基于PLC的风力发电机偏航控制系统设计

I基于PLC的风力发电机偏航控制系统设计摘要由于化石资源的日益枯竭和人类对全球环境恶化的倍加关注，因此清洁绿色的风力发电技术已深受全世界的重视。本设计主要研究的偏航系统是风力发电机组的重要组成部分。由于偏航机构安装在机舱底部，通过偏航轴承与机舱相连。当风向改变时，风向仪将信号传到控制系统，控制驱动装置工作，小齿轮在大齿圈上转动，从而带动机舱旋转，是风轮对准风向。当机舱的旋转方向有接近开关进行检测，当机舱向同一方向达到极限偏航角度时，限位开关会及时将信号传到控制装置内，控制装置会迅速发出信号使机组快速停机，并反转解缆，经过上述过程从而实现偏航控制使风轮始终保持迎风状态。根据边行系统的工作原理本设计所要解决的基本问题有：1、实现自动偏航控制及手动偏航控制的双控制系统设计2、设计偏航系统的制动装置以及扭缆、解缆保护装置的控制方法3、了解偏航液压系统的作用、工作原理和控制方法。4、编写驱动控制程序、扭缆、解缆保护程序。关键词：风向，自动偏航，风向仪，偏航电机IIDesignofYawControlSystemforWindMotorBasedonPLCABSTRACTCleanandgreenwindpowertechnologyhasgottengreatattentionbytheworldbecauseoftheincreasinglyexhaustedfossilresourcesandthemoreattentionontheglobalenvironmentaldegradation.Thisdesignmainlyresearchestheyawsystemwhichisanimportantcomponentofthewindturbine.Becausetheyawmechanisminstalledatthebottomoftheengineroomandconnectedtotheengineroomthroughtheyawbearing.Whenthewindchanges,windvanewillsendthesignaltothecontrolsystemtocontrolthedrivework.Thepinionrotatedonthebiggearring,whichcanturntheengineroomtomakethewindwheelturbinesonthedirectionofthewind.Whentherevolvingdirectionoftheengineroomisclosedtotheswitchtododetectionandtheengineroomreachesthemaximumyawangletothesamedirection,thelimitedswitchwillsendthesignalstothecontroldeviceintime.Thenthecontroldevicecouldquicklysendasignaltomakethesetquickstopandturnoverthecastloop.Afterabovetheprocess,itwillrealizetheyawcontrolandmakethewindwheelkeepthestateoffacingthewind.Accordingtotheworkingprincipleoftheedgesystem,thisdesignshouldsolvetheproblemasfollow.1、Realizingthedoublecontrolsystemofautomaticyawcontrolandmanualyawcontrol;2、Designingthebrakedeviceofyawsystemandthecontrollingmethodsofprotectiondeviceofthebuttoncableandthecastloop;3、Understandingtheeffectofyawhydraulicpressuresystem,workingprincipleandthecontrollingmethods;4、Writingthecontrollingprogramofdriveandtheprotectionprogramofbuttoncableandcastloop.KEYWORDS:WindDirection,AutomaticYaw,YawAngle,YawMotorIII目录前言................................................................................................1第1章绪论....................................................................................21.1风力发电的介绍...................................................................21.2风力发电的发展历史...........................................................21.3中国风力发电的发展现状...................................................4第2章风力发电机及偏航系统的工作原理....................................52.1风力发电机组的基本介绍...................................................52.1.1风力发电机的分类.....................................................52.1.2风力发电机的基本构成及及原理..............................52.2风力发电机偏航系统的介绍................................................62.2.1偏航系统的分类.........................................................62.2.2偏航系统的组成.........................................................72.2.3偏航系统的功能及原理..............................................8第3章风电机偏航系统总体设计...................................................93.1风电机偏航系统基本设计思路............................................93.2设计方案选择.....................................................................103.3偏航系统硬件的选型.........................................................103.3.1电动机选型...............................................................103.3.2限位开关选型...........................................................113.3.3接近开关选型...........................................................123.3.4风向传感器的选型...................................................143.3.5PLC选型....................................................................15第4章风电机偏航控制系统的硬件设计......................................184.1风电机偏航系统工作过程.................................................184.2系统硬件设计.....................................................................184.2.1PLCI/O地址分配......................................................184.2.2PLC端子连接图........................................................194.2.3偏航电机主电路设计...............................................20第5章风电机偏航系统软件设计.................................................22IV5.1风电机偏航系统整体流程图..............................................225.2风电机手动偏航系统流程图..............................................245.3风电机手动偏航梯形图.....................................................25结论..............................................................................................27谢辞..............................................................................................28参考文献..........................................................................................29附录..............................................................................................31外文资料译文..................................................................................351前言能源是人类生存所必需的最基本的物质，保证国民经济稳定发展的主要物资基础。伴随着一次资源的储存量越来越稀少和环境污染越来越严重导致人类对环境恶化的倍加关注，因此开发新型的清洁型能源也越来越受到全世界的重视。在所有利用清洁能源和二次能源作为发电的资源的技术中，利用风能资源发电的技术是最为成熟、成本最低、对环境污染程度比较小，还是，最有开发规模和商业开发前景的能源转变技术。发展风力发电技术对于维护生态环境的平衡和稳定、实现经济平稳、健康、持续性发展等许多方面都有十分重要的意义。我国的领土面积大，风能资源也很丰富。可开发利用的的风能丰富。但是我国开始利用风力发电的时间较晚，在20世纪60年代才开始研究有使用价值的新型风力发电机。七十年代以后才开始渐渐的发展起来，不仅再装机总容量上有所提高，而且制造水平也在不断地提高。风力发电行业的意见也逐渐的统一化，统一向着更大规模、