摘 要目前，很多光伏发电系统都是采用固定式，这种系统发电效率低，若是能够使太 阳能电池板自动跟踪太阳，电池板的能量接收率能提高 35%。

为了能够充分利用太阳能，提高太阳能发电板的能量吸收率，设计了基于西门子 S7-200PLC 的太阳能跟踪系统。本设计包括机械设计部分、电气设计部分和监控系统 设计。机械设计部分主要是通过 CAD 绘制硬件三视图，设计出一个简易的机械执行 装置。电气设计部分采用光敏传感器，间歇性四个方位比较太阳光线强度，从而判断 出太阳的位置，然后经过 PLC 的软件部分处理后，PLC 驱动步进电机转动支架，使 太阳能电池板能够在大部分时间处于阳光直射下，大大的提高了太阳能发电板的发电 效率。监控系统可以将传感器判断的太阳方位和电机的运转状态实时显示在上位机 上。83350

本设计实现了对太阳的自动跟踪，能够独立应用于太阳能发电设备，具有良好的 工业前景。

毕业论文关键词：太阳能；PLC；机械设计；跟踪系统；监控系统

Abstract At present, many PV systems are based on a fixed type。 This system has low power generation efficiency。 If it can make solar panels to automatically track the sun, the energy absorption rate of the panel can be increased by 35%。

In order to make full use of the solar energy, improve the energy absorption rate of solar panels, a solar tracking system based on SIEMENS S7-200PLC has been designed。 The design includes a mechanical design part, an electrical design part and a surveillance system part。 The main task of the mechanical part of the design is to draw three-view by CAD, and design a simple mechanical actuator。 The electrical design part uses photosensitive resistance, comparison of solar light intensity by four directions intermittently, so as to determine the position of the sun。 And then after the PLC software processing, PLC drives the stepping motor to rotate the bracket so that solar panels can be in most of the time in direct sunlight, which greatly improve the power generation efficiency of the solar panels。 The surveillance system can put the solar orientation which judged by sensor and the motor operation state on display in the PC in real time。

This design has achieved the purpose of automatic tracking of the sun。 It can be applied independently of solar power generation equipment, and has a good prospect for industrial application。

Keywords: Solar energy; PLC; Mechanical Design; Tracking systems; Surveillance systems

目 录

第一章 绪论 1

1。1 课题研究背景 1

1。2 国内外研究现状 2

1。3 本课题研究内容 3

1。4 论文结构 3

第二章 系统整体方案设计 4

2。1 系统主要实现功能 4

2。2 系统整体设计方案确定 4

2。3 系统整体设计方框图 5

第三章 硬件系统设计 6

3。1 系统控制要求 6

3。2 I/O 设备选型 6

3。2。1 电机选型 6

3。2。2 传感器选型 12

3。2。3 限位开关选用 14

3。3 PLC 及扩展模块选型 15

3。3。1 可编程逻辑控制器技术