组态软件应用技术项目式教程 教学课件 ppt 作者 刘勇 组态控制技术教程ppt项目八

组态软件应用技术项目式教程,项目8 风光互补发电系统安装与调试8.1 项目任务书,8.1 项目任务书,8.1.1 设备介绍2012 年全国职业院校技能大赛高职组“风光互补发电系统安装与调试”赛项指定使用的大赛设备是由南京康尼科技实业有限公司提供的KNT-WP01 型风光互补发电实训系统。该系统主要由光伏供电装置、光伏供电系统、风力供电装置、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统组成，如图8-1 所示。,图8-1 KNT-WP01 型风光互补发电实训系统,8.1 项目任务书,8.1.2竞赛内容比赛内容涉及光伏供电系统、风力供电系统、逆变与负载系统、监控系统的安装、接线、调试、PLC程序设计和分析：（1）离网型风光互补发电系统规划；（2）根据功率要求，选择、安装和连接光伏电池组件；（3）根据功率要求，选择、安装和连接风力发电机；（4）基于MCU的光伏电池组件最大功率跟踪程序设计；（5）基于MCU的风力发电机最大功率跟踪的程序设计； （6）蓄电池容量匹配计算与选型；（7）蓄电池充放电参数设置、保护参数设置；（8）逆变器参数设置；（9）监控系统组态及操作；（10）光伏供电系统调试；（11）风力供电系统调试；（12）风光互补发电系统调试；（13）电能质量的监测、调试和分析。,8.1 项目任务书,1.光伏供电系统（1）将大赛提供的光伏电池组件、投射灯、光线传感器、水平和俯仰方向运动机构、交流电动机、减速箱、摆杆支架等器件与设备组装成如图8-2所示的光伏供电装置。要求：4块光伏电池组件按任务书进行连接，组成光伏电池方阵。光线传感器安装在光伏电池方阵中央，2盏投射灯安装在摆杆支架上。,图8-2 光伏供电装置,8.1 项目任务书,（2）将大赛提供的DSP主控制单元、西门子可编程序控制器、人机对话模块、接口模块、控制单元、直流电压表、直流电流表、蓄电池组、负载、按钮、继电器、断路器等器件与设备安装在“光伏供电系统”网孔架内（接线排和走线槽已经安装好）。（3）根据大赛所提供的光伏供电装置、光伏供电系统电气原理图和接线图，完成光伏供电装置和光伏供电系统的布线和接线。布线与接线要有合理的布线路径、线径和线标套管。（4）定义西门子可编程序控制器的输入输出端口。编制光伏电池方阵手动跟踪模式和光伏电池方阵自动跟踪模式的程序。要求：在手动跟踪模式下，分别按下向东按钮、向西按钮、向南按钮、向北按钮时，光伏电池方阵分别向东、向西、向南、向北偏移。分别按下投射灯1按钮、投射灯2按钮、摆杆东西向运动按钮、摆杆西东向运动按钮时，灯1、灯2分别点亮，并随摆杆完成东西向或作西东向运动。在自动跟踪模式下，按下启动按钮，投射灯点亮并随摆杆运动，光伏电池方阵跟踪投射灯运动。,8.1 项目任务书,（5）通过人机对话模块设置光伏电池方阵参数、PWM充电参数、蓄电池充、放电保护参数。要求：实现光伏发电对蓄电池组的PWM充电过程。通过示波器检测蓄电池充、放电过程以及保护过程的波形并进行分析。（6）通过调节光伏电池方阵负载和投射灯的光照度，检测光伏电池方阵的输出电压和电流，计算光伏电池方阵的输出功率，绘制光伏电池方阵的输出功率曲线。分析光伏电池方阵的非线性输出特性和MPPT特性。（7）正确选取元器件，焊接光伏供电系统的接口电路模块，要求焊接的接口电路模块能够替代光伏供电系统上的接口电路模块。（8）设置光伏供电系统控制器的通讯地址，完成光伏供电系统与后台监控系统的通信，实现监控系统遥测光伏供电系统的运行状态。（9）完成光伏供电系统PLC与监控系统的通信，实现监控系统遥控PLC动作。,8.1 项目任务书,2.风力供电系统（1）将大赛提供的叶片、轮毂、发电机、机舱、塔架、风场运动机构、测速仪、偏航控制单元、护栏等器件与设备，组装成如图8-3所示的风力供电装置。（2）将大赛提供的DSP主控单元、西门子可编程序控制器、人机对话模块、接口模块、控制单元、交流电压表和交流电流表、直流电压表和直流电流表、通信模块、负载、按钮、继电器、断路器等器件与设备安装在“风力供电系统”网孔架内（接线排和走线槽已经安装好）。（3）根据大赛所提供的风力供电装置、风力供电系统电气控制原理图和接线图，完成风力供电装置和风力供电系统的布线和接线。布线与接线要有合理的布线路径、线径和线标套管。,图8-3 风力供电装置,8.1 项目任务书,（4）定义西门子可编程序控制器的输入输出端口。编制风力发电手动控制模式和风力发电自动控制模式的程序。要求：在手动控制模式下，分别按下风场顺时运动按钮或逆时运动按钮时，模拟风场运动机构分别作顺时和逆时圆弧运动，实现风场的风向变化。按下给风和偏航按钮时，水平轴风力发电机迎风发电。当旋转风速控制旋钮时，风场改变风速，当风场提供的风速达到设定的大风量状态时，水平轴风力发电机作侧风偏航运动。在自动控制模式下，按下启动按钮，风场自动进行风向和风速变化，水平轴风力发电机作自动偏航运动。当风场提供的风速达到设定的大风量状态时，水平轴风力发电机自动作侧风偏航运动。,8.1 项目任务书,（5）通过人机对话模块设置风速、风向、风力发电机切入风速、切除风速、输出功率等参数。设置PWM充电参数、蓄电池充、放电保护参数。要求：实现风力发电，交流电压表和交流电流表显示风力发电机的输出电压和电流值。直流电压表和直流电流表显示经过整流后的电压和电流值。实现风力发电对蓄电池组的PWM充电过程。通过示波器检测蓄电池充、放电过程以及保护过程的波形并进行分析。通过调节风场的风速和风力发电机的负载，检测风力发电机的输出电压和电流，计算风力发电机的输出功率，绘制风力发电机的输出功率曲线并分析输出特性。（6）设置风力供电系统控制器的通讯地址，完成风力供电系统与后台监控系统的通信，实现监控系统遥测风力供电系统的运行状态。（7）完成风力供电系统PLC与监控系统的通信，实现监控系统遥控PLC动作。,8.1 项目任务书,3.逆变与负载系统（1）将大赛提供的DSP主控单元、IGBT逆变模块、交流电压表和交流电流表、人机对话模块、变频器、交流电动机、LED显示模块等器件与设备安装在“逆变与负载系统”网孔架内（接线排和走线槽已经安装好）。（2）根据大赛所提供的逆变与负载系统电气原理图和接线图，完成逆变与负载系统的布线和接线。布线与接线要有合理的布线路径、线径和线标套管。（3）检测逆变器输出电压、电流、频率、功率因数。（4）通过人机对话模块设置SPWM、H桥死区、功率因数、谐波等参数，通过示波器检测逆变过程的相关波形并分析。（5）通过人机对话模块设置逆变过载、短路保护参数，完成过载、短路保护功能调试。（6）将变频器和交流电动机组成交流调速系统，实现调速功能。（7）设置逆变系统控制器的通讯地址，完成逆变系统与后台监控系统的通信，实现监控系统遥测逆变系统的运行状态。,8.1 项目任务书,4.监控系统（1）完成组态主界面，用于显示光伏供电系统、风力供电系统、逆变与负载系统的实时运行数据，数据至少应包含电压、电流、功率、有功、无功等必要信息。光伏供电系统、风力供电系统、逆变与负载系统的通讯状态开关量显示。（2）完成光伏供电系统、风力供电系统、逆变与负载系统界面，分别显示各自的运行状态参数，参数单元应包含电压、电流等系统相关的信息。（3）设计光伏发电采集报表和风力发电集报表，采集数据不少于10次，3分钟记录一次光伏输出电压、电流，风力发电机的输出电压、电流；逆变与负载系统的逆变输入电压、输入电流、逆变输出电压、电流、功率等数据并打印数据报表。（4）对监控系统的谐波分析仪中的谐波波形信息进行分析。5.风光互补实现光伏供电、风力供电和风光互补供电，供电方式由环境条件决定。,8.2 监控系统任务实施,8.2.1 设备的定义根据项目监控任务要求，监控系统上位机与光伏供电系统的PLC、风力供电系统的PLC、风力供电系统的变频器、6块智能数显仪表、光伏供电系统的充电控制器、风力供电系统的充电控制器的、风力供电变频器和逆变控制器通信。在“力控Forcecontrol 6.1”中定义的设备具体情况见表8-1。,表8-1设备定义表,8.2 监控系统任务实施,8.2.2 变量定义本项目需要定义的模拟变量表见表8-2，数字变量见表8-3。,表8-2项目中定义的模拟量变量,8.2 监控系统任务实施,8.2.2 变量定义本项目需要定义的模拟变量表见表8-2，数字变量见表8-3。,表8-3项目中定义的数字量变量,8.2 监控系统任务实施,8.2.2 变量定义本项目需要定义的模拟变量表见表8-2，数字变量见表8-3。,表8-3项目中定义的数字量变量,8.2 监控系统任务实施,8.2.2 变量定义本项目需要定义的模拟变量表见表8-2，数字变量见表8-3。,表8-3项目中定义的数字量变量,8.2 监控系统任务实施,8.2.3 画面组态根据项目要求，画面包括系统主画面、光伏发电系统画面、风力供电系统、逆变与负载系统、风光互补系统图、报表画面，分别如图8-4到8-9。,图8-4 系统主画面,8.2 监控系统任务实施,8.2.3 画面组态根据项目要求，画面包括系统主画面、光伏发电系统画面、风力供电系统、逆变与负载系统、风光互补系统图、报表画面，分别如图8-4到8-9。,图8-5光伏供电系统界面,8.2 监控系统任务实施,8.2.3 画面组态根据项目要求，画面包括系统主画面、光伏发电系统画面、风力供电系统、逆变与负载系统、风光互补系统图、报表画面，分别如图8-4到8-9。,图8-6风力供电系统界面,8.2 监控系统任务实施,8.2.3 画面组态根据项目要求，画面包括系统主画面、光伏发电系统画面、风力供电系统、逆变与负载系统、风光互补系统图、报表画面，分别如图8-4到8-9。,图8-7逆