风光互补供电的LED广告灯控制系统的设计毕业论文.doc

风光互补供电的LED广告灯控制系统的设计毕业论文 目 录 绪论 1 （一）设计背景 1 （二）太阳能发展的现状与展望 1 （三）太阳能发电支持技术 1 （四）本课题研究的意义及主要内容 2 一、西门子PLC概述 3 二、系统的关键技术 3 （一）PLC控制技术 3 （二）太阳能发电技术 3 （三）DSP技术 4 三、系统硬件 4 （一）系统总体架构及主电路电气原理图 4 （二）单元设计 5 （三）S7-200 CPU226 PLC I/O接口 19 （四）S7-200 CPU226 PLC I/O的外部接口 20 四、程序设计 21 （一）主程序 21 （二）指示灯子程序 25 （三）自动子程序 30 五、总结与展望 33 参考文献 34 致 谢 35 附录一 梯形图 36 绪论 （一）设计背景 开发全新能源，对现有能源的合理充分利用已经得到全世界科学家的极大重视。太阳能发电作为一种取之不尽，用之不竭的环保清洁能源将得到史无前例的发展。随着太阳能技术开发和产业化进程的深化，它的性价比、效率将得到极大的提高，它在包括BIPV在内的各个领域都将得到广泛的应用，也将大地推动中国绿色照明工程的快速发展。20世纪70年代中国太阳能光伏技术，开始时主要运用于空间技术，后渐到地面并了中国的光伏产业，已利用太阳能发电为中国内蒙古、甘肃、新疆、西藏、青海和四川等地共20万无电户解决了用问题。目前，中国已安装光伏电站约10万千瓦，主要为居民供电。 随着中国技术的发展，在2006年，中国有三家企业进入了全球前十名，标志着中国将成为全球新能源科技的中心之一，世界上太阳能光伏的广泛应用，导致了目前缺乏的是原材料的供应和价格的上涨，我们需要将技术推广的同时，必须采用新的技术，以便大幅度降低成本，为这一新能源的长远发展提供原动力！ 太阳能的使用主要分为几个方面：家庭用小型太阳能电站、大型并网电站、建筑一体化光伏玻璃幕墙、太阳能路灯、风光互补路灯、风光互补供电系统等，现在主要的应用方式为建筑一体化和风光互补系统。国际能源组织对太阳能产业的发展前景进行预测，认为2010-2020年间太阳能光伏发电发展速度复合增长率达到35%，预计2020年太阳能光伏发电量将达到280TWh以上，占当年总发电量的1％，2040年占总发电量的20％，未来太阳能产业的发展前景光明。由于技术和材料原因，单一电池的发电量是十分有限的，实用中的太阳能电池是单一电池经串、并联组成的电池系统，称为电池组件（阵列）。单一电池是一只硅晶体二极管，根据半导体材料的电子学特性，当太阳光照射到由P型和N型两种不同导电类型的同质半导体材料构成的P-N结上时，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量传了硅原子，使电子发生了越迁，成为自由电子在P－N结两侧形成了电位差，外部电路时，在电压的作用下，会有电流过外部电路产生一定的输出功率。这个过程的质是：光子能量转换成电能的过程。 图1 光子能量转换 目前太阳能发电有两种方法。一种是将太阳能转换为热能, 然后按常规方式发电, 称为太阳能热发电。另一种是通过光电器件利用光伏原理将太阳能直接转换为电能, 称为太阳能光伏发电。本设计采用太阳能光伏发电。 从太阳能获得，需通过太阳电池进行光电换来实现。它同以往其他发电原理完全不同，具有以下特点：能源质量高；可在用电处发电；从容易接受；绝对净无公害；获取能源时间短；不受的限制；枯竭危险。不足之处是：获得的能源四季等气象条件；照射的能量分布密度小，要占用大面积。但总的说来，瑕不掩瑜，作为新能源，太阳能具有极大优点，因此受到世界各国的重视。德国西门子（SIEMENS）公司生产的可编程序控制器在我国的应用也相当广泛，在冶金、化工、印刷生产线等领域都有应用。西门子（SIEMENS）公司的PLC产品包括LOGO，S7-200，S7-300，S7-400，工业网络，HMI人机界面，工业软件等。 由最初发展至今，S3、S5系列PLC已逐步退出市场，停止生产，而S7系列PLC发展成为了西门子自动化系统的控制核心，而TDC系统沿用SIMADYN D技术内核，是对S7系列产品的进一步升级，它是西门子自动化系统最尖端，功能最强的可编程控制器。SIMATIC S7-200 PLC S7-200 PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。 S7-200PLC可提供4个不同的基本型号与8种CPU可供选择使用。 （一）PLC控制技术 PLC具有结构简单、编程方便、性能优越、灵活通用、使用方便、可靠性高、抗干扰能力强等到一系列优点，在工业生产过程自动控制领域得到了广泛应用。所以，掌握PLC技术是改造传统生产工艺和设备的重要途径