【正文】 摘 要 全球人口增長和發(fā)展中國家的經(jīng)濟(jì)擴(kuò)張，到2050年，世界能源需求可能翻番甚至增加兩倍。地球上的全部生命都依賴于能源和碳循環(huán)。能源對經(jīng)濟(jì)級社會發(fā)展都至關(guān)重要，但這也帶來了環(huán)境方面的挑戰(zhàn)。我們必須探索能源生產(chǎn)與消費的各個方面，包括提高能效、清潔能源、全球碳循環(huán)、碳資源、廢棄物和生物質(zhì)，還要關(guān)注它們與氣候和自然資源問題之間的關(guān)系。風(fēng)力發(fā)電的發(fā)展是時代的需要。 在風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)中，基于PLC為主控制器的設(shè)計是未來的發(fā)展方向。本設(shè)計基于PLC的風(fēng)力發(fā)電控制系統(tǒng)，旨在保證風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航系統(tǒng)、齒輪箱、液壓系統(tǒng)、發(fā)電機(jī)正常工作；通過選擇合適的控制方法，使系統(tǒng)能更加穩(wěn)定的運行，進(jìn)而可以有效提高風(fēng)力利用率。設(shè)計中主要對發(fā)電機(jī)控制電路、偏航控制電路、齒輪箱及液壓站的運行和工作情況進(jìn)行了設(shè)計，并繪制了相應(yīng)的電氣原理圖。在控制電路中還說明了PLC、電動機(jī)及相應(yīng)低壓器件的型號選擇，繪制了I/O接線圖；在發(fā)電機(jī)控制電路中，設(shè)計了發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速控制方面；偏航電路中，設(shè)計了對風(fēng)、解纜功能；在液壓系統(tǒng)中，設(shè)計了溫控、壓力控制功能；在齒輪箱系統(tǒng)中，設(shè)計了油位控制功能。 同時在設(shè)計中還詳細(xì)編寫了各部分的控制程序，并進(jìn)行了相關(guān)調(diào)試，另外利用S7200仿真軟件進(jìn)行了系統(tǒng)仿真驗證，仿真結(jié)果滿足設(shè)計要求。關(guān)鍵詞：可編程控制器；偏航；液壓系統(tǒng)；控制系統(tǒng)；風(fēng)力發(fā)電 ABSTRACT Global population growth and developing economic expansion, to 2050, world energy demand may double or even increased two times. The whole of life on earth depends on both the energy and the carbon cycle. Energy for economic social development are crucial, but it has also brought environmental challenges. We must explore the energy production and consumption in all aspects, including improving energy efficiency, clean energy, the global carbon cycle, carbon resource, waste and biomass, but also pay attention to them and climate and natural resource problems between. Wind power development is the need of the times.In the wind power control system based on Programmable Logic Controller (PLC), mainly is the design of future development direction. Based on the design of PLC wind power control system, in order to ensure the windmill generator yaw system, gear box, hydraulic system, the generator work。 by selecting appropriate control method, making the system more stable operation, which can effectively improve the utilization rate of wind power.Design of the main generator control circuit, control circuit, gearbox and hydraulic station running and working conditions for the design, and draw the corresponding electrical schematic diagram. The control circuit also shows PLC, motor and corresponding low voltage devices model selection, rendering the I / O wiring diagram。 in generator control circuit, design of the generator speed control。 yaw circuit, design of wind, starting function。 in the hydraulic system, design temperature control, pressure control function。 in the gear box system, design the level control function.In the design of the detailed written parts control program, and the relevant debugging, while using S7200 simulation software simulation system, and the simulation results and meet the design requirements.Key word: Programmable Logic Controller。Yaw。Hydraulic system。 Control system。Wind Power目錄1引言............................................................................................................................................................................................................................................................ 研究設(shè)想及方法.............................................. 預(yù)期成果及意義.............................................2系統(tǒng)整體方案設(shè)計............................................. 系統(tǒng)工作原理.............................................. 系統(tǒng)工藝流程........................................................................................................................................ 系統(tǒng)總體設(shè)計方案............................................................................................3控制系統(tǒng)硬件設(shè)計............................................ PLC概述.................................................. PLC的發(fā)展歷程.......................................... PLC的工作原理.......................................... 控制系統(tǒng)的I/O通道地址分配............................. PLC系統(tǒng)選型........................................... 擴(kuò)展模塊選型 ........................................... 數(shù)字量輸出擴(kuò)展模塊EM222................................ 數(shù)字量輸入∕輸出擴(kuò)展模塊EM223......................... 模擬量輸入擴(kuò)展模塊EM231............................... 模擬量輸入∕輸出擴(kuò)展模塊EM235......................... 電機(jī)及驅(qū)動器選型與應(yīng)用設(shè)計.............................. 電機(jī)及驅(qū)動器選型...................................... 偏航電機(jī)主電路設(shè)計.................................... 檢測元件選型與應(yīng)用設(shè)計.................................. 溫度傳感器選型....................................... 壓力傳感器選型...................................... 液位傳感器選型...................................... 偏航角度傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器選型......................、風(fēng)速儀選型.................................. 低壓電器選型.......................................... 接觸器選型.......................................... 斷路器選型.......................................... 熔斷器選型.......................................... 主令電器選型........................................ 信號電器選型....................................... 系統(tǒng)配電及電源選型................................... 本章小結(jié).............................................4控制系統(tǒng)軟件設(shè)計....................................... 程序流程圖的設(shè)計..................................... 啟停控制流程圖.................................... 偏航解纜控制流程圖................................ 齒輪箱系統(tǒng)控制流程圖.............................. 發(fā)電機(jī)系統(tǒng)控制流程圖.............................. 液壓系統(tǒng)控制流程圖................................. 控制程序設(shè)計......................................... 組態(tài)界面設(shè)計......................................... 程序調(diào)試...........................................................................................5結(jié)束語..................................................參考文獻(xiàn)..................................................致 謝.................................................. 第1章 引 言 目的和意義 由于全球人口增長和發(fā)展中國家的經(jīng)濟(jì)擴(kuò)張，到2050年，世界能源需求可能翻番甚至增加兩倍。地球上的全部生命都依賴于能源和碳循環(huán)。能源對經(jīng)濟(jì)級社會發(fā)展都至關(guān)重要，但這也帶來了環(huán)境方面的挑戰(zhàn)[1]。我們必須探索能源生產(chǎn)與消費的各個方面，包括提高能效、清潔能源、全球碳循環(huán)、碳資源、廢棄物和生物質(zhì)，還要關(guān)注它們與氣候和自然資源問題之間的關(guān)系。 風(fēng)電是目前技術(shù)最成熟、最具市場競爭力且極具發(fā)展?jié)摿Φ目稍偕鍧嵞茉?，發(fā)展風(fēng)電對于改善能源結(jié)構(gòu)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境、保障能源安全和實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展等方面有著及其重要的意義[2]。 隨著計算機(jī)技術(shù)與先進(jìn)的控制技術(shù)應(yīng)用到風(fēng)電領(lǐng)域，控制方式從基本單一的定槳距失速控制向變槳距和變速恒頻控制方向發(fā)展。目前的控制方法是：當(dāng)風(fēng)速變化時通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)電磁力矩或風(fēng)力機(jī)漿距角使葉尖速比保持最佳值，實現(xiàn)風(fēng)能的最大捕獲?？刂品椒ɑ诰€性化模型實現(xiàn)最佳葉尖速比的跟蹤，利用風(fēng)速測量值進(jìn)行反饋控制，或電功率反饋控制[3]。但在隨機(jī)擾動大、不確定因素多、非線性嚴(yán)重的風(fēng)電系統(tǒng)，傳統(tǒng)的控制方法會產(chǎn)生較大誤差。因此近些年國內(nèi)外都開展了這方面的研究。一些新的控制理論開始應(yīng)用于風(fēng)電機(jī)組控制系統(tǒng)。如采用模糊邏輯控制、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制、魯棒控制等。使風(fēng)機(jī)控制向更加