【文章內(nèi)容簡介】 面可供選擇,使得系統(tǒng)的集成非常方便,并且其在網(wǎng)絡(luò)中的強(qiáng)大功能,很容易地可以組成PLC網(wǎng)絡(luò)。2具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件,使得在控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)時(shí)更加簡單,幾乎可以完成任何功能的控制任務(wù)。3具有豐富的指令集和內(nèi)置的集成功能,強(qiáng)大的通信能力和豐富的擴(kuò)展模塊,能滿足現(xiàn)代高效控制要求。4適用范圍廣,適用于各種場合中的自動(dòng)檢測、監(jiān)測和控制等。S7200系列PLC適用范圍廣，適用于各種場合中的自動(dòng)檢測、監(jiān)測和控制等的特點(diǎn)如下：（1） 極高的可靠性。（2） 極豐富的指令集。（3） 易于掌握。（4） 便捷的操作。（5） 豐富的內(nèi)置集成功能。（6） 實(shí)時(shí)特性。（7） 強(qiáng)勁的通訊能力。（8） 豐富的擴(kuò)展模塊。本設(shè)計(jì)采用S7200系列中的CPU224型PLC,S7200 CPU224包含有14個(gè)輸入點(diǎn)和10個(gè)輸出點(diǎn)，共24個(gè)輸入輸出端口。其中還包含2個(gè)模擬量的電位器，最多可擴(kuò)展35個(gè)輸入輸出點(diǎn)。有6路頻率為30KHz的高速計(jì)數(shù)器，2路高速脈沖輸出口，1個(gè)RSS485通信接口，它的中央處理單元CPU224具有很強(qiáng)的模擬量處理能力，模塊擴(kuò)展能力是S7200系列產(chǎn)品中使用最多的。第4章 風(fēng)電機(jī)偏航控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)工作過程圖41系統(tǒng)工作過程框圖 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)在硬件系統(tǒng)的研究中，要根據(jù)系統(tǒng)要達(dá)到的目的來確定哪些信號(hào)作為輸入量哪些信號(hào)作為輸出量，而且還要確定是數(shù)字量還是模擬量，只有這樣準(zhǔn)確的選擇控制器件達(dá)到節(jié)約成本的目。設(shè)計(jì)電路的時(shí)候首先要知道電路中包含那些設(shè)備，以及設(shè)備在電路當(dāng)中起什么作用，這些設(shè)備需不需要保護(hù)，如需要保護(hù)應(yīng)該采取什么保護(hù)措施，一定要心思縝密，避免因設(shè)計(jì)過程中的失誤而造成實(shí)際生產(chǎn)過程中對(duì)設(shè)備的損害，只有這樣設(shè)計(jì)出來的控制系統(tǒng)才能被廣泛應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中。 PLC I/O地址分配 由系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要輸入信號(hào)有正向啟動(dòng)、反向啟動(dòng)、停止、風(fēng)向儀、限位開關(guān)等；輸出信號(hào)被控對(duì)象有電機(jī)、制動(dòng)裝置、報(bào)警裝置等，PLC I/O地址分配情況如表41所示。表41 I/O地址分配表輸入信號(hào)輸出信號(hào)名稱功能編號(hào)名稱功能編號(hào)SB1正向啟動(dòng)按鈕KM1偏航電機(jī)正向啟動(dòng)SB2反向啟動(dòng)按鈕KM2偏航電機(jī)反向啟動(dòng)SB3停止按鈕Y制動(dòng)裝置L1風(fēng)向儀L報(bào)警裝置L2正向限位開關(guān)P報(bào)警裝置L3反向限位開關(guān)L4正向接近開關(guān)L5反向接近開關(guān) PLC端子連接圖根據(jù)PLC I/O地址分配表明確輸入輸出量并根據(jù)地址分配來設(shè)計(jì)PLC的外部連接方式，PLC外部接線方式如圖42所示。圖42 PLC端子接線圖 偏航電機(jī)主電路設(shè)計(jì) 偏航方向的變化可以由電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)來完成，，在電路中熔斷器FU起到過電流保護(hù)的作用，當(dāng)電網(wǎng)中電流過大時(shí)熔斷器期內(nèi)熔絲就會(huì)因過熱而斷開從而保護(hù)電機(jī)不被損壞，若KM1觸電閉合就會(huì)使電機(jī)M1正轉(zhuǎn)，由于四個(gè)點(diǎn)及時(shí)并聯(lián)的，所以，此時(shí)四個(gè)電機(jī)都會(huì)正轉(zhuǎn)，使機(jī)艙進(jìn)行正向偏航。若KM2閉合就會(huì)使M1電機(jī)反轉(zhuǎn)，同理，其余三個(gè)電極也會(huì)同時(shí)反轉(zhuǎn)，使機(jī)艙反向偏航。 在電路中起到電機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn)的功能，即正向偏航與反向偏航。熱繼電器FRFRFRFR4則是為電動(dòng)機(jī)提供過載保護(hù)的。由以上要求可以設(shè)計(jì)電路如圖43所示。圖43 偏航電機(jī)主電路圖第5章 風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 風(fēng)電機(jī)偏航系統(tǒng)整體流程圖按下啟動(dòng)按鈕，PLC開始掃描，延遲1S后，接近開關(guān)將當(dāng)前的機(jī)艙位置信號(hào)傳送到PLC中，PLC再將信號(hào)值進(jìn)行處理，與風(fēng)電機(jī)機(jī)艙初始位置的設(shè)定值進(jìn)行處理，如果當(dāng)前位置值高于設(shè)定值，則判斷機(jī)艙當(dāng)前位置與初始位置夾角是否大于+650度，如果達(dá)到正向扭纜設(shè)定值則偏航電機(jī)反轉(zhuǎn)，即機(jī)艙反向偏航進(jìn)行解纜。如果比較結(jié)果小于設(shè)定值，則判斷機(jī)艙當(dāng)前位置與初始位置夾角是否小于650度，如果達(dá)到反向扭纜設(shè)定值則偏航電機(jī)正轉(zhuǎn)，即機(jī)艙正向偏航進(jìn)行解纜。若比較結(jié)果等于設(shè)定值或未達(dá)到扭纜設(shè)定值時(shí)，則將風(fēng)向儀測定的風(fēng)向信號(hào)與機(jī)艙當(dāng)前位置進(jìn)行比較得出角度差。如果兩者之間的夾角大于0o則偏航電機(jī)正轉(zhuǎn)，如果兩者之間的夾角小于0o，則偏航電機(jī)反轉(zhuǎn)。如果在偏航過程中，機(jī)艙旋轉(zhuǎn)角度到達(dá)極限位置（+700o或700o）則會(huì)觸發(fā)限位開關(guān)動(dòng)作，同時(shí)偏航電機(jī)停止，報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警，制動(dòng)裝置動(dòng)作使偏航工作結(jié)束。（假設(shè)限位開關(guān)被觸發(fā)而導(dǎo)致偏航電機(jī)不能動(dòng)作，則必須經(jīng)手動(dòng)解纜才能恢復(fù)正常）其工作流程如圖51所示。圖51偏航系統(tǒng)總體軟件設(shè)計(jì)流程圖 風(fēng)電機(jī)手動(dòng)偏航系統(tǒng)流程圖風(fēng)力發(fā)電機(jī)在調(diào)試、限位開關(guān)被觸發(fā)等情況下需要手動(dòng)偏航或者解纜，所以本控制系統(tǒng)同時(shí)設(shè)計(jì)有手動(dòng)偏航功能。手動(dòng)偏航是要手動(dòng)按下正向啟動(dòng)按鈕或者反向啟動(dòng)按鈕，然后由PLC判斷當(dāng)前機(jī)艙位置與原始位置的夾角，若夾角大于0則電機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)機(jī)艙向逆時(shí)針方向偏航來解纜，若夾角小于0則電機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)機(jī)艙向順時(shí)針方向偏航來解纜。當(dāng)PLC檢測到風(fēng)電機(jī)機(jī)艙當(dāng)前位置與原始位置一致則手動(dòng)偏航程序停止。圖52手動(dòng)解纜系統(tǒng)流程圖 風(fēng)電機(jī)手動(dòng)偏航梯形圖當(dāng)按下正向啟動(dòng)按鈕時(shí)，，即電機(jī)正轉(zhuǎn)，帶動(dòng)風(fēng)電機(jī)機(jī)艙正向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)按下正向啟動(dòng)按鈕時(shí)，，即電機(jī)反轉(zhuǎn)，帶動(dòng)風(fēng)電機(jī)機(jī)艙反向旋轉(zhuǎn)。當(dāng)風(fēng)電機(jī)機(jī)艙回到原始位置時(shí)，C40中的值等于0，即電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)電機(jī)機(jī)艙也就不會(huì)旋轉(zhuǎn)。同理，當(dāng)手動(dòng)按下停止按鈕時(shí)，，即電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，風(fēng)電機(jī)機(jī)艙也就不會(huì)旋轉(zhuǎn)。圖53手動(dòng)偏航系統(tǒng)梯形圖 結(jié)　論本設(shè)計(jì)以PLC作為風(fēng)發(fā)電機(jī)偏航系統(tǒng)控制的核心，完成了風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航系統(tǒng)的硬件和軟件設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航系統(tǒng)的控制工作。設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括：偏航主電路的設(shè)計(jì)工作和PLC、偏航電動(dòng)機(jī)、風(fēng)向儀、限位開關(guān)、接近開關(guān)型號(hào)的選取工作，PLC I/O地址分配、流程圖、梯形圖的繪制工作。將PLC控制和風(fēng)力發(fā)電機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行了很好的連接。PLC是開關(guān)和繼電器組成的電氣控制系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上發(fā)明的能實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)控制的一種裝置，作為計(jì)算機(jī)控制技術(shù)在工業(yè)控制領(lǐng)域的其中一種，它產(chǎn)生的時(shí)間并不長，不過從PLC的發(fā)展趨勢以及它在工業(yè)控制中不斷提高的地位看來，PLC的發(fā)展前景是十分光明的。研究基于PLC控制的風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航系統(tǒng)，不但能提高其發(fā)電效率，增強(qiáng)系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性，又能達(dá)到現(xiàn)代高精度控制要求。當(dāng)今社會(huì)科技的發(fā)展日新月異，PLC的種類、功能也在不斷的升級(jí)增強(qiáng)，在實(shí)際的生產(chǎn)應(yīng)用中必須要根據(jù)實(shí)際情況對(duì)系統(tǒng)做出最合適的調(diào)整，只有這樣才能設(shè)計(jì)出滿足要求的控制系統(tǒng)。對(duì)于這次設(shè)計(jì)研究的風(fēng)力發(fā)電及偏航控制系統(tǒng)來說，系統(tǒng)中的很多功能還需要進(jìn)一步的擴(kuò)展和完善。比如沒有對(duì)風(fēng)力發(fā)電機(jī)超出限定風(fēng)速時(shí)偏航系統(tǒng)的工作進(jìn)行研究。除此之外，系統(tǒng)對(duì)于PLC編程過程中的很多種高級(jí)指令都沒有使用到。這些問題都需要以后進(jìn)行深入的研究并加以解決。25謝　辭經(jīng)過幾個(gè)月的努力與忙碌，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成。從最開始接到風(fēng)力發(fā)電機(jī)偏航控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)這個(gè)題目的不知所措到現(xiàn)在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完成，每一步對(duì)我來說都是新的嘗試與體驗(yàn)。在這里我要感謝人很多。首先，感謝我的母校洛陽理工學(xué)院這兩年來對(duì)我的教育和培養(yǎng)，要感謝我的老師董紅政對(duì)我的耐心指導(dǎo)，由于我一邊實(shí)習(xí)一邊做畢業(yè)設(shè)計(jì)，要衷心感謝董老師對(duì)我的理解，總是盡力的幫助我，每次見老師，老師都會(huì)認(rèn)真仔細(xì)的幫助我分析設(shè)計(jì)，并給我想出解決的辦法。此論文是在老師的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下完成的，從課題選擇到設(shè)計(jì)思想、方案選取、程序調(diào)試，無不凝聚著于老師的心血和汗水。在這兩個(gè)月的時(shí)間里，董紅政老師給了我細(xì)心的指導(dǎo)和不懈的支持，他以其豐富的經(jīng)驗(yàn)和淵博的知識(shí)，在設(shè)計(jì)期間幫助我攻克了一個(gè)又一個(gè)難關(guān)。董紅政老師負(fù)責(zé)的工作態(tài)度、嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神、深厚的理論水平和精益求精的工作作風(fēng)都深深鼓勵(lì)著我。在董紅政老師身上我不僅學(xué)到了如何做事，更學(xué)會(huì)了如何做人，如何對(duì)待工作的態(tài)度。同時(shí)還要感謝給了我很多幫助的同學(xué)和舍友，他們總是不遺余力的再幫我，正因?yàn)樵谒齻兊膸椭凸膭?lì)下，我才能夠克服重重困難，順利的完成這次的畢業(yè)論文。26參考文獻(xiàn)[1] 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Now, use wind power has bee the main form of wind, the world39。s attention, and the fastest.Wind energy technology is a hightech。 it relates more than a dozen of subjects, including meteorology, aerodynamics, structural mechanics, puter technology, electronic control technology, material science, chemistry, electrical engineering, electrical engineering, so the difficulty of a system technology may beyond the difficulty of space technology.First, The division of wind energy technologies:Wind energy technology is divided into largescale wind power technology and small and medium sized wind power technology, although both are wind energy technology, working principles are the same, the two industries are pletely different: specific performance of the policy orientation is different in different markets, different applications, applied technology is different, totally belong to the same kinds of industries in the two sectors. Therefore, in China machinery industry meeting on the wind to large wind power and wind power to distinguish between small and medium treated separately. In addition, to meet different market needs, extending from the wind and solar technology has not only promoted the development of small wind power technology, but also for the small wind power opens up new markets. wind power technology:The technology of largescale wind power in China still has a certain gap between international. The technology of largescale wind powe