【正文】 存儲器等新一代電子器件，并規(guī)定的指令進行編程，所以能靈活地修改程序，即它是用軟件方式來實現(xiàn)“可編程”的目的?，F(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程是復(fù)雜多樣的，他們對控制的要求也各不相同。PLC一經(jīng)出現(xiàn)就受到了廣大工程技術(shù)人員的歡迎，那是因為它有如下許多優(yōu)點：抗干擾能力強，可靠性高；控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強；編程方便，易于使用；功能完善；設(shè)計、施工、調(diào)試的周期短；體積下，維護操作方便。[28]正是由于PLC有這些優(yōu)點，所以在選擇控制器時，選用了PLC可編程控制器。但可編程控制器不是單一型號和單一用途，所以必須對其各部件進行了解，從而做出選擇。 PLC是由中央處理單元（CPU）、存儲器、輸入輸出單元、電源部分、擴展接口、通信接口、編程器等部件組成。下面對主要部件進行介紹：中央處理單元（CPU）：起“心臟”作用，一般由控制器、運算器和寄存器組成，這些電路都集成在一個芯片內(nèi)。CPU通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與存儲單元、輸入輸出接口電路相連接。當(dāng)從編程器輸入的程序存入到用戶程序存儲器中，然后CPU根據(jù)系統(tǒng)所賦予的功能（系統(tǒng)程序存儲器的解釋編譯程序），把用戶程序翻譯成PLC內(nèi)部所認可的用戶編譯程序。輸入狀態(tài)和輸入信息從輸入接口輸進，CPU將之存入工作數(shù)據(jù)存儲器中或輸入映像寄存器。然后由CPU把數(shù)據(jù)和程序有機地結(jié)合在一起。把結(jié)果存入輸出映像寄存器或工作數(shù)據(jù)存儲器中，然后輸出到輸出接口、控制外部驅(qū)動器。存儲器：具有記憶功能的半導(dǎo)體電路。分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶存儲器。系統(tǒng)程序存儲器用以存放系統(tǒng)程序，包括管理程序，監(jiān)控程序以及對用戶程序做編譯處理的解釋編譯程序。由只讀存儲器、ROM組成。廠家使用的，內(nèi)容不可更改，斷電不消失。用戶存儲器分為用戶程序存儲區(qū)和工作數(shù)據(jù)存儲區(qū)。由隨機存取存儲器（RAM）組成。用戶使用的。斷電內(nèi)容消失。常用高效的鋰電池作為后備電源，壽命一般為3~5年。輸入/輸出接口：光電耦合器由兩個發(fā)光二極度管和光電三極管組成。發(fā)光二級管在光電耦合器的輸入端加上變化的電信號，發(fā)光二極管就產(chǎn)生與輸入信號變化規(guī)律相同的光信號。光電三級管在光信號的照射下導(dǎo)通，導(dǎo)通程度與光信號的強弱有關(guān)。在光電耦合器的線性工作區(qū)內(nèi)，輸出信號與輸入信號有線性關(guān)系。輸入接口電路工作過程是當(dāng)開關(guān)合上，二極管發(fā)光，然后三極管在光的照射下導(dǎo)通，向內(nèi)部電路輸入信號。當(dāng)開關(guān)斷開，二極管不發(fā)光，三極管不導(dǎo)通。向內(nèi)部電路輸入信號。也就是通過輸入接口電路把外部的開關(guān)信號轉(zhuǎn)化成PLC內(nèi)部所能接受的數(shù)字信號。PLC的繼電器輸出接口電路工作過程是當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號1，有電流流過，繼電器線圈有電流，然后常開觸點閉合，提供負載導(dǎo)通的電流和電壓。當(dāng)內(nèi)部電路輸出數(shù)字信號0，則沒有電流流過，繼電器線圈沒有電流，然后常開觸點斷開，斷開負載的電流或電壓。也就是通過輸出接口電路把內(nèi)部的數(shù)字電路化成一種信號使負載動作或不動作。輸出有三種類型：繼電器輸出：有觸點、壽命短、頻率低、交直流負載 ；晶體管輸出：無觸點、壽命長、直流負載；晶閘管輸出：無觸點、壽命長、交流負載。編程器：分為兩種，一種是手持編程器，方便。我們實驗室使用的就是手持編程器。二種是通過PLC的RS232口與計算機相連。然后敲擊鍵盤。通過NSTPGR軟件（或WINDOWS下軟件）向PLC內(nèi)部輸入程序[28]。 PLC的基本工作原理 一．PLC采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的工作方式[29]：（1）每次掃描過程，集中對輸入信號進行采樣，集中對輸出信號進行刷新。（2）輸入刷新過程，當(dāng)輸入端口關(guān)閉時，程序在進行執(zhí)行階段時，輸入端有新狀態(tài)，新狀態(tài)不能被讀入。只有程序進行下一次掃描時，新狀態(tài)才被讀入。（3）一個掃描周期分為輸入采樣，程序執(zhí)行，輸出刷新。（4）元件映象寄存器的內(nèi)容是隨著程序的執(zhí)行變化而變化的。（5）掃描周期的長短由三條決定：CPU執(zhí)行指令的速度；指令本身占有的時間；指令條數(shù)。（6）由于采用集中采樣。集中輸出的方式。存在輸入/輸出滯后的現(xiàn)象，即輸入/輸出響應(yīng)延遲。二．PLC與繼電器控制系統(tǒng)、微機區(qū)別：（1）PLC與繼電器控制系統(tǒng)區(qū)別：前者工作方式是“串行”，后者工作方式是“并行”。前者用“軟件”，后者用“硬件”。（2）PLC與微機區(qū)別：前者工作方式是“循環(huán)掃描”。后者工作方式是“待命或中斷”。三．PLC 編程方式 PLC最突出的優(yōu)點采用“軟繼電器”代替“硬繼電器”。用“軟件編程邏輯”代替“硬件布線邏輯”。 PLC編程語言有梯形圖、布爾助記符語言，等等。尤其前兩者為常用。因為在本設(shè)計中運用的是梯形圖語言進行編程，所以要對這語言進行了解。其中梯形圖語言特點： （1）每個梯形圖由多個梯級組成。（2）梯形圖中左右兩邊的豎線表示假想的邏輯電源。當(dāng)某一梯級的邏輯運算結(jié)果為1時，有假想的電流通過。（3）繼電器線圈只能出現(xiàn)一次，而它的常開、常閉觸點可以出現(xiàn)無數(shù)次。（4）每一梯級的運算結(jié)果，立即被后面的梯級所利用。（5）輸入繼電器受外部信號控制。只出現(xiàn)觸點，不出現(xiàn)線圈。 PLC主要部件的選擇本設(shè)計采用S7200，CPU為226，模擬擴展模塊為兩塊EM231。226 CPU：有24個數(shù)字輸入點、16個數(shù)字輸出點、可帶7個擴展模塊、4個模擬量擴展模塊。EM231：有4個輸入點。設(shè)備選型在變槳系統(tǒng)設(shè)備選型與硬件電路設(shè)計中作了詳細介紹，在這就不多做介紹了。 編程條件設(shè)計當(dāng)風(fēng)速小于3m/s時，槳矩角為900，這時風(fēng)力發(fā)電機處于待機狀態(tài)，沒有功率輸出。當(dāng)風(fēng)速達到3m/s時，變槳系統(tǒng)啟動，槳矩角轉(zhuǎn)到00，這時風(fēng)力發(fā)電機開始工作。當(dāng)風(fēng)速達到12m/s時，開始變槳，使功率以額定功率輸出。當(dāng)風(fēng)速達到25m/s以上時，這是超大風(fēng)速，必須進行停機控制，轉(zhuǎn)矩角為900。這只是大概介紹，在程序中將進行具體控制。在硬件設(shè)計中，風(fēng)速、功率、槳矩角通過測量元件把測量信號發(fā)送到風(fēng)速、功率、位移傳感器，0~30m/s風(fēng)速、0~2MW發(fā)電機輸出功率、00~900槳矩角轉(zhuǎn)化為4~20MA的模擬電量信號。本設(shè)計的I/。 I/O地址分配表分類名稱I/O分配表輸入信號風(fēng)速傳感器發(fā)電機輸出功率一號伺服電機編碼器槳矩角二號伺服電機編碼器槳矩角三號伺服電機編碼器槳矩角一號伺服電機緊急停止按鈕一號伺服電機正轉(zhuǎn)按鈕一號伺服電機正轉(zhuǎn)按鈕二號伺服電機緊急停止按鈕二號伺服電機正轉(zhuǎn)按鈕二號伺服電機反轉(zhuǎn)按鈕三號伺服電機緊急停止按鈕三號伺服電機正轉(zhuǎn)按鈕三號伺服電機反轉(zhuǎn)按鈕手動選擇按鈕一號變槳系統(tǒng)行程開關(guān)二號變槳系統(tǒng)行程開關(guān)三號變槳系統(tǒng)行程開關(guān)一號槳葉00槳矩限位開關(guān)一號槳葉900槳矩限位開關(guān)二號槳葉00槳矩限位開關(guān)二號槳葉900槳矩限位開關(guān)三號槳葉00槳矩限位開關(guān)三號槳葉900槳矩限位開關(guān)一號變槳電機熱繼電器二號變槳電機熱繼電器三號變槳電機熱繼電器AIW0AIW2AIW8AIW10AIW14輸出信號一號變槳電機正轉(zhuǎn)接觸器線圈一號變槳電機反轉(zhuǎn)接觸器線圈二號變槳電機正轉(zhuǎn)接觸器線圈二號變槳電機反轉(zhuǎn)接觸器線圈三號變槳電機正轉(zhuǎn)接觸器線圈三號變槳電機反轉(zhuǎn)接觸器線圈手動選擇接觸器線圈電源信號指示燈一號變槳電機正轉(zhuǎn)指示燈一號變槳電機正轉(zhuǎn)指示燈一號變槳電機正轉(zhuǎn)指示燈一號變槳電機正轉(zhuǎn)指示燈一號變槳電機正轉(zhuǎn)指示燈一號變槳電機正轉(zhuǎn)指示燈變槳系統(tǒng)故障指示燈手動指示燈本設(shè)計根據(jù)以上編程條件設(shè)計進行編程流程圖設(shè)計。程序流程圖如下： 主程序流程圖 中斷子程序流程圖流程圖中可以看出，本設(shè)計是由風(fēng)速作為主要的控制信號，由功率信號作為風(fēng)速大于額定風(fēng)速小于切出風(fēng)速時的控制信號。上圖中，P為發(fā)電機輸出功率，PN為發(fā)電機額定輸出功率。 具體的程序見附錄B。第五章 總結(jié)與展望風(fēng)力發(fā)電是涉及空氣動力學(xué)、自動控制、機械傳動、電機學(xué)、力學(xué)、等多學(xué)科的綜合性高技術(shù)系統(tǒng)工程。目前，風(fēng)能發(fā)電領(lǐng)域的研究熱點集中在風(fēng)電機組大型化、風(fēng)電機組的先進控制策略及優(yōu)化技術(shù)等方面。由于風(fēng)能具有能量密度低、隨機性和不穩(wěn)定性等特點，所以對風(fēng)力發(fā)電機組尤其是大型機組控制技的深入研究顯得越來越重要。本文以國產(chǎn)兆瓦級風(fēng)力發(fā)電機組為依托，對大型風(fēng)力發(fā)電機組變槳矩控制技術(shù)以及安全保護措施進行了較深入的探討，并取得了較為理想的結(jié)果。本設(shè)計采用了兩個信號為控制依據(jù)，一是以風(fēng)速為依據(jù)的出變槳控制，二是以功率為依據(jù)的修正控制。，完成了以下工作：對國內(nèi)外風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r進行分析，確定本問的研究方向及研究意義。對變槳矩驅(qū)動裝置的選擇進行比較，最終確定本變槳矩控制系統(tǒng)采用獨立電動變槳的方式。分析了風(fēng)力電機的空氣動力學(xué)特性，在此基礎(chǔ)上設(shè)計了風(fēng)力發(fā)電機組在不同風(fēng)速段下的控制策略。介紹了風(fēng)力發(fā)電機組的幾個基本組成部分。對變槳矩系統(tǒng)進行設(shè)備選型，以及對其硬件電路進行設(shè)計。為下一步編程做準備，基于S7200 CPU226，設(shè)計了自動變槳的相關(guān)程序。目前國內(nèi)對轉(zhuǎn)矩控制的研究十分欠缺，本文設(shè)計可以為其提供簡單的參考。但由于時間和研究手段所限，控制系統(tǒng)功能尚有不足之處，還有待于進一步開發(fā)與研究。參考文獻：1． 李俊峰, 12 在中國[M].北京:2． 、發(fā)展前景及市場分析〔J].國際電力，2005，8(5):18223． Raina GP Malik energy eonversion using a self exeited induetion Traps on PAS 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謝首先，衷心的感謝導(dǎo)師李子劍對我的細心指導(dǎo)，使得本設(shè)以順利完成。在做畢業(yè)論文的過程中，導(dǎo)師對我提出了許多寶貴的建議和意見，能得到老師的指導(dǎo)，我感到無比榮幸，在此表示誠摯的謝意！短短四年的大學(xué)生學(xué)習(xí)生涯即將要結(jié)束，其間我受益匪淺。老師淵博的知識，嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的科研精神，一絲不茍的工作態(tài)度，以及孜孜不倦的言傳身教，都使我欽佩之至，并將終身受益。尤其是他在繁忙的工作中能不時的給我分析和指導(dǎo)我的設(shè)計每一個細節(jié)，可以說是一個我以后工作中的偶像。老師正直、寬厚的為人令我難忘，將激勵我在今后的學(xué)習(xí)和生活中努力進取。同時對于老師對我學(xué)習(xí)上的嚴格要求和生活上的關(guān)心照顧，再次表示深深地感謝。向所有幫助我的老師和同學(xué)表示我最衷心的感謝和最崇高的敬意。最后感謝我的家人，在讀書期間給予了精神上莫大的鼓勵與支持。