【正文】 wh)表示，它也表示蓄電池放電的能力。當(dāng)蓄電池放電電壓低于規(guī)定值，DSP 控制單元輸出信號驅(qū)動光偶隔離開關(guān)及繼電器KA13 工作，繼電器KA13 常閉觸點斷開，切斷蓄電池的放電回路。圖14 光伏供電控制單元面板2）光伏供電控制單元電氣原理圖如圖15所示。選擇開關(guān)自動擋、啟動按鈕、向東按鈕、向西按鈕、向北按鈕、向南按鈕、燈1 按鈕、燈2 按鈕、東西按鈕、西東按鈕、停止按鈕均使用常開觸點，分別接在接線端子的各個端口。光伏輸出顯示單元面板如圖12所示。圖10 光伏電源控制單元面板2）光伏電源控制單元的電氣原理圖如圖11所示。2．光伏供電系統(tǒng)光伏供電系統(tǒng)主要由光伏電源控制單元、光伏輸出顯示單元、光伏供電控制單元、DSP 控制單元、接口單元、西門子S7200PLC、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調(diào)電阻、斷路器、12V 開關(guān)電源等組成，如圖9所示。東、西光敏電阻和北、南光敏電阻分別組成如圖5所示的電路，因此，有4路信號提供給PLC。PLC接收該高電平后，控制水平方向和俯仰方向運動機構(gòu)中的相應(yīng)的直流電動機旋轉(zhuǎn)，使光伏電池方陣向光敏電阻RG1一側(cè)偏轉(zhuǎn)。同樣在無光照或者暗光的情況下，光敏電阻RG2的電阻比較大，RGRP2和R2組成的分壓電路提供給IC1b電壓比較器同相端的電平低于IC1b電壓比較器反相端的固定電平，IC1b電壓比較器輸出低電平，三極管VT2截止，繼電器KA2不導(dǎo)通，常開觸點KA21和常閉觸點KA22保持常態(tài)，信號2端無電平輸出。圖7 光源移動機構(gòu)（4）光線傳感器光線傳感器安裝在光伏電池方陣中央，用于獲取不同位置的投射燈的光照強度（現(xiàn)實中就是獲取不同位置的太陽光照的強度），光線傳感器通過光線傳感器控制盒，將東、西、南、北方向的投射燈的光強信號轉(zhuǎn)換成開關(guān)量信號傳輸給光伏供電系統(tǒng)的PLC，由PLC進行相應(yīng)的控制。光伏電池方陣安裝在水平方向和俯仰方向運動機構(gòu)上方，當(dāng)水平方向和俯仰方向運動機構(gòu)運動時，帶動光伏電池方陣作水平方向偏轉(zhuǎn)移動和俯仰方向偏轉(zhuǎn)移動。單晶硅光伏電池所使用的單晶硅材料與半導(dǎo)體行業(yè)所使用的材料有相同的品質(zhì)，單晶硅光伏電池的成本比較貴，光電轉(zhuǎn)換率為13%~15%。光伏電池組件的光伏電池的標(biāo)準數(shù)量是36片（10cm10cm）,大約能產(chǎn)生17V左右的電壓，能為額定電壓為12V的蓄電池進行有效充電。（二）單元設(shè)計1．光伏供電裝置光伏供電裝置（圖5）主要由光伏電池組件、投射燈、光線傳感器、光線傳感器控制盒、擺桿支架、擺桿減速箱、單相交流電動機、電容器、水平方向和俯仰方向運動機構(gòu)、水平運動和俯仰運動直流電動機、接近開關(guān)、微動開關(guān)、底座支架等設(shè)備與器件組成。光伏電池方陣分別向東偏轉(zhuǎn)或向西偏轉(zhuǎn)是由水平運動直流電動機控制，正、反轉(zhuǎn)由繼電器KA3 和繼電器KA4 通過接插座向直流電動機提供不同極性的直流24V 電源，實現(xiàn)直流電動機的正、反轉(zhuǎn)。太陽能電能蓄電池太陽能板DSP控制器圖3 系統(tǒng)框圖光伏供電由光伏供電裝置和光伏供電系統(tǒng)完成，光伏供電主電路電氣原理如圖4所示。三、系統(tǒng)硬件（一）系統(tǒng)總體架構(gòu)及主電路電氣原理圖整個系統(tǒng)包括光伏供電裝置和光伏供電系統(tǒng)兩大系統(tǒng)。其工作原理是接收模擬信號，轉(zhuǎn)換為0或1的數(shù)字信號。20世紀60年代以來，隨著計算機和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)字信號處理技術(shù)應(yīng)運而生并得到迅速的發(fā)展。從目前來看，薄膜電池雖有很好的發(fā)展?jié)撡|(zhì)，但單晶硅與多晶硅電池仍是較長時間內(nèi)的主流產(chǎn)品。通過使用編程軟件，直接在PC機上用梯形圖進行編程，然后調(diào)試修改，直至可以完成要求。所以，掌握PLC技術(shù)是改造傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝和設(shè)備的重要途徑。SIMATIC S7200 PLC S7200 PLC是超小型化的PLC，它適用于各行各業(yè)，各種場合中的自動檢測、監(jiān)測及控制等。一、西門子PLC概述德國西門子（SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應(yīng)用也相當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。其中光伏供電控制單元和PLC配合來控制太陽能電池板組件的方向以滿足不同實驗及研究的需要。光伏供電裝置把太陽能轉(zhuǎn)換成電能經(jīng)過DSP判斷符合充電要求就接通繼電器組對蓄電池組進行充電，如若不滿足要求就斷開繼電器組，切斷充電回路，阻止充電。但總的說來，瑕不掩瑜，作為新能源，太陽能具有極大優(yōu)點，因此受到世界各國的重視。本設(shè)計采用太陽能光伏發(fā)電。這個過程的本質(zhì)就是：光子能量轉(zhuǎn)換成電能的過程。國際能源組織對太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景進行預(yù)測，認為20102020年間太陽能光伏發(fā)電發(fā)展速度復(fù)合增長率達到35%，預(yù)計2020年太陽能光伏發(fā)電量將達到280TWh以上，占當(dāng)年總發(fā)電量的1％，2040年占總發(fā)電量的20％，未來太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展前景光明。隨著太陽能技術(shù)開發(fā)和產(chǎn)業(yè)化進程的深化，它的性價比、效率將得到極大的提高，它在包括BIPV在內(nèi)的各個領(lǐng)域都將得到廣泛的應(yīng)用，也將很大地推動和加速中國綠色照明工程的快速發(fā)展。太陽能發(fā)電作為一種取之不盡，用之不竭的環(huán)保清潔能源將得到史無前例的發(fā)展。隨著中國技術(shù)的發(fā)展，在2006年，中國有三家企業(yè)進入了全球前十名，標(biāo)志著中國將成為全球新能源科技的中心之一，世界上太陽能光伏的廣泛應(yīng)用，導(dǎo)致了目前缺乏的是原材料的供應(yīng)和價格的上漲，我們需要將技術(shù)推廣的同時，必須采用新的技術(shù)，以便大幅度降低成本，為這一新能源的長遠發(fā)展提供原動力！太陽能的使用主要分為幾個方面：家庭用小型太陽能電站、大型并網(wǎng)電站、建筑一體化光伏玻璃幕墻、太陽能路燈、風(fēng)光互補路燈、風(fēng)光互補供電系統(tǒng)等，現(xiàn)在主要的應(yīng)用方式為建筑一體化和風(fēng)光互補系統(tǒng)。單一電池是一只硅晶體二極管，根據(jù)半導(dǎo)體材料的電子學(xué)特性，當(dāng)太陽光照射到由P型和N型兩種不同導(dǎo)電類型的同質(zhì)半導(dǎo)體材料構(gòu)成的PN結(jié)上時，一部分光子被硅材料吸收；光子的能量傳送了硅原子，使其電子發(fā)生了越遷，成為了自由電子在P－N結(jié)兩側(cè)聚集形成了一定的電位差，若外部電路接通時，那么在這個電壓的作用下，就會有電流通過外部電路并且產(chǎn)生一定的輸出功率。另一種是通過光電器件利用光伏原理將太陽能直接轉(zhuǎn)換為電能, 稱為太陽能光伏發(fā)電。不足之處是：①獲得的能源要考慮晝夜，陰晴及四季等氣象條件；②假如照射的能量分布密度較小，那么就要占用更大得面積。光伏電源控制單元接通電源啟動，所有的器件開始工作。在光伏供電系統(tǒng)工作的時候光伏輸出顯示單元會實時的顯示光伏供電裝置所發(fā)的電的電流及電壓。3．滿足各功能要求。本設(shè)計采用西門子S7200系列的PLC。二、系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)（一）PLC控制技術(shù)PLC具有結(jié)構(gòu)簡單、編程方便、性能優(yōu)越、靈活通用、使用方便、可靠性高、抗干擾能力強等到一系列優(yōu)點，在工業(yè)生產(chǎn)過程自動控制領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。本論文利用西門子S7—200PLC作為核心控制器，利用其豐富的基本及功能指令來設(shè)計，從而實現(xiàn)對風(fēng)光互補供電的LED廣告燈控制系統(tǒng)的設(shè)計——太陽能供電系統(tǒng)具體的控制要求。其中,太陽能電池組件和蓄電池為電源系統(tǒng),控制器和逆變器為控制保護系統(tǒng), 用戶負載為系統(tǒng)終端。（三）DSP技術(shù)數(shù)字信號處理(Digital Signal Processing，簡稱DSP)是一門涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域的新興學(xué)科。圖2 數(shù)字信號處理DSP是一種獨特的微處理器，是以數(shù)字信號來處理大量信息的器件。它的強大數(shù)據(jù)處理能力和高運行速度，是最值得稱道的兩大特色。流程圖如下圖3。