基于PLC的风电混合动力控制系统研究

论文摘要

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。

论文目录

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