基于PLC风力发电控制系统的设计.doc

摘要:全球人口增长和发展中国家的经济扩张，到2050年，世界能源需求可能翻番甚至增加两倍。地球上的全部生命都依赖于能源和碳循环。能源对经济级社会发展都至关重要，但这也带来了环境方面的挑战。我们必须探索能源生产与消费的各个方面，包括提高能效、清洁能源、全球碳循环、碳资源、废弃物和生物质，还要关注它们与气候和自然资源问题之间的关系。风力发电的发展是时代的需要。

在风力发电控制系统中，基于PLC为主控制器的设计是未来的发展方向。本设计基于PLC的风力发电控制系统，旨在保证风力发电机偏航系统、齿轮箱、液压系统、发电机正常工作；通过选择合适的控制方法，使系统能更加稳定的运行，进而可以有效提高风力利用率。

设计中主要对发电机控制电路、偏航控制电路、齿轮箱及液压站的运行和工作情况进行了设计，并绘制了相应的电气原理图。在控制电路中还说明了PLC、电动机及相应低压器件的型号选择，绘制了I/O接线图；在发电机控制电路中，设计了发电机的转速控制方面；偏航电路中，设计了对风、解缆功能；在液压系统中，设计了温控、压力控制功能；在齿轮箱系统中，设计了油位控制功能。

同时在设计中还详细编写了各部分的控制程序，并进行了相关调试，另外利用S7-200仿真软件进行了系统仿真验证，仿真结果满足设计要求。

关键词：可编程控制器；偏航；液压系统；控制系统；风力发电

目录

摘要

Abstract

1引言-1

1.1目的以及意义-1

1.2国内国外现状-1

1.2.1国外风机发展现状-1

1.2.2国内风电发展现状-1

1.2.3风电机组发展趋势-2

1.2.4海上风电场的兴起-2

1.3研究设想及方法-2

1.4设计目的及意义-2

2系统整体方案设计-4

2.1系统工作原理-4

2.2系统工艺流程-4

2.2.1控制模式介绍-4

2.2.2各部分控制介绍-4

2.3系统总体设计方案-6

2.4本章小结-7

3控制系统硬件设计-8

3.1 PLC概述-8

3.1.1 PLC的工作原理-8

3.1.2控制系统的I/O通道地址分配-8

3.1.3 PLC系统选型-10

3.2扩展模块的选型-10

3.2.1数字量输出扩展模块EM222-10

3.2.2 数字量输入∕输出扩展模块EM223-11

3.2.3模拟量输入扩展模块EM231-12

3.3检测元件选型与应用设计-13

3.3.1温度传感器选型-13

3.3.2压力传感器选型-13

3.4低压电器选型-13

3.4.1接触器选型-13

3.4.2断路器选型-13

3.5本章小结-14

4控制系统软件设计-15

4.1程序流程图设计-15

4.1.1启停控制流程图-15

4.1.2齿轮箱系统控制流程图-16

4.1.3发电机系统控制流程图-17

4.2本章小结-17

结    论-18

参考文献-19

致    谢-20