光伏發(fā)電系統(tǒng)控制系統(tǒng)設計

1、 編號編號 淮安信息職業(yè)技術學院淮安信息職業(yè)技術學院畢畢業(yè)業(yè)論論文文題 目光伏發(fā)電系統(tǒng)控制系統(tǒng)設計學生姓名*學 號*系 部電氣工程系專 業(yè)機電一體化班 級*指導教師【*】 【講師】顧問教師二一二年十月摘要摘摘 要要進入二十一世紀，人類面臨著實現(xiàn)經(jīng)濟和社會可持續(xù)大戰(zhàn)的重大挑戰(zhàn)，而能源問題日益嚴重，一方面是常規(guī)能源的缺乏，另一方面石油等能源的開發(fā)帶來一系列的問題，如環(huán)境污染，溫室效應等。人類需要解決能源問題，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，只能依靠科技進進步，大規(guī)模開發(fā)利用可再生能源和新能源。太陽能是一種有前途的新型能源，具有永久性、清潔型和靈活性三大優(yōu)點。太陽能電池壽命長，只要有太陽在，太陽能電池就可以一次投資

2、而長期使用；與火力發(fā)電、核能發(fā)電相比，太陽能電池不會引起環(huán)境污染問題；光伏發(fā)電系統(tǒng)可以大中小并舉，大到百萬千瓦的中型電站，小到只供一戶用的太陽能電池組，而且還緩解了目前能源危機與環(huán)境危機，只是其它電源無法比擬。關鍵詞關鍵詞： 太陽能供電系統(tǒng) PLC 蓄電池 逆變淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文0目目 錄錄編號編號 .I摘摘 要要 .I目目 錄錄.1第一章第一章 緒緒 論論.11.1 光伏發(fā)電控制系統(tǒng)簡介 .11.2 問題的提出 .11.3 本課題設計的主要目的和意義 .21.4 本課題設計的主要內容 .2第二章第二章 可編程控制器（可編程控制器（PLC）基礎知識）基礎知識.42.1 可編程控制

3、器（PLC） .42.2 PLC 的定義 .42.3 PLC 的特點 .52.4 PLC 的簡介及模塊 .5第三章第三章 系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)硬件設計.83.1 光伏供電裝置.83.2 光伏供電系統(tǒng) .93.3 基于 PLC 的硬件電路設計.143.4 基于 PLC 的硬件電路設計.17第四章第四章 系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)軟件設計.184.1 主程序設計.184.2 子程序設計.194.3 監(jiān)控界面的設計.20第五章第五章 系統(tǒng)調試系統(tǒng)調試.245.1 調試主要內容.245.2 調試結果 .24第六章第六章 總結與展望總結與展望.256.1 總結.256.2 展望.25目 錄1致致 謝謝.26參考文獻參

4、考文獻.27附錄：光伏發(fā)電控制系統(tǒng)程序附錄：光伏發(fā)電控制系統(tǒng)程序.28淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文0第一章第一章 緒緒 論論 1.1光伏發(fā)電控制系統(tǒng)簡介光伏發(fā)電控制系統(tǒng)簡介光伏發(fā)電是當前利用新能源的主要方式之一，光伏并網(wǎng)發(fā)電是光伏發(fā)電的發(fā)展趨勢。光伏并網(wǎng)發(fā)電的主要問題是提高系統(tǒng)中太陽能電池陣列的工作效率和整個系統(tǒng)的工作穩(wěn)定性，實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)輸出的交流正弦電流與電網(wǎng)電壓同頻同相。最大功率點跟蹤是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的重要技術，它能充分提高光伏陣列的整體效率。在確定的外部條件下，隨著負載的變化，太陽能電池的輸出功率也會變化，但始終存在一個最大功率點。當工作環(huán)境變化時，特別是日光照度和結溫變化

5、時，太陽能電池的輸出特性也隨之變化，且太陽能電池輸出特性的變化非常復雜。目前太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)轉換效率較低且價格昂貴，因此，使用最大功率點跟蹤技術提高太陽能電池的利用效率，充分利用太陽能電池的轉換能量，應是光伏系統(tǒng)研究的一個重要方向。隨著人類社會的發(fā)展，能源的消耗量正在不斷增加，世界上的化石能源總有一天將達到極限。同時，由于大量燃燒礦物能源，全球的生態(tài)環(huán)境日益惡化，對人類的生存和發(fā)展構成了很大的威脅。在這樣的背景下，太陽能作為一種巨量的可再生能源，引起了人們的重視，各國政府正在逐步推動太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。而在我國，光伏系統(tǒng)的應用還剛剛起步，市場狀況尚不明朗。針對這方面的空白，本文著重于今

6、后發(fā)展前景廣闊的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，通過對國內外市場和技術的調研，分析了目前光伏市場發(fā)展的瓶頸并預測了未來光伏發(fā)電的發(fā)展前景。相信作為當今發(fā)展最迅速的高新技術之一，太陽能光伏發(fā)電技術，特別是光伏并網(wǎng)發(fā)電技術將為今后的電力工業(yè)以及能源結構帶來新的變化。1.2 問題的提出問題的提出光伏發(fā)電市場開發(fā)的主要問題是太陽能電池太貴，也就是說太陽能電池的生產(chǎn)陳本偏高。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，太陽能電池的價格要占到整個系統(tǒng)價格的 60%70%，如果選用價格較貴的全密封免維護蓄電池的話，太陽能電池的價格仍要占到整個系統(tǒng)價格的 50%?？梢娞柲茈姵厥蹆r的高低是影響光伏發(fā)電系統(tǒng)價格的關鍵。第一章 緒 論1光伏發(fā)電的平衡系統(tǒng)（

7、包括：蓄電池、逆變器、控制器等）。撇開蓄電池不談，中國在專用控制器、逆變器及專用直流燈具等方面的配套能力一直很差，主要表現(xiàn)如下幾個方面：1、尚未形成規(guī)模生產(chǎn)；2、缺乏統(tǒng)一的質量標準，沒有權威的質量檢測中心；3、成本高，質量差；4、產(chǎn)品開發(fā)跟不上市場需求。中國在光伏發(fā)電系統(tǒng)部件水平以及光伏平衡系統(tǒng)的效率和成本方面與國外有著較大差距，應予以充分重視，并迎頭趕上。1.3 本課題設計的主要目的和意義本課題設計的主要目的和意義1.3.1 設計目的設計目的人們對安全，清潔，高效能源的需求日益增加。且能源問題日益成為制約國際社會經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。為此，越來越多的國家開始實行“陽光計劃”，開發(fā)太陽能資源，為了能

8、夠進一步充分利用太陽能效率，光伏材料的研究開發(fā)就迫在眉睫。1.3.2 研究意義研究意義利用太陽能光伏發(fā)電是能源利用不可逆的潮流。當前世界光伏技術及應用材料的飛速發(fā)展光電材料成本不斷下降，光電轉換效率升高，太陽能光伏發(fā)電建會越來越來顯現(xiàn)出優(yōu)越性。1、太陽能作為一種新型的綠色可再生能源與其他新能源相比是最理想的可再生能源。2、儲量豐富且分布廣泛。3、清潔性和經(jīng)濟性。1.4 本課題設計的主要內容本課題設計的主要內容本文根據(jù)KNT-WP01型風光互補發(fā)電實訓系統(tǒng)，針對光伏這一工藝過程較全面地闡述了其控制系統(tǒng)的具體實現(xiàn)過程。具體內容如下：1、明確光伏發(fā)電工藝過程和控制要求2、光伏控制系統(tǒng)的設計1）硬件設

9、計（1）系統(tǒng)配置與選型，確定總體設計方案第一章 緒 論1（2）選擇由光伏電源控制單元、光伏輸出顯示單元、觸摸屏、光伏供電控制單元、DSP 控制單元、接口單元、西門子S7-200PLC、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調電阻、斷路器、12V 開關電源、網(wǎng)孔架等組成2）軟件設計（1）確定軟件設計流程（2）程序設計3、采用觸摸屏技術實現(xiàn)實時監(jiān)控功能?；窗残畔⒙殬I(yè)技術學院畢業(yè)論文2第二章第二章 可編程控制器（可編程控制器（PLCPLC）基礎知識）基礎知識2.1 可編程控制器（可編程控制器（PLCPLC）20 世紀 60 年代，當時的工業(yè)控制主要是以繼電器接觸器組成的控制系統(tǒng)。而其系統(tǒng)存在著設備體積大，調

10、試維護工作量大，通用、靈活性差，可靠性低，功能簡單，不具體現(xiàn)現(xiàn)代工業(yè)控制所需要的數(shù)據(jù)通信、網(wǎng)絡控制等功能。 1968 年，美國通用汽車制造公司（GM）為了適應汽車型號的不斷翻新，試圖尋找一種新型的工業(yè)控制器，以解決繼電器接觸器控制系統(tǒng)普遍存在的問題。因而設想吧計算機的完備功能、靈活及通用等優(yōu)點和繼電器控制系統(tǒng)的簡單易懂、操作方便、價格便宜等優(yōu)點結合起來，制成一種適合于工業(yè)環(huán)境的通用控制裝置，并把計算機的編程方法和程序輸入方式加以簡化，使不熟悉計算機的人也能方便的使用。1969 年，美國數(shù)字設備公司（DEC）根據(jù)通用汽車的要求首先研制成功第一臺可編程序控制器，稱之為“可編程序邏輯控制器”(PLC

11、Programmable Logic Controller)，并在通用汽車公司的自動裝置線上試用成功，從而開創(chuàng)了工業(yè)控制的新局面。2.2 PLCPLC 的定義的定義可編程控制器一直在發(fā)展中，所以至今尚未對其下最后的定義，國際電子委員會(IEC)在 1985 年的 PLC 標準劃案第 3 稿中，對 PLC 作了如下定義：“可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境下應用而設計。它作為可編程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計算和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于使工業(yè)控

12、制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。 ”從上述定義可以看出，PLC 是一種用程序來改變控制功能的工業(yè)控制計算機，除了能完成各種各樣的控制功能外，還有與其他計算機通信聯(lián)網(wǎng)的功能。 其中，觸摸屏完成運行狀態(tài)的顯示如設定溫度、當前溫度及加熱器工作狀態(tài)，同時還可以通過觸摸屏對系統(tǒng)進行相應的控制，如溫度的改變和手動控制等；聲光報警用一個 LED 燈和一個蜂鳴器組成，具有聲音清脆，節(jié)能作用。按鍵第二章可編程控制器（PLC）基礎知識3采用獨立按鍵，可以進行溫度設置等。2.3 PLCPLC 的特點的特點1、編程簡單，容易掌握 梯形圖是使用最多的 PLC 的編程語言，其電路符號和表達式與繼電器電路原理

13、圖相似，梯形圖語言形象直觀，易學易懂，熟悉繼電器電路圖的電氣技術人員很快就能學會用梯形圖語言，并用來編制用戶程序。2、功能強、性交比高一臺小型的 PLC 內有成百上千個可供用戶使用的編程元件，有很強的功能，可以實現(xiàn)非常復雜的控制功能。3、硬件配套齊全，用戶使用方便，適應性強PLC 產(chǎn)品已經(jīng)標準化、系列化、模塊化，配備有品種齊全的各種硬件裝置供用戶選用，用戶能靈活方便地進行系統(tǒng)配置，組成不同功能、不同規(guī)模的系統(tǒng)。4、可靠性高，抗干擾能力強傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中間繼電器、時間繼電器。由于觸點接觸不良，容易出現(xiàn)故障。PLC 采取了一系列硬件和軟件抗干擾措施，具有很強的抗干擾能力，可以直接

14、用于有強烈干擾的工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場，PLC 已被廣大用戶公認為罪可靠的工業(yè)控制設備之一。5、系統(tǒng)的設計、安裝、調試及維護工作量少目前 PLC 已實現(xiàn)產(chǎn)品的系列化、標準化和通用化，用 PLC 組成的控制系統(tǒng)，在設計、安裝、調試和維護方面，表現(xiàn)了明顯的優(yōu)越性，由于 PLC 采用了軟件來取代繼電器控制系統(tǒng)中中大量的中間繼電器、時間繼電器等器件，控制柜的設計安裝接線工作量大為減少。6、體積小、重量輕、功耗低復雜的控制系統(tǒng)使用 PLC 后，可以減少大量的中間繼電器和時間繼電器，小型 PLC 的體積僅相當于幾個繼電器的大小，其結果緊湊，堅固，重量輕，功耗低。2.4 PLCPLC 的簡介及模塊的簡介及模塊PLC

15、的硬件系統(tǒng)由主機系統(tǒng)、輸入/輸出擴展環(huán)節(jié)及外部設備組成?；窗残畔⒙殬I(yè)技術學院畢業(yè)論文4PLC 的硬件系統(tǒng)組成2.4.1 S7-200S7-200 CPUCPU 模塊模塊S7-200CPU 包括 CPU221、CPU222、CPU224、CPU224XP 和 CPU226 等型號，它們有如下新特性：新 CPU 硬件支持：通過關閉在運行模式下編輯程序的可選功能專用獲取更多的程序存儲區(qū)。CPU224XP 支持集成的模擬量 I/O 和兩個通訊端口。CPU226 帶有附加的輸入濾波器和脈沖捕獲功能。S7-200CPU 將一個微處理器、一個集成電源和數(shù)字量 I/O 點集成在一個緊湊的封裝中，從而形成了一個

16、功能強大的微型 PLC。在下載了程序之后，S7-200 將保留所需的邏輯，用于監(jiān)控應用程序中的輸入輸出設備。圖 2-2 CPU 模塊的硬件組成圖中各部分功能如下： I/O LED 指示燈用于顯示輸入/輸出端子的狀態(tài)；(CPU)EPROM()RAM()I/OI/OI/OPLCEPROM第二章可編程控制器（PLC）基礎知識5狀態(tài) LED 指示燈用于顯示 CPU 所處的工作狀態(tài)，共三個指示燈：SF(System Fault，系統(tǒng)錯誤） 、RUN（運行） 、STOP（停止） ；可選卡插槽可以插入 EEPROM 卡、時鐘卡和電池卡；通訊口可以連接 RS-485 總線的通信電纜；頂部端子蓋下邊為輸出端子和

17、 PLC 供電電源端子。輸出端子的運行狀態(tài)可以由頂部端子蓋下方一排指示燈顯示（即 I/O LED 指示燈） ，ON 狀態(tài)對應指示燈亮；底部端子蓋下邊為輸入端子和傳感器電源端子。輸入端子的運行狀態(tài)可以由底部端子蓋上方一排指示燈顯示（即 I/O LED 指示燈） ，ON 狀態(tài)對應指示燈亮；前蓋下面有運行、停止開關和接口模塊插座?；窗残畔⒙殬I(yè)技術學院畢業(yè)設計論文6第三章第三章 系統(tǒng)硬件設計系統(tǒng)硬件設計3.1 光伏供電裝置光伏供電裝置3.1.1 光復供電裝置的組成光復供電裝置的組成光伏供電裝置主要由光伏電池組件、投射燈、光線傳感器、光線傳感器控制盒、水平方向和俯仰方向運動機構、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支

18、架、單相交流電動機、電容器、水平運動和俯仰運動直流電動機、接近開關、微動開關、底座支架等設備與器件組成，如圖1-2 所示。 圖 1-2 光伏供電裝置4 塊光伏電池組件并聯(lián)組成光伏電池方陣，光線傳感器安裝在光伏電池方陣中央。2 盞300W 的投射燈安裝在擺桿支架上，擺桿底端與減速箱輸出端連接，減速箱輸入端連接單相交流電動機。電動機旋轉時，通過減速箱驅動擺桿作圓周擺動。擺桿底端與底座支架連接部分安裝了接近開關和微動開關，用于擺桿位置的限位和保護。水平和俯仰方向運動機構由水平運動減速箱、俯仰運動減速箱、水平運動和俯仰運動直流電動機、接近開關和微動開關組成。水平運動和俯仰運動直流電動機旋轉時，水平運動

19、減速箱驅動光伏電池方陣作向東方向或向西方向的水平移動、俯仰運動減速箱驅動光伏電第三章 系統(tǒng)硬件設計7池方陣作向北方向或向南方向的俯仰移動，接近開關和微動開關用于光伏電池方陣位置的限位和保護。3.1.2 光復供電裝置的設備和器件清單光復供電裝置的設備和器件清單表 1-1 光伏供電裝置的設備和器件清單序號設備（器件）名稱數(shù)量序號設備（器件）名稱數(shù)量1光伏電池組件412光伏電池組件北、南方向限位微動開關22投射燈213擺桿減速箱13光線傳感器114擺桿減速箱底座14光纖傳感器控制盒115擺桿15水平和俯仰方向運動機構116擺桿支架16水平和俯仰方向運動機構支架117單相交流電動機17水平運動減速箱1

20、18電容器18俯仰運動減速箱119午日位置接近開關19水平運動減速箱120擺桿東西運動限位微動開關210俯仰運動減速箱121底座支架111光伏電池組件水平運動限位接近開光122連桿13.2 光伏供電光伏供電系統(tǒng)系統(tǒng)光伏供電系統(tǒng)主要由光伏電源控制單元、光伏輸出顯示單元、觸摸屏、光伏供電控制單元、DSP 控制單元、接口單元、西門子S7-200PLC、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調電阻、斷路器、12V 開關電源、網(wǎng)孔架等組成。如圖1-3 所示?；窗残畔⒙殬I(yè)技術學院畢業(yè)設計論文8圖1-3 光伏供電系統(tǒng)3.2.1 光伏電源控制單元光伏電源控制單元光伏電源控制單元面板如圖1-4 所示。光伏電源控制單元主

21、要由斷路器、+24V 開關電源、AC220V 電源插座、指示燈、接線端DT1 和DT2 等組成。接線端子DT1.1、DT1.2 和DT1.3、DT1.4 分別接入AC220V 的L 和N。接線端子DT2.1、DT2.2 和DT2.3、DT2.4 分別輸出+24V 和0V。光伏電源控制單元的電氣原理圖如圖1-5 所示。第三章 系統(tǒng)硬件設計9圖1-4 所示 光伏電源控制單元面板圖1-5 所示 光伏電源控制單元的電氣原理圖3.2.2 光伏輸出顯示單元光伏輸出顯示單元光伏輸出顯示單元面板如圖1-6 所示，光伏輸出顯示單元主要由直流電流表、直流電壓表、接線端DT3 和DT4 等組成。接線端子DT3.3、

22、DT3.4 和DT4.3、DT4.4 分別接入AC220V 的L 和N。接線端子DT3.5、DT3.6 和DT4.5、DT4.6 分別是RS485 通信端口。接線端子DT3.1、DT3.2 和DT4.1、DT4.2 分別用于測量和顯示光伏電池方陣輸出的直流電流和直流電壓。淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文10圖 1-6 所示 光伏輸出顯示單元面板3.2.3 光伏供電控制單元光伏供電控制單元1、光伏供電控制單元組成光伏供電控制單元主要由選擇開關、急停按鈕、帶燈按鈕、接線端DT5、DT6和DT7 等組成，光伏供電控制單元面板如圖1-7 所示。選擇開關自動擋、啟動按鈕、向東按鈕、向西按鈕、向北按鈕、向

23、南按鈕、燈1 按鈕、燈2 按鈕、東西按鈕、西東按鈕、停止按鈕均使用常開觸點，分別接在接線端子的DT5.2、DT5.3、DT5.5、DT5.6、DT5.7、DT5.8、DT6.1、DT6.2、DT6.3、DT6.4、DT6.5 等端口。急停按鈕使用常閉觸點，接在接線端子的DT5.4端口。接線端子DT5.1 和DT6.6 分別接入+24V 和0V。接線端DT7 有10 個端口，分別接入相應按鈕的指示燈。第三章 系統(tǒng)硬件設計11圖1-7 所示 光伏供電控制單元面板2. 光伏供電控制單元電氣原理圖光伏供電控制單元的電氣原理圖如圖 1-8 所示圖 1-8 光伏供電控制單元電氣原理圖3光伏供電控制單元器件

24、清單光伏供電控制單元器件清單請見表 1-4序號器件名稱功能數(shù)量備注1選擇開光程序的手動或自動選擇1自動擋為常開觸點2急停開光用于急停處理1常閉觸點3啟動按鈕啟動程序1帶燈（綠色）按鈕、常開觸點淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文124向東按鈕光伏電池方陣向東偏轉1帶燈（黃色）按鈕、常開觸點5向西按鈕光伏電池方陣向西偏轉1帶燈（綠色）按鈕、常開觸點6向北按鈕光伏電池方陣向北偏轉1帶燈（綠色）按鈕、常開觸點7向南按鈕光伏電池方陣向南偏轉1帶燈（綠色）按鈕、常開觸點8燈 1 按鈕投射燈 1 亮1帶燈（綠色）按鈕、常開觸點9燈 2 按鈕投射燈 2 亮帶燈（綠色）按鈕、常開觸點10東西按鈕投射燈由東向西移動

25、1帶燈（綠色）按鈕、常開觸點11西東按鈕投射燈由西向東移動1帶燈（綠色）按鈕、常開觸點12停止按鈕程序停止1帶燈（紅色）按鈕、常開觸點3.3 基于基于 PLCPLC 的硬件電路設計的硬件電路設計3.3.1 光伏供電主電路電氣原理光伏供電主電路電氣原理光伏供電由光伏供電裝置和光伏供電系統(tǒng)完成，光伏供電主電路電氣原理如圖1-9 所示。繼電器KA1 和繼電器KA2 將單相AC220V 通過接插座CON2 提供給擺桿偏轉電動機，電動機旋轉時，安裝在擺桿上的投射燈由東向西方向或由西向東方向移動。擺桿偏轉電動機是單相交流電動機，正、反轉由繼電器KA1 和繼電器KA2 分別完成。第三章 系統(tǒng)硬件設計13圖1

26、-9 所示 光伏供電主電路電氣原理繼電器KA7 和繼電器KA8 將單相AC220V 通過接插座CON3 分別提供給投射燈1 和投射燈2。光伏電池方陣分別向東偏轉或向西偏轉是由水平運動直流電動機控制，正、反轉由繼電器KA3 和繼電器KA4 通過接插座CON4 向直流電動機提供不同極性的直流24V 電源，實現(xiàn)直流電動機的正、反轉。光伏電池方陣分別向北偏轉或向南偏轉是由另俯仰運動直流電動機控制，正、反轉由繼電器KA5 和繼電器KA6 完成。直流12V 開關電源是提供給光線傳感器控制盒中的繼電器線圈使用。繼電器10KA1 至繼電器KA8 的線圈使用+24V 電源。3.3.2 西門子西門子 S7-200

27、S7-200 CPU226CPU2261. S7-200 CPU226 輸入輸出接口光伏供電系統(tǒng)使用西門子S7-200 CPU226 作為光伏供電裝置工作的控制器，該PLC 有24 個輸入、16 個繼電器輸出，輸入輸出的接口如圖1-10 所示?；窗残畔⒙殬I(yè)技術學院畢業(yè)設計論文14第三章 系統(tǒng)硬件設計15圖 1-10 S7-200 CPU226 輸入輸出接口2. S7-200 CPU226 輸入輸出配置S7-200 CPU226 輸入輸出配置請見表 1-7序號輸入輸出配置序號輸入輸出配置1I0.0向東按鈕23I2.6光纖傳感器（光伏組件）向東信號2I0.1向南按鈕24I2.7光纖傳感器（光伏組件

28、）向北信號3I0.2向西按鈕25Q0.0啟動按鈕指示燈4I0.3向北按鈕26Q0.1停止按鈕指示燈5I0.4燈 1 按鈕27Q0.2向北按鈕指示燈6I0.5燈 2 按鈕28Q0.3向東按鈕指示燈7I0.6東西按鈕29Q0.4向南按鈕指示燈8I0.7西東按鈕30Q0.5向西按鈕指示燈9I1.0停止按鈕31Q0.6燈 2 按鈕指示燈、KA8 線圈10I1.1啟動按鈕32Q0.7燈 2 按鈕指示燈、KA7 線圈11I1.2急停按鈕33Q1.0西東按鈕指示燈12I1.3旋轉開關自動檔34Q1.1東西按鈕指示燈13I1.4擺桿接近開關垂直限位35Q1.2繼電器 KA2 線圈14I1.5光伏組件向東、向西

29、限位開關36Q1.3繼電器 KA2 線圈15I1.6光伏組件向北限位開關37Q1.4繼電器 KA3 線圈16I1.7光伏組件向南限位開關38Q1.5繼電器 KA4 線圈17I2.0未定義39Q1.6繼電器 KA5 線圈18I2.1未定義40Q1.7繼電器 KA6 線圈19I2.2光纖傳感器（光伏組件）向南信號411M0V20I2.3擺桿東西向限位開關422M0V21I2.4擺桿西東向限位開關431LDC24V22I2.5光線傳感器（光伏組件）向西信號442LDC24V3.4 基于基于 PLCPLC 的硬件電路設計的硬件電路設計淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文16第四章第四章 系統(tǒng)軟件設計系統(tǒng)軟

30、件設計4.1 主程序主程序設計設計系統(tǒng)完整程序見附錄。光伏供電控制單元的選擇開關有兩個狀態(tài)，選擇開關撥向左邊時，PLC 處在手動控制狀態(tài)，可以進行光伏電池組件跟蹤、燈狀態(tài)、擺桿運動操作。選擇開關撥向右邊時，PLC 處在自動控制狀態(tài)，按下啟動按鈕，PLC 執(zhí)行自動控制程序。第四章 系統(tǒng)軟件件設計174.2 子程序設計子程序設計1、初始化子程序PLC 處在自動控制狀態(tài)，按下啟動按鈕，擺桿向東移動，到達擺桿極限位置時，擺桿停止移動。該過程中，投射燈不亮。1 秒鐘后，投射燈 1 和投射燈 2 亮，光伏電池組件向東偏移，到達光伏電池組件極限位置時，擺桿由東向西方向移動，光伏電池組件進行對光跟蹤，當擺桿到

31、達擺桿極限位置時，擺桿停止移動，光伏電池組件向西偏移，到達光伏電池組件極限位置時，投射燈熄滅。淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文18燈 1 燈 2 T41=2ST43 燈 2 1/3 亮SM0.0M5.0M5.1M5.2M5.3M5.4M4.5M5.6M5.7M6.0M6.1M6.2M6.3M6.4M5.0I1.1I1.6T37M10.0 T38I1.4I1.5M10.0 T41T42T43 I2.2T44T45M10.0 T39T40西東T37=1S燈 1 燈 2 T38=2S 燈 1 燈2T39=32767東西 燈 1 燈 2T40=2S西東T42=1ST44 燈 2 2/3 滅燈 1 滅4

32、.3 監(jiān)控界面的設計監(jiān)控界面的設計監(jiān)控界面主要有光伏供電系統(tǒng)、光伏供電控制、風力供電系統(tǒng)、逆變與負載、曲線、系統(tǒng)報表，部分組態(tài)界面如圖1-44 所示。第四章 系統(tǒng)軟件件設計19 淮安信息職業(yè)技術學院畢業(yè)設計論文20 第四章 系統(tǒng)軟件件設計21圖1-44 監(jiān)控界面（a）光伏供電系統(tǒng)逆變部變量進行連接，建立數(shù)據(jù)通道，從數(shù)據(jù)中心選擇變量，完成設備連接。傳輸控制系統(tǒng)變量連接如圖4-7所示。第五章 系統(tǒng)調試22第五章第五章 系統(tǒng)調試系統(tǒng)調試 5.1 調試主要內容調試主要內容1、首先把系統(tǒng)操作方式拔向手動方式，逐一按下啟動按鈕、向東按鈕、向西按鈕、向北按鈕、向南按鈕、燈1 按鈕、燈2 按鈕、東西按鈕、西東

33、按鈕、停止按鈕起動按鈕，根據(jù)現(xiàn)場觀察、PLC輸出指示燈的狀態(tài)說明及觸摸屏監(jiān)控畫面進行手動程序的調試。2、把系統(tǒng)操作方式拔向自動方式，在自動方式下進行程序功能調試。5.2 調試結果調試結果通過手動方式的調節(jié)，實現(xiàn)了對相應輸出電壓和輸出電流顯示；在自動方式下，能實現(xiàn)設定報表顯示、曲線顯示和報警等功能。但在調試時發(fā)現(xiàn)了兩個問題：1、系統(tǒng)掉電后預設數(shù)據(jù)未保存，致使每次開機數(shù)據(jù)得重新輸入，增加了操作人員的工作量，解決這一問題只要做好一個界面就應該保存一下，這樣即可。2、按鍵的處理有問題，當操作人員按鈕調在自動時向東、向西、向南、向北的時候，光纖傳感器不是依次按著順序來的。通過硬件修改解決上述問題，解決辦

34、法如下：1、每次在做程序或者力控的時候每做好一個程序或界面時都因該保存一下。2、把自動調到手動狀態(tài)下，點亮一個白熾燈調節(jié)擺桿（東）或者光伏組件（西） ，在根據(jù) IO 分配表和 PLC 上輸出點就能判斷出東西，記住相應的點，然后擺桿（向東轉）光伏組件向（向南轉）這樣 PLC 上的輸出就應該有東和北是亮的。經(jīng)硬相應的修改后，軟件和硬件相結合系統(tǒng)各項功能運行正常。第六章 總結與展望23第六章第六章 總結與展望總結與展望6.1 總結總結PLC 采用無機械觸點的邏輯運算微電子技術，將復雜的控制由 PLC 內部運算器完成，故具有壽命長、可靠性高，控制靈活等優(yōu)點，因此被廣泛應用在工業(yè)環(huán)境下。論文在深入研究了

35、 PLC 技術的基礎上，完成了以下幾方面的工作：1、根據(jù)控制要求進行了總體方案的設計分析了太陽光的強弱對電池板充放電的要求，利用 PLC 和觸摸屏技術，實現(xiàn)了對本系統(tǒng)進行了總體方案的規(guī)劃與設計。2、光伏控制系統(tǒng)的硬件、軟件的設計利用 CPU226、DSP 芯片、繼電器組、電池組件、投射燈、光纖傳感器、觸摸屏等進行了控制系統(tǒng)硬件的設計，并通過軟件設計實現(xiàn)了烘干的控制功能。3、觸摸屏監(jiān)控畫面的設計利用 MCGS 組態(tài)軟件進行了光伏控制系統(tǒng)監(jiān)控畫面的設計，實現(xiàn)了對各種運行狀態(tài)的實時監(jiān)控。6.2 展望展望在可再生能源中，太陽能取之不盡，清潔安全，是理想的可再生能源。我國的太陽資源比較豐富，且分布范圍較廣，太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展?jié)摿薮蟆４送?，目前太陽能光伏發(fā)電技術已日趨成熟，是最具可持續(xù)發(fā)展的可再生能源技術之一。具有以下特點：無枯竭危險；絕對干凈（無公害）；不受資源分布地域的限123制；可在用電處就近發(fā)電；能源質量高；使用者從