基于PLC的碟式太阳能跟踪控制系统设计

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基于PLC的太阳能热水器自动控制系统设计

基于PLC的太阳能热水器自动控制系统设计Design of Solar Water Heater Automatic Control System Based on PLC学院：电气工程学院专业班级：自动化1005班学号：100302516学生姓名：魏天野指导教师：白山（教授级高工）2014 年6 月摘要现在，城市居民绝大部分都使用了太阳能热水器，农村也有相当一部分人使用。

太阳能热水器在技术上比较成熟、造价比较低廉，同时由于给人民提供绝对安全的热水而受到人们的欢迎，且具有节能、环保、安全、便利、长久等优点，所以它的应用会越来越广。

因此，研究和开发先进的太阳能热水器控制系统变得越来越重要。

本设计阐述了可编程控制器（PLC）在太阳能热水器控制系统中的应用,重点研究了系统的硬件构成及软件的设计过程。

指出了PLC设计的关键是能满足基本的控制功能,并考虑维护的方便性、系统可扩展性等。

本设计利用西门子S7-200PLC，进行了太阳能热水器自动控制系统的I/O分配和PLC选型，编写了PLC程序梯形图和接线图，实现了自动上水排水、自动循环、自动加热、PID闭环控制恒温出水、手动与自动模式切换等功能。

并在此基础上，利用S7-200的仿真软件对系统进行了仿真，利用WinCC Flexible 软件组态了人机界面，使用MPI通信协议实现了PLC与触摸屏的通信连接。

把可编程控制器PLC作为太阳能热水器的控制系统，增加了系统的方便性与可靠性，减少了其它元器件的使用。

它使系统接线简单，检修维护方便快捷，增进了系统的先进性。

论文分为四章：第一章介绍了太阳能热水器发展背景及设计意义；第二章介绍了太阳能热水器的工作原理；第三章介绍了硬件选型及系统流程；第四章介绍了系统程序的编写、系统的仿真、人机界面（WinCC Flexible）组态过程。

关键词：太阳能热水器；PLC；自动控制系统AbstractNow, vast majority of urban residents use solar water heaters, so do a considerable number of rural people. Solar water heaters are technically more mature, relatively low cost. Meanwhile, since it provide absolute security to the people of hot and people are welcome, and it has some advantages of energy saving, environmental protection, safety, convenience, long, etc. So it will be widely applied. Therefore, the research and development of controlling system of advanced solar water heater are becoming increasingly important.This design expounds the application of PLC in solar water heater automatic controlling system, especially the designing process of hardware and software of the system. Furthermore, the project shows that the key of PLC designing is to satisfy the basic controlling function, considering the convenience of maintenance and scalability. In this design, the address of I/O is resigned and the suitable PLC is chosen. The electrical principle diagram and the interconnection diagram are drawn, according to the requirement. Automatic water drainage, automatic cycle, automatic heating, PID loop control temperature water, manual and automatic mode switching function have been realized. And on this basis, the system was simulated using the simulation software for S7-200, produced a man-machine interface by using WinCC Flexible software. As the controlling system of solar water heater, PLC greatly reduces the number of other components. Moreover, it has the feature such as simple interconnection, rapid and easy fault detecting and maintenance, and advancement of the system.The paper is divided into four chapters: the first chapter describes the background of the development and design of solar water heaters significance; Second chapter describes the working principle of solar water heaters; Third chapter describes the hardware selection and system processes; The fourth chapter describes the procedures for the preparation of the system, system simulation, HMI (WinCC Flexible) configuration process.Keywords: Solar water heater; PLC; Automatic control system目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题研究的背景 (1)1.2国内外研究现状简述 (2)1.3太阳能热水器市场分析 (3)1.4本设计特点及主要内容 (5)第2章太阳能热水器的组成及工作原理 (6)2.1太阳能热水器的基本结构 (6)2.2太阳能热水器的工作原理 (8)2.3本设计要实现的功能 (10)第3章太阳能热水器硬件的选型及设计 (11)3.1 PLC的工作原理 (11)3.2硬件设备的选型 (13)3.2.1 PLC的选型 (13)3.2.2其他硬件的选型 (15)3.3太阳能热水器的整体设计 (18)3.3.1 PID闭环控制 (18)3.3.2 PLC与外部设备连接方案 (20)3.3.3水工艺流程设计 (22)第4章系统软件框架的构建与系统仿真 (23)4.1系统的I/O口地址及相关的软元件功能设置 (23)4.2系统的程序流程图 (25)4.3设计控制系统的梯形图程序 (28)4.4系统仿真 (35)4.5组态人机界面 (39)第5章结论 (42)参考文献 (43)致谢 (45)附录S7-200仿真监控图 (46)第1章绪论1.1课题研究的背景太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，太阳能是一种可再生能源，广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，生物质能，潮汐能、水的势能等等。

基于PLC的太阳能板自动跟踪控制系统的设计

基于PLC的太阳能板自动跟踪控制系统的设计作者：何燕阳来源：《智能计算机与应用》2015年第04期摘要：太阳能电池板若采用自动跟踪太阳，能大大提高发电量，降低发电成本。

首先，本文根据晴天、多云和阴雨三种不同天气进行了追日自动跟踪方案的设计，而后根据系统功能，对跟踪控制系统的主要硬件和软件进行了设计。

硬件部分包括光强检测与转换电路、太阳方位检测与转换电路、PLC控制等模块；而软件部分设计了太阳能电池板追日自动跟踪系统的主程序、追日自动跟踪子程序、数据采集子程序、光电跟踪子程序、太阳运动轨迹跟踪子程序，实现了各个硬件模块的功能。

关键词：太阳能板；自动跟踪；PLC；硬软件设计中图分类号：TP391 文献标识号：ADesign of Automatic Tracking Control System For Solar Panels based On PLCHE Yanyang（Quanzhou Institute of Information Engineering. Quanzhou Fujian 362000， China ）abstract： The use of solar panels to automatically track the sun， can greatly increase the power output and reduce electricity costs. Firstly， Based on the sunny， cloudy and rainy weather has been designed in three different automatic tracking program， then according to the system function， the major hardware and software tracking control system is designed. Hardware includes light intensity detection and switching circuit， solar orientation detection and switching circuit， PLC control modules； and the software part of the design of the main solar panel-tracking automatic tracking system， automatic tracking routine DAY， data collection routines， optical tracking subroutines，sun trajectory tracking routines to achieve the function of each hardware module.Key words： Solar Panels； Automatic Tracking； PLC；Hardware and Software Design0引言目前，人类最为普遍使用的化石能源即将枯竭，同时，化石燃料的大量使用又严重污染了人类生存环境[1]。

基于PLC太阳能追踪器设计

安徽水利水电职业技术学院毕业论文（设计）题目：基于PLC太阳能追踪器设计系部：机电工程系班级：0932专业：机电一体化学号：0932332学生姓名：吴新彪指导老师：赵松2012年4月25 日2012年4月基于PLC太阳能追踪器设计吴新彪（安徽水利水电职业技术学院机电工程系合肥 231600）摘要：在太阳能发电是将太阳能转化为电能的系统技术，它是一种干净的可再生的清洁新能源。

为了使太阳能发电高效，因此本论文研究设计一种利用PLC （Programmable logic Controller）为控制器核心器件、步进电机为驱动装置的太阳能追踪器，使太阳能电池板始终与太阳光保持直射以达到最佳发电状态，并通过实际调试运行给出结果分析关键词：太阳能跟踪系统PLC控制器目录一引言二控制系统硬件电路的设计2.1 PLC控制器的基本原理2.2 光敏传感器硬件系统设计2.3 步进驱动硬件系统设计三软件系统设计3.1 软件系统构成3.2 光敏信号处理3.3 步进驱动程序设计3.4 结果分析四参考文献一.引言太阳能作为一种清洁无污染的能源，发展前景非常广阔，已经和风能成为各国竞相开发的绿色能源之一。

但是太阳能存在着密度低,间歇性，光照方向和强度随时间不断变化的问题。

如果能始终保持太阳板和光照的垂直，使其最大化地接受太阳能，则能充分利用丰富的太阳能资源。

因此，设计开发能自动追踪太阳光照的步进电机系统，是非常有价值的研究课题。

太阳能追踪系统能增加太阳集能器或光伏模块接受的太阳能，能提高日用功率和年输出功率，比固定式系统成本高，且更复杂。

然而，太阳能追踪器能增加年输出功率而有效地降低成本，据国外研究，单轴太阳能追踪系统比固定式系统能增加25%的功率输出，而双轴太阳能追踪系统比固定式系统能增加41%的功率输出。

在商业领域，太阳能追踪系统有单轴和双轴机械跟踪定位系统。

单轴系统只能自东向西追踪太阳，而双轴系统能在自东向西追踪太阳的同时，太阳能板倾斜从而跟着太阳的高度变化。

基于PLC的太阳自动跟踪系统的设计与实现

第32卷第3期2010-3【127】基于PLC 的太阳自动跟踪系统的设计与实现Design of solar tracking system based on PLC张文涛ZHANG Wen-tao（北京电子科技职业学院自动化工程学院，北京 100176）摘要：太阳跟踪系统在光伏发电系统中应用广泛，本文作者通过设计基于ＰＬＣ控制技术的驱动系统，自动跟踪太阳光直射方向，提高光伏电池的运行效率。

本设计以北京地区为例，充分利用地理和气象原理，通过自动控制技术设计太阳跟踪系统。

该系统以ＰＬＣ为控制器为核心控制器，通过利用ＰＬＣ技术、变频调速技术、人机界面、工业网络等高新技术实施太阳跟踪，并具体论述了太阳跟踪系统的组成、原理、数学模型、应用经验等。

关键词：太阳追踪系统；ＰＬＣ；太阳能发电；数学模型；应用经验中图分类号：ＴＰ２７３．５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００９－０１３４（２０１０）０３－０１２７－０３收稿日期：２００９－１２－０３作者简介：张文涛（１９７６－），男，北京人，主任，硕士，研究方向为机电一体化。

0 引言太阳追踪系统的主要功能是实现最大限度地获得输出功率，通过跟踪太阳光直射方向来提高光伏电池的效率，并采用一定算法来寻找光伏电池的最大功率点。

系统在不同时间、地点能够自动控制光伏电池方向，获得最大输出功率。

实践证明，通过实施自动跟踪太阳，可以提高光伏电池的发电效率达30%以上。

1 系统概述1.1 太阳追踪系统现状太阳追踪系统通常分为单轴太阳能追踪系统和双轴太阳能追踪系统两种。

单轴太阳能自动跟踪系统通过自动控制系统自动跟踪太阳方位角，高度角可手动进行调整，使太阳能电池保持较大的发电功率。

双轴太阳能追踪系统通过自动控制系统自动跟踪太阳方位角和高度角，方位角和高度角均依靠不同原理自动实施调整。

目前太阳追踪系统依据控制原理划分，分为带传感器闭环控制系统和不带传感器开环控制系统。

两种系统各有优缺点，闭环系统理论上精度更高，获得效率最大，但受到天气、温度、环境因素影响大，特殊环境会导致系统运行不正常。

基于单片机的太阳能电池自动跟踪系统的设计

阳能自动跟踪系统设计作者:admin 来源:太阳能自动跟踪系统设计太阳能自动跟踪系统设计1 视日运动跟踪法视日运动跟踪法是根据地日运行轨迹，采用赤道坐标系或地平坐标系描述太阳相对地球的位置。

一般在双轴跟踪中极轴式跟踪采用赤道坐标系，高度角-方位角式跟踪采用地平坐标系。

1.1 极轴式跟踪赤道坐标系是人在地球以外的宇宙空间里，观测太阳相对于地球的位置。

这时太阳位置是相对于赤道平面而言，用赤纬角和时角这两个坐标表示。

太阳中心与地球中心的连线，即太阳光线在地球表面直射点与地球中心的连线与在赤道平面上的投影的夹角称为太阳赤纬角。

它描述地球以一定的倾斜度绕太阳公转而引起二者相对位置的变化。

一年中，太阳光线在地球表面上的垂直照射点的位置在南回归线、赤道和北回归线之间往复运动，使该直射点与地心连线在赤道面上的夹角也随之重复变化。

赤纬角在一年中的变化用式(1)计算：式中：δ为一年中第n天的赤纬角，单位：(°);n为一年中的日期序号，单位：日。

时角是描述地球自转而引起的日地相对位置的变化。

地球自转一周为360°，对应的时间为24 h，故每小时对应的时角为15°。

日出、日落时间的时角最大，正午时角为零。

计算公式如下：式中：ω为时角，单位：(°);T为当地时间，单位：h。

根据上述方法可以计算出地球上任意地点和时刻的太阳的赤纬角和时角，由此可建立极轴式跟踪，对于太阳跟踪系统来说，采光板的一轴与地球自转轴相平行，称为极轴，另外一轴与其垂直。

工作时采光板绕地球自转轴旋转，其转速的设定为与地球的自转速度相同，方向相反。

为了适应太阳赤纬角的变化，采光板围绕与地球自转轴垂直的轴做俯仰运动。

此种跟踪方式原理简单，但是由于采光板的重量不通过极轴轴线，极轴支撑结构的设计比较困难，因此本设计没有选用极轴式跟踪。

1.2 地平坐标系地平坐标系用高度角和方位角来描述太阳的位置，已知太阳赤道坐标系中的赤纬角和时角，可以通过球面三角形的变换关系得到地平坐标系的太阳的高度角和方位角。

基于PLC的太阳能电池板自动跟踪系统的研究

基于PLC的太阳能电池板自动跟踪系统的研究本文研究的是一种新型的可编程逻辑控制器PLC的太阳光自动跟踪系统，不仅能自动根据太阳光方向来调整太阳能电池板的朝向，结构简单、成本低，而且在跟踪过程中能自动记忆和更正不同时间的坐标位置，不必人工干预，特别适合天气变化比较复杂和无人值守的情况，有效地提高了太阳能的利用率，有较好的推广应用价值和市场应用前景。

太阳能以其不竭性和环保优势已成为当今国内外最具发展前景的新能源之一。

光伏（PV）发电技术在国外已得到深入研究和推广,我国在技术上也已基本成熟，并已进入推广应用阶段[1]。

但太阳能存在着密度低、间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题，这对太阳能的收集和利用装置提出了更高的要求。

目前很多太阳能电池板阵列基本上都是固定的，不能充分利用太阳能资源，发电效率低下[2]。

如果能始终保持太阳能电池板和光照的垂直，使其最大化地接收太阳能，则能充分利用丰富的太阳能资源。

根据据实验，在太阳能发电中，相同条件下，采用自动跟踪发电设备要比固定发电设备的发电量提高35 %左右[3]。

因此，设计开发能自动追踪太阳光照的控制系统，是非常有价值的研究课题。

1 自动跟踪系统的组成及工作原理太阳能电池板自动跟踪控制系统由PLC主控单元、传感器和信号处理单元、光伏模块、电磁机械运动控制模块和电源模块组成。

系统的组成框图如图1所示。

太阳能光伏发电设备自动跟踪系统的光敏探测头（传感器）是用来检测太阳光强的。

当有偏差发生时，偏差信号经过跟踪PLC主控单元（控制器）,采用模拟差压比较原理进行运算、比较和发出指令，使电动执行器动作，驱动机械部分转动推动整个装置旋转，调整偏差，保证太阳能电池方阵正对太阳光，达到自动跟踪太阳的目的。

太阳能电池方阵在阳光的照射下光伏发电，通过控制器向蓄电池充电。

系统配有自动保护线路，当风力达到8级时自动启动，切断跟踪太阳系统，使电池方阵快速收平，在风力降下来时延时10 min，解除防风系统，恢复跟踪过程。

基于PLC的太阳能跟踪控制系统的设计

0 引言
太阳能作为一种清洁无污染的能源 ,发展前景非常广阔 ,已经和风能成为各国竞相开发的绿色能源。但太阳能存在着密度低、间歇性、光照方向和强度随时间不断变化的问题 ,如果能始终保持太阳板和光照的垂直 ,使其最大化地接收太阳能 ,则能充分利用丰富的太阳能资源。因此 ,设计开发能自动追踪太阳光照的电磁机械系统 ,是非常有价值的研究课题。
图 2 信号处理单元
1. 3 光伏模块和电磁机械运动原理光伏模块拟采用新疆能源股份有限公司的光
伏产品 REW 385, 其技术参数主要有峰值功率 Pmax = 85 W ,最佳工作电压 17. 5 V ,这些参数是在标准的试验条件测试的 (太阳光强度 1 000 W / m3 ,太阳板温度 25℃,空气质量 1. 5) 。
- νω -
新能源及工艺
图 7 系统控制和监控界面
3 结论
虽然 ,本设计的 PLC控制和监控系统比独立式固定发电设备昂贵和复杂 ,尤其是边疆偏远牧民夜晚的照明用电 ,显得更加不符合经济性 ,但如果能成功地用于控制大量串并联连接的光伏模块
的发电系统 ,由于能有效地增加全年的功率输出 , 从而能从整体上降低成本。
上停止 ,直到第二天日出。采集的时间 (小时和分钟 )存储在不同的矩阵 ,然后在 PC机的屏幕上显示出来。当 RAM 内存满时 ,将不再存储数据 , 直到复位操作将存储数据清除。这部分程序采用顺序功能图表 ( Sequential Functioning Chart, SFC)进行编程 ,算法如图 6所示。
图 3 系统整体框图
系统有自动和手动两种控制方式 , S1 、S2 为控制按钮 ,用于手动操作 , PLC输出的 Q0 或 Q1 分别连接到两个继电器线圈 ,以控制太阳板的正反两个运动方向。在自动运行模式下 , PLC 首先比较来自信号处理单元的两个模拟输入的值 ,然后决定输出 Q0 或者 Q1 。 1. 4 系统电源设计

基于PLC的太阳能追光控制系统机械设计部分

目录1绪论 (1)1.1能源与环保 (1)1.1.1 能源紧缺 (1)1.1.2 环境污染 (1)1.1.3温室效应 (1)1.2 系统研究背景 (2)1.2.1系统研究目的 (2)1.2.2系统研究现状 (3)1.2.3系统拟研究内容 (4)1.3本章总结 (4)2方案论证 (5)2.1追踪方案论证 (5)2.1.1视日运动轨迹追踪 (5)2.1.2光电轨迹追踪 (7)2.1.3追踪方案 (8)2.2机械传动方案论证 (8)2.3控制器论证 (9)2.4操作界面论证 (9)2.5 驱动控制方案论证 (10)2.6 驱动电机论证 (10)2.7 系统方案 (10)2.8 本章小结 (11)3机械传动机构设计 (12)3.1机械传动机构组成 (12)3.2 机械传动机构工作原理 (13)3.3 机械传动机构安装注意事项 (13)3.4本章小结 (13)4电气控制设计 (14)4.1传感器 (14)4.1.1太阳位置传感器设计 (14)4.1.2 雨水传感器 (17)4.1.3 风速传感器 (17)4.2 变频器 (18)4.2.1变频器以及变频器连接与安装 (18)4.2.2变频器参数设置 (21)4.3伺服驱动器 (22)4.3.1伺服驱动器原理 (23)4.3.2伺服放大器连接与设置 (23)4.4 伺服电机连接 (25)4.5 三相交流电机连接 (25)4.6 PLC电气连接 (26)4.7 电气控制箱设计与安装 (27)4.8 电气元器件清单 (29)4.9 本章小结 (29)5系统软件设计 (30)5.1 GOT画面设计 (30)5.2 系统控制策略 (31)5.3 顺序控制流程图 (32)5.4 梯形图程序设计 (32)5.4.1 I/O端口分配表 (32)5.4.2 软元件说明 (33)5.4.3 梯形图程序 (34)5.5 模拟量收集 (34)5.6 本章小结 (34)6系统调试 (35)6.1调试的基本任务 (35)6.1.1调试前的准备工作 (35)6.1.2 调试前的检查 (35)6.1.3调试的一般顺序 (36)6.2 机械传动机构调试 (36)6.3 传感器调试 (37)6.4 GOT调试 (37)6.5 系统联合调试 (41)6.5.1 晴天 (41)6.5.2 阴天 (42)6.5.3 雨天 (42)6.5.4 大风天气 (42)6.5.5 紧急情况 (42)6.6 本章小结 (43)7结论 (44)7.1总结 (44)7.2 系统的提升 (44)7.3 展望 (44)参考文献 (46)致谢 (47)1绪论1.1能源与环保随着时代的前进，人类社会和经济的发展速度日益增加，但是与此同时人类社会的负担和责任也随之增加。

基于PLC的碟式太阳能跟踪控制系统设计

基于PLC的碟式太阳能跟踪控制系统设计刘贤群;蒋逢灵【期刊名称】《微型机与应用》【年(卷),期】2012(031)005【摘要】设计了一种以FX3U系列PLC为控制核心的太阳能自动跟踪控制系统。

该跟踪控制系统将视日运动轨迹跟踪与传感器跟踪相结合，即第一级采用视日运动轨迹跟踪，初步跟踪太阳的运行轨迹，第二级采用传感器跟踪校正，并采用双轴式跟踪调整装置。

系统还设计了时间显示模块，能够显示实时时间．同时也可以对时间进行实时调整。

%This paper introduces a solar energy automatic tracking control system, which use FX3U series PLC as the control kernel, to greatly improve solar energy utilization rate. The system combines the advantages of two techniques： firstly, apply sun trajectory tracking technique to track the sun trajectory and then utilize the technique sensor tracking to revise it accurately, meanwhile an adjusting device of dual axle type tracking is employed in this system. A time display module, which can be used both to dispaly the real-time time and to adjust time on real-time, is aslo introduced into this system.【总页数】3页(P84-86)【作者】刘贤群;蒋逢灵【作者单位】湖南科技大学机电工程学院,湖南湘潭411201;湖南科技大学机电工程学院,湖南湘潭411201【正文语种】中文【中图分类】TM615;TP11【相关文献】1.高精度碟式太阳能直接跟踪控制系统设计 [J], 朱正林;郑健;吴昊2.基于PLC的线性菲涅耳式太阳能跟踪控制系统设计与实现 [J], 杨文合;高延鹏;王兴鲁3.基于ATmegal28单片机的碟式太阳能跟踪控制系统 [J], 邸韬4.基于8051单片机的碟式太阳能跟踪控制系统 [J], 张利明;杜春旭;吴玉庭;马重芳5.基于PLC的碟式太阳自动跟踪控制系统研究 [J], 王林军;门静;许立晓;张东;邵磊;刘伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

基于PLC太阳能热水器自动控制系统设计

目录第一章概述 (3)1.1研究本课题的目的、意义 (3)1.2当前研究现状 (3)1.3目前我国太阳能热水器的种类 (4)1.3.1 热管式太阳能热水器 (3)1.3.2平板式太阳热水器 (4)1.3.3全玻璃真空管式热水器 (5)1.3.4热管一真空管式太阳能热水器 (5)1.4研究的内容 (6)第二章全玻璃真空管式太阳能热水器的论述 (7)2.1太阳能热水器功能简介 (7)2.1.1太阳能热水器的组成、原理和工作过程 (8)2.1.2太阳能热水器各单元介绍 (9)2.1.3系统的要求 (10)2.2可编程控制器（PLC简介 (10)2.2.1可编程序控制器的工作原理 (11)2.2.2可编程控制器的的特点 (11)第三章热水器控制系统的设计方案 (11)3.1 系统硬件的设计方案 (11)3.1.1 ....................................................................................................... PLC 的选型 (12)3.1.2 P LC 硬件控制框图 (12)3.1.3各单元功能作用介绍 (16)3.1.4 PLC的端口分配 (17)3.2系统软件设计方案 (17)3.2.1 软件组成 (17)322系统控制流程图 (17)第四章可编程控制器（PLC的安装、维护和检修 (21)4.1 PLC的安装 (21)4.2 PLC系统的电源接线 (21)4.3接地 (21)4.4输入接线 (22)4.5输出接线 (22)4.6 PLC的维护和检修 (22)第五章结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录I梯形图 (26)附录II 指令表 (28)摘要：本课题主要研究可编程控制器（PLC在太阳能热水器自动控制系统中的应用。

重点研究系统的硬件构成及系统软件的设计过程，指出PLC设计的关键是能满足基本控制功能，并考虑维护的方便性、系统可扩展性等。

基于PLC太阳能光热发电控制系统的设计(毕业设计)

基于PLC太阳能光热发电控制系统的设计（毕业设计）摘要本文介绍了基于PLC（可编程逻辑控制器）的太阳能光热发电控制系统的设计。

该系统旨在将太阳能转化为可用的电能，以满足家庭或工业使用的需求。

通过使用PLC，我们可以实现对太阳能发电系统的监测和控制，确保系统的稳定运行和高效能输出。

引言近年来，太阳能作为一种可再生能源受到了广泛关注。

太阳能发电系统通过利用太阳能将其转化为电能，为人们提供了一种清洁、可持续的能源选择。

然而，由于太阳能的天气依赖性，系统的控制和监测变得至关重要。

PLC作为一种灵活可编程的控制器，被广泛应用于各种自动化系统中。

本文旨在设计一个基于PLC的太阳能光热发电控制系统，以优化系统的性能和运行。

系统设计1. 太阳能光热发电原理首先，我们需要了解太阳能光热发电的基本原理。

太阳能光热发电使用光学反射镜或聚光镜将太阳光聚焦在一个集热器上，集热器中的液体受热后会产生蒸汽，该蒸汽则驱动涡轮发电机产生电能。

2. PLC的选择和配置选择适当的PLC控制器对于系统的稳定性和效率至关重要。

我们将根据系统需求选择合适的PLC型号，并进行必要的配置，如输入/输出模块、通信接口等。

3. 系统监测与控制通过PLC控制器，我们可以设计合适的算法和逻辑来监测和控制太阳能光热发电系统。

例如，通过传感器监测太阳能的辐射和温度，根据设定的阈值来调整反射镜或聚光镜的角度，以保证最佳的光照强度和温度。

4. 安全保护与故障检测为了保障系统的安全运行，我们需要设计安全保护机制和故障检测系统。

这包括电压监测、电流保护、过热保护等功能，以及故障诊断和报警装置。

5. 数据采集和远程监控为了实现对太阳能光热发电控制系统的远程监控和数据采集，我们可以使用PLC控制器的通信接口，将系统的状态信息传输到上位机或云平台上，实现远程数据分析和故障诊断。

结论通过基于PLC的太阳能光热发电控制系统的设计，我们可以实现对太阳能发电系统的监测、控制和故障诊断。

基于PLC的太阳能控制系统的设计

基于PLC的太阳能控制系统的设计发布时间：2021-01-12T11:30:35.117Z 来源：《基层建设》2020年第25期作者：王康王鹏举袁世豪成双成董斌[导读] 摘要：随着传统能源的没落与新能源的兴起，太阳能发电逐渐成为市场上的香饽饽，也成为了新能源的代名词。

中北大学 036000摘要：随着传统能源的没落与新能源的兴起，太阳能发电逐渐成为市场上的香饽饽，也成为了新能源的代名词。

我们在对太阳能发电的利用主要有两种形式：分别是利用光能与太阳散发的热能。

下文将以热能为研究对象，重点探讨碟式太阳能的工作机制与应用原理。

碟式太阳能跟踪控制系统在市场上占有很大的比重，该装置通过操控电机的转动方向与角度，对太阳的相对运动进行准确跟踪，也通过这样的检测运动，保证接收装置对太阳光的接受始终处于垂直方向，使得能量聚焦于固定焦点上，垂直的接受方式可以增大对太阳光的利用效率，维持太阳能热供电的需求。

利用PLC技术以及触屏方案对整个测控系统进行远距离的监视，数据信息的传递通过以太网进行共享。

关键词：太阳能发电系统，伺服装置，PLC1 引言1.1 研究背景随着科技革命的到来与进行，人类社会的生产力获得空前的发展，其中支撑这一发展的基础就是能源，这也是当前决定我国生产总值的最重要的因素。

目前，使用最广泛的能源仍然以不可再生能源为主，如煤炭、石油、天然气等，然而作为不可再生能源其储量是有限的，终有一天会消耗殆尽。

另一方面，空气中二氧化硫、二氧化氮的含量也会增加，二者是引起酸雨的主要物质，酸雨对水生物、陆生物以及人类的健康都会造成严重危害。

由此可见，开发和利用可再生且清洁的能源变得非常迫切。

可再生能源包括太阳能、风能等，其中太阳能的开采和利用相对简单可靠，它可以有效地解决能源危机和环境污染。

纵观全世界的科技发展，现阶段对于太阳能的高效率应用依然停留在理论阶段，在实际中仍然没有做到高效率吸收，这也是世界各国与科学家一直在研究的热点话题。

基于PLC控制的太阳能自动跟踪系统

基于PLC控制的太阳能自动跟踪系统作者：来源：《硅谷》2011年第18期1 引言据测试，在太阳能电池板阵列中，相同条件下采用自动跟踪系统发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%左右。

所谓太阳能跟踪系统是能让太阳能电池板随时正对太阳，让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置，能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。

目前市场上所使用的跟踪系统按照驱动装置分为单轴太阳能自动跟踪系统和双轴太阳能自动跟踪系统。

从制手段上系统可分为传感器跟踪和视日运动轨迹跟踪（程序跟踪）。

从主控单元类型上可以分为PLC控制和单片机控制。

2 系统硬件设计本系统是以PLC主控单元的视日运动轨迹控制（程序控制）双轴自动跟踪系统，视日运动轨迹跟踪就是利用PLC控制单元相应的公式和算法，计算出太阳的实时位置：太阳方位角和太阳高度角，然后发出指令给执行机构，从而驱动太阳能跟踪装，以达到对太阳实时跟踪的目的。

太阳在天空中的位置可以由太阳高度角和太阳方位角来确定。

太阳高度角又称太阳高度、太阳俯仰角，是指太阳光线与地表水平面得之间的夹角。

太阳方位角即太阳所在的方位，是指太阳光线在地平面上的投影与当地子午线的夹角，可以近似看作是树立在地面上的直线在阳光下的阴影与正南方向的夹角。

太阳方位角和高度角的实时数值可以通过地理经纬度、时区参数利用公式计算出来。

主控单元是太阳能跟踪系统的核心部件，系统选用结构紧凑。

配置灵活、指令丰富的和利时LM PLC。

选用的配置包括LM 3108CPU模块和LM 3310扩展模块。

LM3108集成为数字量24DI和16DO，能满足要求，通讯集成有RS232和RS485两个通讯接口，RS232用于与上位文本显示器通讯，RS485可用于组网使用。

LM 3310为四通AI模块，可用于采集风速等保护数据。

配合和利时HD2400L文本显示器使用，能够监视运行状态、改变参数设置，以达到控制目的。

3 系统软件设计跟踪模式的判断过程完全由软件实现，灵活度高，可以针对不同地区和不同的气候进行调整，从而提高光伏电站的发电效率。

基于PLC的太阳能光热系统设计与控制

摘要能源和环境危机是我们人类在这个世纪所要面临和解决的一个重要问题。

随着人们生活水平的提高，冬天的供热和夏天的空调是成为不可少，而无论是供热还是空调都涉及到能源消耗和环境污染问题。

人们正在寻求高效的，而又不对环境造成影响的一种供热和空调方式。

热泵作为一种绿色能源，正好以其节能、清洁无污染而符合了这一要求，从而在近些年得到了迅速的发展。

把热泵技术与太阳能热利用技术结合可提高太阳能集热器效率和热泵的系统性能，同时解决全天候供热问题。

因此，研究开发太阳能热泵正日益受到重视。

本课题首先从热泵和太阳能集热器的理论出发，提出了太阳能功能PLC系统的方案。

在理论分析的基础上设计了太阳能热泵循环供暖系统。

关键词：可编程控制器；热泵；太阳能供暖；AbstractEnergy and environmental crisis is an important issue of our humanity in this century to be faced and solved.With the improvement of people's living standard, winter heating and summer air-conditioning is to become a must, regardless of heating or air conditioning fighting related to energy consumption and environmental pollution problems. People are looking for efficient, without the environmental impacts of a heating and air conditioning. Heat pump as a green energy, just for its energy efficiency, clean pollution-free and in line with this requirement, which has been a rapid development in recent years. Heat pump technology and solar thermal technology can improve the efficiency of solar collectors and heat pump system performance, while addressing the all-weather heating problems. Therefore, the research and development of solar heat pump is more and more attention. This topic first departure from the theory of heat pumps and solar collectors, the solar features of the PLC system program. Solar heat pump heating system is designed on the basis of theoretical analysis.Keyword: Solar energy, programmable controller, touch screen目录摘要 (1)目录 (3)第一章绪论 (4)1.1太阳能热泵供暖系统的现状 (4)1.2太阳能工程的研究目的及意义 (5)1.3本课题的研究内容 (5)第二章可编程控制器概述 (7)2.1 PLC的定义 (7)2.2 PLC的基本组成 (7)2.3 PLC的功能与特点 (9)2.4 PLC控制系统的优点 (10)2.4 PLC控制系统的工作原理 (12)第三章系统总体设计 (13)3.1 系统总体设计 (13)第四章系统硬件设计 (14)4.1 控制系统方案选择 (14)4.2 PLC型号选择 (16)4.3 温度传感器选型 (17)4.4 系统强弱电解决方案 (18)4.5 PLC控制部分硬件设计 (19)4.5.1 PLC控制系统外部数字量模块接线图 (19)4.5.2 PLC控制系统外部模拟量模块接线图 (20)4.5.3 输入/输出接口（I/O）功能量 (20)第五章系统软件设计 (23)5.1 系统软件流程图设计 (23)5.2 MCGS仿真界面设计软件 (24)5.3 MCGS仿真界面的设计 (26)5.4 PLC程序设计软件 (28)5.4 PLC程序设计 (30)5.5 仿真程序及仿真界面的调试 (40)第六章总结与展望 (50)致谢 (51)参考文献 (52)第一章绪论1.1太阳能热泵供暖系统的现状众所周知，太阳能是取之不尽，用之不竭，没有污染的巨大能源。

毕业论文《基于PLC太阳能热水器的精确控制器设计》 - 副本(1)1

专科生毕业论文（设计）题目：基于单片机的音乐盒设计系（部）光伏发电系学科门类工科专业应用电子学号20110700120姓名段维东指导教师张清小2014 年月日摘要随着世界能源危机的不断加剧，新能源的开发利用越来越引起人们的重视，太阳能作为一种清洁无污染且又用之不尽的资源得到了越来越广泛的应用，太阳能热水器已逐步进入普通家庭。

本文结合太阳能热水器的实际应用，并根据精确控制的需要设计了基于PLC太阳能热水器的控制器。

通过对太阳能热水器结构和工作原理的分析，提出本设计要实现的功能。

并结合传感器、PLC和一些特殊功能模块的特点和应用，完成对硬件设备的选型，搭建了控制器的硬件电路。

软件设计部分按控制的要求画出程序流程图，运用三菱系列通用编程软件GX Developer进行编程，利用三菱的GX Simulator Version6程序仿真软件进行程序仿真，以校验程序。

应用三菱的触摸屏编程软件GT Designer2绘制触摸屏仿真画面，定义用到的软元件，设置相关参数，然后挂接程序仿真软件和触摸屏仿真软件GT Simulator2，三者之间的联动实现整个系统的仿真、调试。

本设计的最大特点就是能实现对洗浴温度的精确控制。

关键词：太阳能热水器； PLC；精确控制；传感器；特殊功能模块Design of Solar Water Heater Control SystemAbstract: With the world’s growing energy crisis, the new energy’s development use brings to people’s attention more and more, the solar energy which is not only the clean energy but also the endless resources is obtained more and more widespread application, solar water heaters has been coming into the average family step by step. In this paper, combined with the practical application of solar water heater, and in accordance with the need for precise control, the controller of solar water heater based on PLC was designed. Through the analysis of the solar energy water heater’s structure and working principle, the paper puts forward the function of the design. And combination of the characteristics and applications of sensors, PLC and many special function modules, the selections of hardware equipment were completed and hardware circuits were built. The program flow diagram of software design was drawn according to the control request, and the programming used Mitsubishi series general programming software GX Developer. Mitsubishi GX Simulator Version6 was used to simulate program and to check if the procedure is wrong or not. Programming software Mitsubishi touch screen GT Designer2 was used to draw the simulation pictures, to define the simulation software components and to set up related parameters. Then articulated procedure simulation software and touch screen simulation software GT Simulator2 have realized system’s combined simulation. The biggest characteristic is to realize accurate temperature control of the bath.Keywords: solar water heater; PLC; precise control; sensor; special function modules目录1绪论 (1)1.1选题的目的和意义 (1)1.2国内外研究现状简述 (1)1.3太阳能热水器市场分析 (3)1.4本设计特点及主要内容 (4)2太阳能热水器的组成及工作原理 (4)2.1太阳能热水器的基本结构 (5)2.2太阳能热水器的工作原理 (7)2.3太阳能热水器类型选择......... 错误！未定义书签。