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基于PLC的风力发电控制系统设计导言风力发电已经成为一种重要的可再生能源，被广泛应用于各个领域。
风力发电系统包括风轮、转子、发电机等组成部分，而风力发电系统的控制是保证其高效稳定运行的关键。
本文将基于PLC设计一个风力发电控制系统。
1.系统结构设计风力发电控制系统的基本结构包括传感器、PLC、执行器和人机界面。
传感器用于实时监测风力发电系统的各个参数，如风速、转子转速等。
PLC作为控制中心，接收传感器信号并进行逻辑控制。
执行器根据PLC的控制输出信号来控制风力发电系统的各个部分，如调节风机转速等。
人机界面用于显示系统状态、设置参数等。
2.控制策略设计2.1风速监测与控制通过风速传感器实时监测风速，当风速低于一定阈值时，关闭风机，避免风机受到损坏；当风速在一定范围内时，根据发电机的负载情况自动调整风机转速，以保证风力发电系统的稳定运行。
2.2风轮传感器监测与控制风轮传感器用于监测转子的转速及转向，当转速过高时，PLC将自动减小风机转速；当转速过低时，PLC将自动增加风机转速。
2.3发电机控制发电机的电压、频率等参数需要监测和控制，PLC将通过与发电机的连接，监测其电压和频率，当参数超过设定范围时，PLC将调节风机的转速，以确保发电机稳定运行。
2.4过载保护控制当发电机过载时，PLC将根据预设的过载保护策略，立即切断风机的供电，以保护发电机的安全运行。
3.软件编程设计PLC的软件编程需要根据控制策略进行设计，通常使用PLC编程语言（如LD、FC等）进行编程。
根据控制策略中描述的各种情况及相应的控制动作，设计相应的逻辑流程和控制算法。
4.人机界面设计人机界面通常使用触摸屏显示，显示风力发电系统的各项参数，如风速、转速、电压、频率等，并提供实时监控和报警功能。
用户可以通过触摸屏进行参数设置、故障诊断及报警解除等操作。
结论基于PLC的风力发电控制系统设计是实现风力发电系统高效稳定运行的关键。
通过PLC的控制，可以对风速、转速、电压、频率等参数进行实时监测和控制，提高风力发电系统的可靠性和效率。
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Ｄesｉgnｏf Yａw Conｔrｏl SysteｍfoｒWindMotor Bａｓed on ＰＬCABSTRＡCTＣleaｎａnｄgreen wｉnd power ｔｅchnｏｌogy has gotteｎgreat atｔeｎtｉon ｂyｔｈe worlｄbecause ofｔｈe ｉncreasingly exhａustｅｄfossil ｒesourcｅs aｎｄthe ｍore ａtteｎtioｎon the ｇloｂal envｉｒｏnｍｅｎｔaｌｄeｇraｄａtion。
Ｔhis ｄesi ｇn ｍａｉnly reｓeａrchｅsｔｈe yaw ｓystem which iｓan imｐortanｔｃompoｎent of ｔhｅwiｎｄｔuｒbine。
Beｃausｅthe yaw mechaｎiｓｍinstallｅd at the bｏttoｍofｔhe enｇineｒoom ａn ｄconneｃｔｅd tｏthｅenginｅroom through ｔhe ｙａw ｂeａri ｎｇ. When ｔhｅwｉnｄchａnges, wiｎd ｖane wilｌｓｅnｄthe siｇnal ｔo ｔhe cｏntroｌsysｔem ｔｏｃoｎｔｒol tｈe drivｅwork．Tｈe pinion rotated ｏn tｈe ｂｉg gｅａr rｉng，whｉch ca ｎtuｒｎｔhe enｇｉne rｏｏm to ｍaｋe thｅwｉnd wheel ｔuｒbines on the diｒｅctｉon of tｈｅwｉnd．When tｈe ｒevolving direcｔｉon of the engｉｎe rooｍisｃloseｄｔo the swｉtcｈto do deｔｅｃtｉon and the enｇine ｒｏom ｒeａchｅs thｅmａｘimｕm yaｗａngｌe tｏthe samｅdiｒection,the liｍited switｃh willｓend the signals to the controｌdevｉｃｅin time. Thｅn the coｎtrol ｄevｉce could quickly ｓenｄａsｉgnal tｏmake the set quｉck stｏp ａnd ｔurn over thｅcast loop．Aｆteｒａｂovｅthe pｒoceｓs，it will ｒeaｌize the yaw cｏntrol aｎｄmaｋe the wｉnd ｗheｅl keeｐthe state oｆｆacinｇthe wiｎd。
摘要风能作为可再生能源中发展最快的清洁能源，其具有清洁，无污染，安全，储量丰富的特点，受到世界各国的普遍重视，是最具有大规模开发和商业发展前景的可再生能源。
当前，中国风电市场蓬勃发展，由此带动中国风机制造产业呈现欣欣向荣的发展势态。
然而，风电的超速发展可能造成很多隐患。
其中设备故障而浪费大量人力资源维护的隐患应引起我们足够的重视。
本文以风力发电模型机的解缆系统解缆控制为研究对象，采用PLC控制器作为上位机控制解缆装置，根据限位开关的信号确定解缆的方向，启动执行相应的顺时针方向或逆时针方向机舱解缆程序。
解决风力发电机组存在的累计纽缆次数较多、因纽缆造成的偏航时间较长、导致风力发电机组发电的停机解缆的技术问题。
关键词：风力发电，PLC控制器，解缆驱动器，解缆ABSTRACTWind power as the fastest growing renewable energy and clean energy, which has a clean, pollution-free, safe, abundant features, has gotten great attention by the countries in the world. Wind power is the most large-scale development and commercial prospects for development of renewable energy. At present, Chinese wind power market led the Chinese manufacturing industry explosion development. However, wind power overspeed developing may cause a lot of hidden dangers. Because of equipment failure waste human resources to maintain a large number of hidden dangers should arouse our attention. This article is based on the model of wind power untwist system as the research object. Adopt PLC controller to untwist, According the limit switch signals to determine the untwist direction. Start the corresponding compiler to solve the problems as existing wind turbine twist and Yaw time too much.Key words: wind power, PLC, yaw motor, untwist1绪论 (1)1.1 风力发电的介绍 (1)1.2 风力发电的发展历史、现状及趋势 (1)1.3 毕业论文的工作及结构 (7)2风力发电机原理及解缆原理 (8)2.1 风力机的种类 (8)2.2 风力发电机的基本原理 (8)2.3 风力发电机结构 (9)2.4 风力发电机解缆控制系统的介绍及工作原理 (11)3风机解缆系统硬件结构设计 (12)3.1 解缆系统硬件结构 (12)3.2 解缆系统硬件的选型 (12)3.3 电气原理图 (19)4解缆系统设计 (21)4.1 解缆系统的控制方法设计 (21)4.2 解缆系统程序流程图 (21)4.3 解缆系统硬件参数设计 (22)4.4 PLC程序设计 (28)5结论 (31)参考文献 (32)附录1 (33)附录2 (39)致谢 (40)风力机作为大型机电设备，为使其稳定运行，关键在于合理的控制系统。
摘要全球人口增长和发展中国家的经济扩张，到2050年，世界能源需求可能翻番甚至增加两倍。
地球上的全部生命都依赖于能源和碳循环。
能源对经济级社会发展都至关重要，但这也带来了环境方面的挑战。
我们必须探索能源生产与消费的各个方面，包括提高能效、清洁能源、全球碳循环、碳资源、废弃物和生物质，还要关注它们与气候和自然资源问题之间的关系。
风力发电的发展是时代的需要。
在风力发电控制系统中，基于PLC为主控制器的设计是未来的发展方向。
本设计基于PLC的风力发电控制系统，旨在保证风力发电机偏航系统、齿轮箱、液压系统、发电机正常工作；通过选择合适的控制方法，使系统能更加稳定的运行，进而可以有效提高风力利用率。
设计中主要对发电机控制电路、偏航控制电路、齿轮箱及液压站的运行和工作情况进行了设计，并绘制了相应的电气原理图。
在控制电路中还说明了PLC、电动机及相应低压器件的型号选择，绘制了I/O接线图；在发电机控制电路中，设计了发电机的转速控制方面；偏航电路中，设计了对风、解缆功能；在液压系统中，设计了温控、压力控制功能；在齿轮箱系统中，设计了油位控制功能。
同时在设计中还详细编写了各部分的控制程序，并进行了相关调试，另外利用S7-200仿真软件进行了系统仿真验证，仿真结果满足设计要求。
关键词：可编程控制器；偏航；液压系统；控制系统；风力发电ABSTRACTGlobal population growth and developing economic expansion, to 2050, world energy demand may double or even increased two times. The whole of life on earth depends on both the energy and the carbon cycle. Energy for economic social development are crucial, but it has also brought environmental challenges. We must explore the energy production and consumption in all aspects, including improving energy efficiency, clean energy, the global carbon cycle, carbon resource, waste and biomass, but also pay attention to them and climate and natural resource problems between. Wind power development is the need of the times.In the wind power control system based on Programmable Logic Controller (PLC), mainly is the design of future development direction. Based on the design of PLC wind power control system, in order to ensure the windmill generator yaw system, gear box, hydraulic system, the generator work; by selecting appropriate control method, making the system more stable operation, which can effectively improve the utilization rate of wind power.Design of the main generator control circuit, control circuit, gearbox and hydraulic station running and working conditions for the design, and draw the corresponding electrical schematic diagram. The control circuit also shows PLC, motor and corresponding low voltage devices model selection, rendering the I / O wiring diagram; in generator control circuit, design of the generator speed control; yaw circuit, design of wind, starting function; in the hydraulic system, design temperature control, pressure control function; in the gear box system, design the level control function.In the design of the detailed written parts control program, and the relevant debugging, while using S7-200 simulation software simulation system, and the simulation results and meet the design requirements.Key word:Programmable Logic Controller;Yaw;Hydraulic system;Control system;Wind Power目录1引言1.1选题目的和意义....................................1.2国内外风力发电现状.............................. 1.2.1国外风力发电现状............................. 1.2.2国内风力发电现状.............................. 1.2.3风电机组发展趋势............................. 1.2.4海上风电场的兴起..........................1.3 研究设想及方法.............................1.4 预期成果及意义..............................2系统整体方案设计...................................2.1 系统工作原理................................2.2 系统工艺流程................................2.2.1控制模式介绍...............................2.2.2各部分控制介绍.............................2.3 系统总体设计方案...........................2.4本章小结.....................................3控制系统硬件设计................................3.1 PLC概述..................................3.1.1 PLC的发展历程............................3.1.2 PLC的工作原理...........................3.1.3 控制系统的I/O通道地址分配.................3.1.4 PLC系统选型...........................3.2 扩展模块选型...........................3.2.1 数字量输出扩展模块EM222................3.2.2 数字量输入∕输出扩展模块EM223...........3.2.3 模拟量输入扩展模块EM231...........3.2.4 模拟量输入∕输出扩展模块EM235........3.3 电机及驱动器选型与应用设计................3.3.1 电机及驱动器选型........................3.3.2 偏航电机主电路设计......................3.4 检测元件选型与应用设计....................3.4.1 温度传感器选型.......................................3.4.2 压力传感器选型......................................3.4.3 液位传感器选型......................................3.4.4 偏航角度传感器和转速传感器选型......................3.4.5风向标、风速仪选型..................................3.5 低压电器选型..........................................3.5.1 接触器选型..........................................3.5.2 断路器选型..........................................3.5.3 熔断器选型..........................................3.5.4 主令电器选型........................................3.5.5 信号电器选型....................................... 3.6 系统配电及电源选型...................................3.7 本章小结............................................. 4控制系统软件设计.......................................4.1 程序流程图的设计.....................................4.1.1 启停控制流程图....................................4.1.2 偏航解缆控制流程图................................4.1.3 齿轮箱系统控制流程图..............................4.1.4 发电机系统控制流程图..............................4.1.5 液压系统控制流程图.................................4.2 控制程序设计.........................................4.3 组态界面设计.........................................4.4 程序调试.............................................4.5本章小结.............................................. 5结束语.................................................. 参考文献.................................................. 致谢..................................................第1章引言1.1 目的和意义由于全球人口增长和发展中国家的经济扩张，到2050年，世界能源需求可能翻番甚至增加两倍。
基于PLC风机偏航系统解缆控制毕业设计PLC（可编程逻辑控制器）应用广泛，可用于风机偏航系统的解缆控制。
风机偏航系统是指风力发电机组中的控制系统，用于调整风机的偏航角度以接受最大的风能。
在发电机组需要维护、维修或天气条件危险时，需要控制系统对风机进行解缆控制，使其从风向中断，保证发电机组的安全和正常运行。
本文将针对PLC风机偏航系统的解缆控制进行毕业设计。
毕业设计的目标是设计一个基于PLC的风机偏航系统解缆控制方案。
该方案应考虑到风机偏航系统的特点和要求，实现对风机的精确解缆控制。
首先，需要对风机偏航系统的控制逻辑进行分析。
风机偏航系统的控制逻辑是由传感器和执行机构组成的闭环控制系统。
传感器用于检测风向和风速，执行机构通过控制偏航角度实现对风机的偏航控制。
其次，基于PLC编程软件进行编程设计。
PLC编程软件通常是ladder diagram（梯形图）或者structured text（结构化文本）。
在编程过程中，需要将控制逻辑翻译为PLC编程语言，并与传感器和执行机构进行适配。
接着，进行实验验证和调试。
使用PLC控制器和风机偏航系统的硬件进行实验，在实验中测试和验证PLC编程的正确性和可行性。
根据实验结果进行调试和优化，确保系统能够准确实现解缆控制，保证发电机组的安全和正常运行。
最后，需要撰写毕业设计报告。
报告内容应包括对风机偏航系统的介绍、PLC编程设计的详细步骤和流程、实验结果和分析，以及对毕业设计的总结和展望。
本毕业设计将实现基于PLC的风机偏航系统解缆控制，为风力发电机组的维护和运行提供支持。
通过该设计，可以提高风力发电的安全性和可靠性，为风力发电行业的发展做出贡献。
学号：常州大学毕业设计(论文）题目基于PLC的风力发电控制系统设计学生学院专业班级校内指导教师专业技术职务校外指导老师专业技术职务二○一二年六月基于PLC的风力发电控制系统设计摘要:近年来随着经济的不断发展和人们生活水平的不断改善,在世界范围内石油、煤炭这些不可再生资源的使用量已经大大超过环境所能承受的范围，燃烧发电厂产生的污染物也对地球环境产生了负影响。
然而风能是一种清洁、可再生的能源，在发电这一领域具有巨大的开发潜力和商业活力。
随着科技的不断进步，计算机和可编程控制的科研水平在提升，这对于风电控制的研究又提供了新的途径。
针对风能具有随机性、不确定性的特点，本文用西门子可编程控制器S7-200来对风力发电进行控制。
主要内容包括电气原理图和设计流程图的绘制，PLC、电气元件的选型,发电机组启动控制、偏航控制、温度控制和变压器控制等.在论文中给出详细的控制原理解释和各模块的功能介绍,并配有每一模块的控制程序。
最后进行相关调试和仿真，利用STEP7—Micro/WIN32编程软件对PLC程序进行调试、仿真运行和在线诊断等，使仿真结果满足设计要求。
关键词：风力发电；可编程控制器;偏航；温度控制The Control System of Wind Power Based on PLCAbstract：In recent years, with the continuous development of the economy and people’s living standards continue to improve, in the scope of world petroleum，oil and coal these non-renewable resource consumption was significantly more than the environment can stand。
Combustion power generation of pollutants generated also produced negative effect to the environment of the earth. However, the wind energy is a clean，renewable energy power generation，it has tremendous development potential and business activity in this area。
基于PLC风机偏航系统解缆控制毕业设计风机偏航是指风机根据风向自动调整风轮的朝向，以最大程度地捕捉风能。
在风电场中，风机偏航系统是关键的控制系统之一，在保证风机正常工作的同时，还能提高风能的转换效率。
本毕业设计基于PLC控制技术，设计了一套风机偏航系统解缆控制方案。
解缆是指将风机与电网之间的连接断开，使得风机不再受电网的约束，可以自由调整偏航角度。
这种控制方案在风速过大或其他异常条件下，可以有效地保护风机避免损坏。
首先，本设计实现了风机偏航角度的检测与控制。
通过安装传感器，实时监测风机的偏航角度，并将其信号输入PLC控制器。
PLC控制器根据设定的偏航角度范围，判断风机是否需要调整朝向。
当偏航角度超过设定范围时，PLC控制器发送控制信号给风机，使其调整偏航角度。
其次，本设计实现了风机解缆控制。
当风机检测到异常情况时，PLC控制器会发送解缆信号给电机，使其与电网断开连接。
同时，PLC控制器还会通过接口与风机控制系统通信，向其发送解缆指令。
风机控制系统接收到解缆指令后，会停止向电网输出电能，实现风机的解缆控制。
最后，为了保证风机解缆的可靠性，本设计还设计了解缆故障检测与报警系统。
当风机解缆过程中出现异常情况，如解缆失败、电机异常等，PLC控制器会及时检测并发出报警信号。
同时，PLC控制器还会自动记录解缆异常的具体情况，并将其显示在监控界面上，方便运维人员的排查与处理。
综上所述，本设计基于PLC控制技术，实现了风机偏航系统解缆控制方案。
通过对风机偏航角度的检测与控制，以及风机解缆的实时控制与故障检测，该方案能够有效地保护风机，在异常情况下提高风机的安全性和可靠性。
同时，该方案还具有简洁、可靠、易于维护等优点，在风电场中具有广泛的应用前景。
风力发电机组的PLC控制
介绍
风力发电是新型的清洁能源之一，而PLC控制技术在风力发电中也扮演着重要的角色。
PLC控制系统是通过PLC实现风力发电机组的控制，可实现对风力发电机组运行状态的监控、维护等功能。
PLC控制系统的工作原理
PLC控制系统由PLC、I/O模块、人机界面(即HMI屏幕)、软件等组成。
通过传感器采集风机的参数，PLC再进行相应的计算，控制风机的放电风荷载等功能。
PLC控制系统可实现自动化、智能化的实时监控，保障风力发电机组的安全运行。
风力发电机组PLC控制系统的优点
1. 提高了风力发电机组的可靠性
2. 节省了运维成本和人工成本
3. 增强了风力发电机组对外部环境的适应能力
4. 减少了风力发电机组的损坏和停机时间，提高了风力发电机组的能量转化效率
风力发电机组PLC控制系统的劣势
1. 需要专业的工程师进行维护和操作
2. 相比于其他控制方式，成本较高
总结
风力发电机组PLC控制系统是一种高效、可靠、智能的控制方式，可以有效提高风力发电机组的效率和运行效果，减少风力发电机组的故障和损坏，有望成为未来风力发电的主流控制方式。
基于PLC的风力发电控制系统设计基于PLC（可编程逻辑控制器）的风力发电控制系统是一种能够自动控制风力发电机组运行的系统。
PLC作为控制器，通过输入和输出模块与其他设备进行通信，根据预设的逻辑程序对风力发电机进行控制，实现对发电机的监测、控制和保护。
下面将针对该系统进行详细设计。
首先，整个风力发电控制系统的架构可以分为四个主要的功能模块：风速检测模块、温度检测模块、发电机控制模块和报警保护模块。
这些模块通过PLC进行数据采集、处理和输出。
1.风速检测模块：风力发电的效率受到环境因素的影响，风速是其中最主要的因素之一、风速检测模块通过风速传感器实时测量风速，并将数据传输给PLC进行处理。
PLC可以根据预设的控制策略调整风力发电机组的转速，以使风力发电机组能够在不同的风速下运行。
2.温度检测模块：风力发电机组在运行过程中会产生一定的热量，温度检测模块通过温度传感器实时监测发电机组的温度情况，并将数据传输给PLC进行处理。
PLC可以根据温度数据进行控制，以保证发电机组的正常运行和防止过热。
3.发电机控制模块：发电机的控制是风力发电控制系统的核心，也是最复杂的模块之一、在这个模块中，PLC通过输出控制信号来调整发电机的功率输出和运行状态。
根据预设的控制逻辑，PLC可以根据风速、温度和其他相关参数，实时调整发电机的控制参数，确保发电机始终在最佳工作状态下工作。
4.报警保护模块：在风力发电过程中，可能会发生多种异常情况，如风速过大、温度过高等，这些异常情况可能对发电机组造成损坏。
因此，系统需要具备报警和保护功能。
报警保护模块通过输入模块监测各种传感器的数据，当一些参数超出设定值范围时，PLC会触发相应的报警信号并采取相应的保护措施，如停机、降低功率输出等，以保证发电机组的安全运行。
设计风力发电控制系统需要注意以下几点：1.系统的可靠性和稳定性是设计的关键，因此要选择具有高稳定性和可靠性的PLC设备，并确保各个模块之间的通信准确可靠。
摘要能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问题。
风力发电作为一种可持续发展的新能源，不仅可以节约常规能源，而且减少环境污染，具有较好的经济效益和社会效益，越来越受到各国的重视。
由于风能具有能量密度低、随机性和不稳定性等特点，风力发电机组是复杂多变量非线性不确定系统，因此，控制技术是机组安全高效运行的关键。
偏航控制系统成为水平轴风力发电机组控制系统的重要组成部分。
风力发电机组的偏航控制系统，主要分为两大类：被动迎风偏航系统和主动迎风系统。
前者多用于小型的独立风力发电系统，由尾舵控制，风向改变时，被动对风。
后者则多用大型并网型风力发电系统，由位于下风向的风向标发出的信号进行主动对风控制。
本文设计是大型风力发电机组根据风速仪、风向标等传感器数据，对风、制动、开闸并确定起动，达到同步转速一段时间后，进行并网操作，开始发电。
本文介绍了风力机的偏航控制机构、驱动机构的基础上，采用PLC作为主控单元，设计了风电机组的偏航控制系统。
系统根据风向、风速传感器采集的数据，采取逻辑控制主动对风，实现了对风过程可控。
论文给出了基于风向标、风速仪的偏航控制系统的软硬件设计结果。
关键词：风力发电机；风向标；偏航控制系统；驱动机构目录第1章绪论 (2)1.1 课题的背景和意义 (2)1.2 国内风力发电的发展 (3)第2章风力发电机组系统组成及功能简介 (5)2.1 风力机桨叶系统 (5)2.2 风力机齿轮箱系统 (6)2.3 发电机系统 (7)2.4 偏航系统 (8)2.6 刹车系统 (8)2.8 控制系统 (8)第3章偏航控制系统功能和原理 (10)3.1 偏航控制机构 (10)3.1.1 风向传感器 (10)3.1.2 偏航控制器 (12)3.1.3 解缆传感器 (12)3.2 偏航驱动机构 (13)3.2.2 偏航驱动装置 (15)3.2.3 偏航制动器 (16)第4章偏航控制系统设计及结果分析 (18)4.1 偏航系统控制过程分析 (18)4.1.1 自动偏航 (18)4.1.2 90度侧风控制 (19)4.1.3 人工偏航控制 (20)4.1.4 自动解缆 (20)4.1.5 阻尼刹车 (21)4.2 偏航控制系统总体设计结构与思想 (22)4.3 偏航控制系统设计各组成器件简介、选型及原理 (22)总结与展望 (23)参考文献 (24)致谢 (24)第1章绪论1.1 课题的背景和意义人类社会发展的历史与能源的开发和利用水平密切相关，每一次新型能源的开发都使人类经济的发展产生一次飞跃。
