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基于PLC的双轴太阳能自动跟踪系统设计

基于PLC的双轴太阳能自动跟踪系统设计

本文是研究太阳能双轴自动跟踪控制系统基于 PLC 控制的结合光学追踪对跟踪太阳能电池板旋转时间进行控制。PLC 根据每个I/O点的输入/输出的要求和需要整个电路结构模块的控制系统功能,系统分为七个检测或执行元件并通过 PLC 完成彼此合作太阳跟踪模块。

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  • 详细描述

    基于PLC的双轴太阳能自动跟踪系统设计
    一、选题简介、意义
        太阳能作为一种新型的绿色能源,有着广泛的发展前景。但是由于太阳能本身的缺点,现在对太阳能的利用率普遍较低,并且现有跟踪控制器也有着各种缺点。为了尽可能的提高太阳光能的利用效率,改进现有太阳能跟踪控制的缺点,本课题设计的一种高精度太阳能跟控制系统。这种跟踪控制系统采用软件控制和传感器控制相结合的方法,设计合理的机械结构,通过硬件控制系统,来实现高精度的太阳跟踪。
    二、课题综述(课题研究,主要研究的内容,要解决的问题,预期目标,研究步骤、方法及措施等)
    (一)主要内容:
    本课题是太阳能自动跟踪系统PLC主程序、子程序、中断程序等程序以及触摸屏组态的设计和开发。
    (二)拟解决的主要问题:
    1.太阳能自动跟踪系统的总体结构设计;
    2.PLC的硬件构成及控制板电路扩展设计;
    3.太阳能自动跟踪系统的软件设计;
    (三)预期目标:
    根据项目需求,PLC程序控制,必须实现光伏系统的自动跟踪太阳能的功能。
    (四)研究步骤:
    本课题的研究步骤分为一下四个阶段:
    第一阶段:查阅相关资料、收集资料、确定课题设计方案,完成开题报告;
    第二阶段:完成系统构架,整理思路,完成太阳能自动跟踪系统的控制要求;
    第三阶段:编辑太阳能自动跟踪系统PLC程序设计、触摸屏组态、变频器设置,并进行模拟测试检验其实用性、稳定性以及柔性程度;
    第四阶段:整理技术资料,完成毕业设计论文及答辩。
     
    目录
    第一章  绪论 1
    1.1 引言 1
    1.2 太阳能跟踪方法分类 1
    1.2.1时控跟踪 1
    1.2.2视日运动轨迹跟踪 2
    1.2.3控放跟踪 2
    1.2.4光电跟踪 2
    1.3本文主要研究内容 4
    第二章  双轴太阳能自动跟踪控制系统的方案设计 6
    2.1太阳能跟踪方案的分析与选择 6
    2.2控制系统的方案总体设计 7
    第三章  双轴太阳能自动跟踪系统的硬件设计 9
    3.1机械结构的方案设计 9
    3.2步进电机的选择及控制 10
    3.2.1步进电机的特点 10
    3.2.2步进电机的选型 11
    3.2.3步进电机的驱动及控制 12
    3.3太阳光强、方位检测 13
    3.3.1光照强度检测模块 13
    3.3.2光电跟踪模块 14
    3.3.3 光电跟踪的原理及特点 16
    第四章  双轴太阳能自动跟踪系统的控制设计 20
    4.1 PLC的选型 20
    4.1.1 PLC的结构及工作原理 20
    4.1.2 PLC机型的选择 21
    4.2 I/O分配及外部接线图 21
    4.3电气原理图 22
    4.4 PLC程序的编制 23
    4.4.1控制流程图 23
    4.4.2主要程序的编制 24
    4.4.3上位机面板设计 28
    4.5程序调试 29
    参考文献 31
    致谢 32
     
     总结
    通过这次在校的最后一次考核,毕业设计的设计学习,我了解到了自身许多不足之处,例如时间安排的不合理,到最后做的有些匆忙等等。同时,这也让我看到了自身许多需要提高的地方。再来说说这次选的课题吧。我现在在一家光伏企业实习,现在大部分光伏电站是平铺式和固定倾角式的,太阳能的利用率并不是很高,甚至在有些设计不合理的地区太阳能的利用率极低,所以我才想利用这侧毕业设计的机会来自己设计一款两轴太阳能自动跟踪系统。在设计过程中也算是四处碰壁吧。首先我原先的设计方案由于PLC无法实现逆三角函数而搁浅,后来才计划使用传感器来进行我这次毕业设计的定位功能。紧接着又是因为实习工作实在太过的忙碌,本来打算自己设计的传感器没有时间去做,本来打算使用五个光敏传感器放置在有孔暗盒中制作的传感器在公司主导老师的建议下改成了光强光电传感器。然后,机械的图纸也画得我欲仙欲死的,连着干了4个通宵在才画完。最后,又因为时间紧迫和技能的问题,在触摸屏上组态的设计也只是进行了粗略的设计。不过后期还是成功的把PLC和触摸屏结合到了一起。我自己评价这次的毕业设计不能说成功也不能说失败,只能说是努力过了,但终究没能达到预期的效果吧。不过不得不说,这次的毕业设计对我在学校所学的知识的一次全面的考验和提升。通过这次的毕业设计,我算是痛并快乐这吧 ,痛的是做的过程,而快乐的是自己能力的提升和同组成员之间所建立起来的深厚的羁绊吧。这一次的毕业设计把我们这个小团体通过彼此间的交流帮助连接的更加牢固。
     
    参考文献
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