจากฐานขอมล

กดป ม EXIT เมอตองการยกเลกการทางานของโปรแกรม

เปน control ทใชในการตงคาชวงเวลาทจะทาการเกบขอมล

แสดงให operator ทราบวาโปรแกรมทาการเกบขอมลอย

Page 32: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

24

3.2.2 ขนตอนการสอบเทยบ (Calibration) โมดลตางๆ

(1) การสอบเทยบ (Calibration) โมดลวดสญญาณแรงดนไฟฟากระแสสลบ (VAC)

เนองสญญาณทโมดล NI 9225 อานมานนจะเปนสญญาณไฟฟากระแสสลบ

เพอใหไดคาสญญาณไฟฟาแบบ Vrms จงตองมการนามาคานวณในโปรแกรม

ดงนนในการสอบเทยบ จะไมสามารถสอบเทยบดวยโปรแกรม NI MAX ตามปกต

ได โดยตองทาการสอบเทยบคาดวยการเขาโปแกรมหลก และกดทป ม Calibration

ดงรปท 3-10

(2) โดยในโปรแกรม Calibration จะประกอบไปดวยสวนทตองทาการตงคาขอมลตางๆ

ดงน

รปท 3-10 โปรแกรม Calibration VAC Inverter

- Operator name ชอผทาการสอบเทยบโมดล

- Additional information รายละเอยดในการสอบเทยบ

- Expiration date วนหมดอายการสอบเทยบ

- Physical channels ชองสญญาณโมดลททาการสอบเทยบ (โดย

คาเรมตนจะถกตงไวท โมดล 9225 ชอง AI0)

- Maximum value คาแรงงดนสงสดในการในการอานสญญาณ

- Minimum value คาแรงงดนตาสดในการในการอานสญญาณ

Page 33: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

25

(3) เมอใสขอมลครบ ใหกดทฟงกชน Acquire Calibration

(4) สงเกตในสวนของ New Calibration Data (กรอบสแดง) ทชอง Reference Value

ใหใสคาอางองทเปนคาจรงในการวด สวนในชอง Uncelebrated Value จะเปนคาท

โมดลวดได และกด Commit this pair และใสคาถดไปตามลาดบจนครบคาท

ตองการสอบเทยบ (คาทใชในการอางองยงมาก คาทไดกจะมความแมนยาทมาก

ขน) เมอทาการสอบเทยบจนครบจานวนขอมลทตองการแลว ใหกดทป ม Done

รปท 3-11 ขนตอนการ Calibration

3.2.3 การสอบเทยบ(Calibration) โมดลตางๆดวย โปรแกรม NI MAX

1. เขาโปรแกรม NI MAX ทหนา Desktop

2. กดเขาไปท Data Neighborhood NI-DAXmx Taska ตามลาดบ

Page 34: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

26

รปท 3-12 โปรแกรม NI MAX

3. โดยในสวนของการสอบเทยบคาของโปรแกรมจะแบงการสอบเทยบสวนตางๆดงน

- Sensor Pyrano คอสวนการสอบเทยบคากระแสไฟฟากระแสสลบจาก NI 9203

ชอง AI0 และ NI 9203 ชอง AI1 ตามลาดบ ซงมาจากสวนของ Sensor วดความ

เขมแสง

- VDC Charger คอสวนการสอบเทยบคาแรงดนไฟฟากระแสตรงจาก NI 9229

ชอง AI0 และ NI 9229 ชอง AI1 ตามลาดบ ซงมาจากสวนของ PV 400 W และ

Charger

- ADC Charger คอสวนการสอบเทยบคาแรงดนไฟฟากระแสตรงจาก NI 9215

ชอง AI0 และ NI 9215 ชอง AI1 ตามลาดบ ซงมาจากสวนของ PV 400 W และ

Charger

- VDC Inverter คอสวนการสอบเทยบคาแรงดนไฟฟากระแสตรงจาก NI 9229

ชอง AI2 ตามลาดบ ซงมาจากสวนของ Inverter

- ADC Inverter คอสวนการสอบเทยบคาแรงดนไฟฟากระแสตรงจาก NI 9215

ชอง AI2 ตามลาดบ ซงมาจากสวนของ Inverter

- VAC Inverter คอสวนการสอบเทยบคาแรงดนไฟฟากระแสสลบจาก NI 9225

ชอง AI0 ตามลาดบ ซงมาจากสวนของ Inverter

- AAC Inverter คอสวนการสอบเทยบคากระแสไฟฟากระแสสลบจาก NI 9203

ชอง AI2 ตามลาดบ ซงมาจากสวนของ Inverter

Page 35: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

27

รปท 3-13 การสอบเทยบคาตางๆของโปรแกรม

4. ตวอยางขนตอนการสอบเทยบคาโปรแกรม

- กดเลอกอปกรณทจะทาการสอบเทยบคา โดยภายในโปรแกรมจะประกอบดวย

โมดลตางๆ ดงรปน ท ADC Inverter จะประกอบดวยโมดล NI 9215 ทชอง AI 2

รปท 3-14 การเลอกอปกรณทจะทาการสอบเทยบคา

Page 36: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

28

- กดทฟงกชน Calibration Calibrate…

รปท 3-15 ฟงกชน Calibration

- ตงชอ ทชอง Calibrator’s Name และกด Next

รปท 3-16 การตงชอ

Page 37: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

29

- ใสคา Number of sample to average และคา Sample Rate (Hz) ลงในชอง โดย

ในโปรแกรมนจะกาหนดให Number of sample to average = 1000 และ Sample

Rate (Hz) = 10000 และกด Next

รปท 3-17 กาหนดคา Number of sample to average และ Sample Rate (Hz)

- ทชอง Reference ใหใสคาอางองทเปนคาจรงในการวด สวนในชอง Uncelebrated จะ

เปนคาทโมดลวดได ท Difference จะเปนคาของผมตางของคาอางองกบคาทวดได

รปท 3-18 ชอง Reference, Uncelebrated และ Difference

- ใสคาอางองลงในชอง Reference และกด Commit Calibration Value และใสคา

ถดไปเรอยๆ จนครบคาทตองการสอบเทยบ (ในการสอบาเทยบควรใชคาอางองท

แตกตางกน 2 คาขนไป คาทใชในการอางองยงมาก คาทไดกจะมความแมนยาท

มากขน) กด Next และกด Yes

Page 38: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

30

รปท 3-19 กาหนดคาอางอง

- กด Next เพอยนยนผลการสอบเทยบทได

รปท 3-20 ยนยนผลการสอบเทยบ

Page 39: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

31

- กด Finish สนสดการสอบเทยบ

รปท 3-21 สนสดขนตอนการสอบเทยบ

- เมอกด Finish แลวทหนาตางโมดลทสอบเทยบ จะขนสญญาลกษณเครองมอเพอ

ยนยนวาไดทาการสอบเทยบแลว

รปท 3-22 สญญาลกษณเครองมอเพอยนยนการสอบเทยบ

- กดทป ม Save ทดานบน และทาตามวธขางตนใหมอกครงจนครบโมดลทตองการ

สอบเทยบคา โดยยกเวนหวขอโมดล VAC Inverter ทไดทาการสอบเทยบดวย

โปรแกรมในหวขอกอนหนานไปแลว

Page 40: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

32

รปท 3-23 การ Save คาในโปรแกรม

3.2.4 โปรแกรมปรบตงคาเซนเซอรวดกระแส (CT Setting)

ในการวดคากระแสไฟฟาของระบบ จะทาการวดโดยผานอปกรณเซนเซอรวดกระแส และสงคา

ไปยงโมดล NI 9203 และ NI 9215 ซงในระบบนจะใชเซนเซอรวดกระแสดวยกน 2 ชนดคอ เซนเซอร

วดกระแสตรง (20 C10 U) และเซนเซอรวดกระแสสลบ (AK 5 B420L) โดนในการประปรบตงคาการวด

นนจะมวธดงน

- เขาโปแกรมหลก และกดทป ม CT Setting

รปท 3-24 การเขาโปรแกรมปรบตงคาเซนเซอรวดกระแส

Page 41: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

33

- โดยในโปรแกรมจะสามารถปรบตงคาเซนเซอรวดกระแสไดดวยกน 2 ชนดคอ

เซนเซอรวดกระแสตรง (20 C10 U) และเซนเซอรวดกระแสสลบ (AK 5 B420L)

- ในการหาคานวนคา เพอมาใชปรบตงคาเซนเซอร สามารถกระทาได 2 วธดงน

1) การใชสมการเสนตรง ซงมวธดงน

การหาคา multiplier และคา Offset ของเซนเซอรวดกระแสตรง (20 C10 U) ซงมสเปค

ดงน มชวงของการจบขอมลอยในชวง 0-20 A ใหสญญาณเอาทพตอยในชวง 0-10 V

วธทา โดยวธคดเราจะคดจากสตรสมการเสนตรงตามสตร

y= mx+c ........................... (1)

และจากสมการ (1) เราสามารถหาคา m ได

m= (y2-y1)/(x2-x1) ......................... (2)

จากสตรนเราจะแทนคาโดยคดจาก ถากระแสไฟฟาทวดไดเทากบ 0 A

จะพบวาเซนเซอรจะปลอยแรงดนเอาตพตเทากบ 0 V

เพราะฉะนนเราสามารถจะจบเปนคลาดบได คอ (0, 0) เปน (x1, y1)

และเชนเดยวกนถากระแสไฟฟาทวดไดเทากบ 20 A

จะพบวาเซนเซอรจะปลอยแรงดนเอาตพตเทากบ 10 V

เพราะฉะนนเราสามารถจะจบเปนคลาดบได คอ (10, 20) เปน (x2, y2)

เพราะฉะนนเราสามารถทจะแทนคาลงไปในสมการท (2) ไดดงน

M = (20-0)/(10-0)

= 2

คา m ทไดจะเปนคา Multiplier ซงจะเทากบ 2

โดยสามารถหาคา C ไดจากการแทนคาคลาดบ (x1, y1), (x2, y2) ลงในสมการท (1)

แทนคาจะได 20 = (2)(10)+c

เพราะฉะนน c = 0

คา Offset จงเทากบ 0

Page 42: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

34

2) การหาคาดวยโปรแกรม Excel มวธดงน

a. โดยทาการระบคาลงในตารางของโปรแกรม Excel

รปท 3-25 การระบคาลงโปรแกรม Excel

b. ลากคลมชองตวเลขทงหมด และไปท Insert Scatter

Scatter with smooth Line

รปท 3-26 การสรางกราฟ

Page 43: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

35

c. คลกทรปกราฟ 1 ครง และคลกขวา เลอก Select Data…

รปท 3-27 การกาหนดชวงขอมล

d. กดท Edit และกาหนดใหชวงของแกน Y เปนตวแปลหลก และ X เปน

ตวแปลตาม และกด OK

รปท 3-28 การกาหนดชวงขอมลลงในแกน X และ Y

Page 44: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

36

e. คลกทเสนกราฟ 1 ครง และคลกขวา เลอก Add Trend line….

รปท 3-29 การสรางสมการเสนตรง

f. และคลกเลอกตามกรอบสแดงของรป

รปท 3-30 การสรางสมการเสนตรง

Page 45: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

37

g. จากสมการเสนตรง เสนสแดง จะเปนคา multiplier และเสนสนาเงนคอคา Offset

รปท 3-31 คา multiplier และคา Offset

- เมอสามารถหาคา multiplier และคา Offset ของเซนเซอรแลว ใหนามาใสลงในชอง

ของเซนเซอรทเราตองการปรบตงคา และกด OK

รปท 3-32 โปรแกรมปรบตงคาเซนเซอรวดกระแส

Page 46: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

38

3.2.5 โปรแกรมสรางรายงาน (Main Report Program)

ขอมลทเกบไวในรปแบบของ database สามารถนามาสรางเปนรายงานไดรวดเรว โดยในสวน

ของโปรแกรมนใช toolkit ของ SQL ในการตดตอไปยงฐานขอมลดวย ODBC (Open Data Base

Connectivity) เพอทจะใหโปรแกรม LabVIEW ตดตอกบ Windows ผานไปยงตวโปรแกรม database

ได

รปท 3-33 หนาตางโปรแกรมสรางรายงาน

ในการทารายงานจะตองมความตองการทดขอมลดวยขอกาหนดทเลอกไดจาก Analysis By

โดยมรายละเอยดดงน

Day เลอกขอมลจากวนใดวน

หนงทกาหนด

Avg_Day เลอกขอมลจากชวงของวน

ใดๆ ในเดอนทกาหนด

Avg_Month เลอกขอมลจากชวงของแต

ละเดอน ในชวงปท

กาหนด

Avg_Year เลอกขอมลในชวงของปท

กาหนด

Page 47: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

39

ขอมลทเลอกมาทารายงานสามารถกาหนดไดวาจะดงมาจานวน 1 ตว หรอ มากกวา โดยให

เลอกจาก Select Data

-เลอกตวเดยวใหใช mouse คลกเลอกไดเลย

-เลอกมากกวา 1 ตว ถาเปนขอมลทตดกนใหใช

mouse กดเลอกทตวแรกกอน จากน นกดป ม

Shift คางไวและใช mouse กดเลอกตวสดทาย

ในกรณทไมอยตดกนใหเลอกตวแรกกอน แลวจง

กดป ม Ctrl คางไวและใช mouse กดเลอกตว

ตอไป

ผใชสามารถทจะเลอกประเภทของการสรางรายงานไดอกแบบโดยคลก Check box ของ

Average two period parameter ซงจะสามารถเลอกขอมลของชวงเวลา 2 ชวงมาเปรยบเทยบกนได

ยกตวอยางเชน ตองการเปรยบเทยบขอมลของความเขมของแสงแดด ในเดอน สงหาคม 2012 ถงเดอน

กรกฎาคม 2013 เปนชวง period ท 1 เทยบกบขอมลในเดอน สงหาคม 2013 ถงเดอน กรกฎาคม 2014

เปนขอมลในชวงท 2 สามารถเลอกไดดงรป

รปท 3-34 หนาจอการเลอกแบบ Average two period parameter

Page 48: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

40

ในการเลอกชวงของวน, เดอน และป สามารถเลอกไดจากตว Control ดงในตาราง

เปนการใสคาของขอมล วน, เดอน และป

ของเวลาเรมตน ทจะทาการสรางรายงาน

เปนการใสคาของขอมล วน, เดอน และป

ของเวลาสนสดทจะทาการสรางรายงาน

เปนการใสคาของขอมล วน, เดอน และป

ของเวลาเรมตนของชวงขอมลทสอง ทจะ

ทาการสรางรายงาน

เปนการใสคาของขอมล วน, เดอน และป

ของเวลาสนสดของชวงขอมลทสอง ทจะทา

การสรางรายงาน

ทงนการทจะใสคาเขาไปในแตละตวนนจะตองขนอยกบตว Analysis By วาเลอกการวเคราะห

ขอมลแบบไหน โดยถาเลอกเปนแบบ

- Day จะมชองใหไดคอ วน เดอน ป ชอง Start (First) เพอทจะเรยกดขอมลทออกมา

เปนกราฟในหนงวน

- Average_Day จะมชองใหใสไดคอวน เดอน ป ของ Start (First) และในชอง วน ของ

End (First) เพอทจะทาการเลอกการแสดงรายงานออกมาวา ชวงขอมลในวนเรมตมทเทาไร ถงวนท

เทาไร ในเดอนและปในชอง Start (First) นน

- Average_Month จะมชองใหใสไดคอวน เดอน ป ของ Start (First) และในชอง วน

ของ End (First) เพอทจะเลอกวาจะทารายงานทเปนเฉลยของเดอนทเลอกขนมา

- Average_Year จะมชองใหใสไดคอวน เดอน ป ของ Start (First) และในชอง วน ของ

End (First) เพอทจะเลอกวาจะทารายงานทเปนเฉลยของแตละปทเลอกขนมา ถงปสดทาย

Page 49: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

41

3.3 Flow chart การทางานของโปรแกรม

รปท 3-35 Flow Chart การเกบ Data ของตวโปรแกรม

Page 50: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

42

รปท 3-36 การ CHECK การออกจาก PROGRAM

รปท 3-37 โปรแกรม Setting Program

Page 51: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

43

รปท 3-38 การเรยกโปรแกรม Report

รปท 3-39 โหลด 400Ω 2A at 220V

3.3 ขนตอนการทดสอบระบบ PV stand-alone energy system

3.3.1 ประกอบ แผงทดลอง และ ฮารดแวรของตวเซนเซอร กระแสไฟฟา แรงดนไฟฟา และ

ความเขมแสงอาทตย ดงรปท 3-39

3.3.2 ตอสายเอาตพตของ เซนเซอรทกตว เขากบ แผงทดลอง DAQ ของ National

instrument ตามไดอะแกรมรปท 3-7, 3-8

3.3.3 เปดโปรแกรม Monitor ทพฒนาขน ดงรปท 3-40 และกดป ม RUN ใหสงเกตวาระบบ

มอนเตอรอานคา Vdc/Adc/Vac/Aac/Wh/Solar Irradiance ไดตามปกต

3.3.4 ใชมลตมเตอร รน FLUKE 829 ดงรปท 3-40 และกดป ม RUN ใหสงเกตวาระบบ

มอนเตอร

Page 52: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

บทท 4

ผลการวจย

4.1 การพฒนารปแบบฮารดแวร

ระบบ PV stand-alone ขนาดอนพต DCV 24 V/ACV 220V 50Hz/Pmax 400Wผลการพฒนา

พบวาการพฒนารปแบบ ฮารดแวรทเหมาะสม จะแสดงในตารางท 4-1 ซงระบบ PV stand-alone

energy system จะทางานไดอยางสมบรณและระบบสามารถวดและบนทกคาไดตรงตามวตถประสงค

ของการวจย

และรปแบบของฮารดแวรจรง แสดงในรปท 4-1

ตารางท 4-1 ผลการจดรปแบบ ฮารดแวรทเหมาะสมระหวาง ระบบ PV stand-alone energy

system กบ ระบบการวดและมอนเตอรดวยฮารดแวรของ LabVIEW

4.2 การพฒนาซอฟตแวร

PVVmp= 29.2V NI 9229 input AI1 4-Channel, ±60 V/±10 V, 24-Bit , Analog Input ModulesImp = 7.71A NI 9215 input AI1 4-Channel, ±10 V, 16-Bit ,Analog Input Module

DC current sensor DK 20 C10 U(LEM) convert 0-15 A to 0-10 VDC

Charger

Battery NI 9229 input AI2NI 9215 input AI2

DC current sensor DK 20 C10 U(LEM) convert 0-15 A to 0-10 VDC

Inverter NI 9225 input AI0 300 Vrms, Analog Input, 50 kS/s, 3 Ch ModuleNI 9203 input AI0 8-Channel, ±20 mA, 16-Bit Analog Input Module

AC current sensor AK 5 B420L (LEM) convert 0-5 A to 0-20 mA

Load

Pyranometer input 0-1500 W/m2 output 4-20 mA Davis Instruments NI 9203 input AI1

Chassis NI DAQ CDAQ 9174 NI cDAQ™-9174 NI CompactDAQ Four-Slot USB Chassis

The system hardwareRemark

24V / 20A

24V / 160Ah

24Vdc / 220Vac / 150 W

R = 0-400Ω / 2A / 220V

Poly crystalline 450Wp PV stand alone system Data Accquission system

Page 53: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

45

ผลพฒนาโปรแกรมมอนเตอรระบบดงกลาว ดวยซอฟตแวร LabVIEW รปการทดลองการ

ทางานของระบบ PV stand-alone energy system จรงดงรปท 4-1 และเมอเปดโปรแกรมมอนเตอรขน

หนาจอหลกในการแสดงผลจะแสดงในรปท 4-2 และผลการวดคากระแสไฟฟา แรงดนไฟฟา

กาลงไฟฟา และคาความเขมของแสงอาทตย แสดงในรปท 4-3 และ 4-4 โปรแกรมมอนเตอรท

พฒนาขนสามารถทางานไดดทงในโมดแสดงผลเปนตวเลข และกราฟ สวนโมดสรางรายงานโปรแกรมก

ทางานไดไมผดพลาด เชนกน

รปท 4-2 โปรแกรมมอนเตอรขนหนาจอหลกในการแสดงผล

Page 54: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

46

รปท 4-3 ผลการวดคากระแสไฟฟา และกาลงไฟฟา ทเซลลแสงอาทตยจายออกมา

ขอมลวนท 10 กมภาพนธ 2558

รปท 4-4 ผลการวดคากระแสไฟฟา แรงดนไฟฟา กาลงไฟฟา ดาน เอ.ซ.

ขอมลวนท 10 กมภาพนธ 2558

รปท 4-5 ผลการวดคากระแสไฟฟา แรงดนไฟฟา กาลงไฟฟาทแบตเตอร

ขอมลวนท 10 กมภาพนธ 2558

Page 55: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

บทท 5

สรปผลการวจย

5.1 สรป

การวจยนมวตถประสงค เพอพฒนารปแบบฮารดแวรของระบบ PV stand-alone energy system

ใหเขากนไดกบระบบ DAQ ของ National Instrument สาหรบวดและบนทกคา กระแสไฟฟา แรงดนไฟฟา

กาลง และพลงงานไฟฟา และความเขมแสงอาทตย โดยไดพฒนาโปรแกรมมอนเตอรระบบดงกลาวขนดวย

ซอฟตแวร LabVIEW ผลการวจ ยพบวา รปแบบฮารดแวรทพฒนาขนประกอบไปดวย PV 450 Wp,

Charger and controller 24V/20A, Battery 24V/160Ah, Inverter 24V/220V 50Hz, load-R 2A 220V, Data

acquisition System ใช interface module consist of NI 9229, NI 9203, NI 9215 and NI 9225. โปรแกรม

มอนเตอรพฒนาดวย LabVIEW ซงสามารถวดและบนทกคาตางๆไดตามวตถประสงคของการวจย

ผลของการวจยนจะทาใหไดระบบวดและบนทกคาตางๆของระบบ PV stand-alone energy

system ทเหมาะสม สาหรบใชในการศกษาการทางาน และพฤตกรรมของระบบ PV stand-alone energy

system ทาไดงายขน อกทงเปนแนวทางในการออกแบบระบบปองกนและเลอกอปกรณทเหมาะสม เพอ

สรางระบบการวดและบนทกผลทางไฟฟาและการประยกตใชงานดาน อนๆได

เมอนาระบบทไดพฒนาขนน มาใชงานจรงจะสามารถนาไปใชเปนชดฝกทดลอง หรอชดการสอน

เหมาะสมทจะนาไปใชฝกอบรมชางเทคนค หรอวศวกร รวมทงผสนใจทวไป และยงนาไปใชสอนนกศกษา

ระดบปรญญาตร ในหลกสตร วศวกรรมไฟฟา และวศวกรรมพลงงาน ททางคณะฯจะเปดรบนกศกษาใหมใน

ปการศกษา 2558 ไดอยางมประสทธภาพ ตอบสนองการผลตบณฑททมความสามารถในเชงปฏบตงานจรง

ในภาคอตสาหกรรมดานพลงงานแสงอาทตยและระบบทเกยวของ เปนไปตามนโยบายของประเทศไทยดาน

การวจยและพฒนาพลงงานทดแทน เพอทดแทนพลงงานจากฟอสซลทกาลงจะหมดไป

5.2 ขอเสนอแนะ

ความพฒนาโปรแกรมมอนเตอรทสามารถ วดและบนทกคา ของระบบ PV grid-connected energy

system และ ควรปรบเปลยนวธการตอสายใหงายขนและลดความผดพลาดในการตอสายเพอการทดลอง

เชน สายทใชตอจากเซนเซอรชนดตางๆ มายงโมดลการวดของระบบ DAQ ควรเปลยนเปนสายสญญาณ

หลายๆแกน เพอลดจานวนสายตอ ทาใหประหยดเวลา และลดการตอสายผดพลาด และควรจดทาคมอการ

ตอวงจรทดลอง หรอ บอรดแสดงผงวงจรทชดเจน ตดตงบรเวณททาการทดลองดวย

Page 56: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

49

เนองการโครงการนเลอกใชโมดลการวดสาหรบงานอตสาหกรรมของ National Instrument ทาให

ระบบการทดลองดงกลาวมราคาสงมาก ในอนาคตอาจพฒนาระบบ data acquisition ทมจานวน

input/output เหมาะสมกบวงจรและพฒนาตวอนเตอรเฟซขนมาเอง เชน อาจใชโมดล DAQ รน NI USB

6008 เปนตน

Page 57: research.rmutsb.ac.th › fullpaper › 2558 › 2558240240346.pdf · การพัฒนาระบบ Data-Acquisition ส าหรับระบบผลิตไฟฟ้าด้วย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

เอกสารอาอง [1]Jun-Long TANG, Rui-Nian XU, Huan-Guang CHEN, Tian-Jian SHEN, De-Ming LI, Virtual

instrument for controlling and monitoring digitalized power supply in SSRF, Nuclear Science

and Techniques, Volume 17, Issue 3, June 2006, Pages 129-134

[2]Zhang Mingle, Yun Jintian, Jin Guoguang, Liu Gang, System on Temperature Control of

Hollow Fiber SpinningMachine Based on LabVIEW, Procedia Engineering, Volume 29, 2012,

Pages 558-562

[3]Alan S. Morris and Reza Langari, Chapter 5 - Data Acquisition with LabVIEW, In

Measurement and Instrumentation, edited by Alan S. Morris and Reza Langari, Butterworth-

Heinemann, Boston, 2012, Pages 115-133

[4]Elmer Ccopa Rivera, Félix de Farias Junior, Daniel Ibraim Pires Atala, Rafael Ramos de

Andrade, Aline Carvalho da Costa, Rubens Maciel Filho, A LabVIEW-based intelligent system

for monitoring of bioprocesses, In: Jacek Jeżowski and Jan Thullie, Editor(s), Computer Aided

Chemical Engineering, Elsevier, 2009, Volume 26, Pages 309-314

[5]Eftichios Koutroulis, Kostas Kalaitzakis, Development of an integrated data-acquisition

system for renewable energy sources systems monitoring, Renewable Energy, Volume 28, Issue

1, January 2003, Pages 139-152

[6]H.Q. Liao, Z.R. Qiu, G.H. Feng, The Design of LDF Data Acquisition System Based on

LabVIEW, Procedia Environmental Sciences, Volume 10, Part B, 2011, Pages 1188-1192,

[7]B.R. Poorna chandra, K.P. Geevarghese, K.V. Gangadharan, Design and Implementation of

Remote Mechatronics Laboratory for e-Learning Using LabVIEW and Smartphone and Cross-

platform Communication Toolkit (SCCT), Procedia Technology, Volume 14, 2014, Pages 108-

115

[8]Aissa Chouder, Santiago Silvestre, Bilal Taghezouit, Engin Karatepe, Monitoring, modelling

and simulation of PV systems using LabVIEW, Solar Energy, Volume 91, May 2013, Pages 337-

349