基于PLC的风电混合动力控制系统研究

【摘要】：风能是一种可再生无污染的洁净能源,是一种易于直接利用的自然力。在常规能源告急和全球生态环境恶化的双重压力下,风能的开发与利用有着巨大的发展潜力。本课题的研究内容,开辟了一种风能利用的新方法,将风能直接利用于生产中,可大大节省不可再生能源的消耗。本文设计了基于PLC的风电混合动力控制系统,分析系统中各因素对控制系统的作用。根据PLC的硬件和系统的控制要求,采用西门子公司的S7—200系列PLCCPU226CN作为核心控制器,确定了硬件配置。绘制了PLC的硬件接线图,完成CPU模块和扩展模块的电气设计,电动机电压电流检测及电动机的保护,然后,使用西门子PLC编程软件STEP 7—Mirco/WIN,根据控制要求,以梯形图为编程语言,编写了PLC控制程序。在对本文工作进行总结的基础上,提出下一步的工作内容。 【关键词】：风能 风电混合动力 电气设计 西门子PLC
【学位授予单位】：辽宁工程技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TK89
【目录】：

• 致谢5-6
• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 1 绪论11-19
• 1.1 本课题研究的背景及意义11
• 1.2 风能的利用状况11-13
• 1.2.1 国内外风能使用现状及发展前景11-12
• 1.2.2 风能利用的几种基本形式12-13
• 1.3 气动技术的发展13-15
• 1.4 PLC 技术15-16
• 1.5 风电系统存在的问题16-17
• 1.6 本课题的主要研究内容17-19
• 2 总体方案设计19-30
• 2.1 系统设计方案19
• 2.2 系统组成19-30
• 2.2.1 控制核心PLC19
• 2.2.2 气源装置19-20
• 2.2.3 气源净化装置20-24
• 2.2.4 其它辅助元件24-25
• 2.2.5 储能装置25-26
• 2.2.6 气动控制元件26-28
• 2.2.7 气动执行元件28-30
• 3 控制方案30-39
• 3.1 风力机与电动机的相互协调工作31-32
• 3.2 储气罐之间的协调工作32-35
• 3.2.1 输送高压气体时储气罐之间的协调工作32-33
• 3.2.2 输出动力时储气罐之间协调工作33-35
• 3.3 气缸控制系统35-38
• 3.3.1 气缸1 控制方案35-36
• 3.3.2 双作用气缸2 控制方案36-38
• 3.4 电动机启停38
• 3.5 系统保护38-39
• 4 控制系统硬件39-58
• 4.1 PLC 选型需要考虑的问题39-40
• 4.2 PLC 的选型40
• 4.3 配置模块选择40-44
• 4.4 PLC 电气设计44-51
• 4.4.1 CPU 模块44-46
• 4.4.2 数字量模块46-47
• 4.4.3 模拟量模块47-50
• 4.4.4 CPU 与扩展模块的安装50-51
• 4.5 电机检测电路51-54
• 4.5.1 电压检测电路51-52
• 4.5.2 电流变送电路设计52-53
• 4.5.3 低通滤波器设计53
• 4.5.4 电源设计53-54
• 4.6 电机保护54-57
• 4.6.1 断相保护54-55
• 4.6.2 短路保护55
• 4.6.3 过载保护55-56
• 4.6.4 电压故障保护56-57
• 4.7 电机启动57-58
• 5 控制系统软件58-66
• 5.1 编程软件及语言介绍58-59
• 5.2 控制流程图59-62
• 5.3 模拟量的采集和处理62-66
• 结论66-67
• 参考文献67-69
• 作者简历69-70
• 学位论文数据集70-71

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