3。3。2 PLC 分类及确定 16

3。3。3 扩展模块分类和选用 17

3。4 I/O 分配 18

3。5 电气原理图 19

3。6 机械执行装置设计 21

第四章 软件系统设计 29

4。1 编程软件简介 29

4。2 程序流程设计 30

4。3 程序设计 32

第五章 上位机监控系统设计 40

5。1 力控组态软件概述 40

5。2 监控系统设计 40

5。2。1 I/O 设备组态 40

5。2。2 数据库组态 41

5。2。3 脚本程序设计 42

5。2。4 图形界面设计 43

第六章 系统调试 44

6。1 系统调试要求 44

6。2 通信设置 44

6。2。1 编程软件与 PLC 通信 44

6。2。2 组态软件与 PLC 通信 46

6。3 系统调试结果 46

6。3。1 调试中出现的问题 46

6。3。2 调试结果 47

结 论 52

致 谢 53

参考文献 54

第一章 绪论

1。1 课题研究背景

在当今世界能源结构中，人类所利用的能源主要是一次能源。但全球一次能源资 源储量是有限的，其中占世界一次能源消费量达 80%的石油、煤炭和天然气是不可再 生的化石能源，用一点少一点，会逐渐走向枯竭的。截至 2010 年底，全球煤炭剩余探明储量为 8609 亿吨，储产比为 118 年；石油为 1888 亿吨，储产比为 46。2 年；天然气为 187。1 万亿立方米，储产比为 58。6 年[1]。 由此可见，在不久的将来，以石油、天然气和煤炭为主的这些化石能源终将走向枯竭而被新型清洁能源取代。太阳能相对而言，取之不尽、用之不竭，而且分布广， 无污染，很有可能发展成为人类所能利用的新型能源，成为人类社会未来能源的基石[1][2]。

未来对太阳能的利用主要是发电。利用太阳能发电的方式有多种，目前已实用的 主要有以下两种：

①光-热-电转换。即利用太阳辐射所产生的热能发电，利用的是太阳能集热板。

②光-电转换。其基本原理是利用光生伏打效应将太阳能辐射能直接转换为电能， 它的基本装置是太阳能电池。

光伏电池，是太阳能光伏发电系统的核心器件。太阳能光伏发电的原理如图 1-1所示。

图 1-1 太阳能光伏发电的原理

当光线照射太阳能电池表面时，一部分光子被硅材料吸收，光子的能量传递给硅

原子，使原子核外处于束缚态的价电子发生跃迁，成为自由电子和空穴，分别在 p-n 结两侧集聚形成电位差。当外部电路接通时，在该电压的作用下，将会有电流流过外 部电路产生一定的输出功率。这个过程的实质是光子能量转换成电能的过程[3]。

目前在光伏发电的技术中，由于太阳的光照和强度随着时间不断发生变化，因此， 如何提高太阳能的利用率成为世界各国研究的热点。目前主要有两种方案，一种是提 高发电板的能量转换率，第二种是提高对太阳能量的接收效率。前者属于能量转换领 域，需要有关专家去解决，后者用目前已有技术就可以解决。太阳能跟踪系统为解决 这一问题提供了可能。