1.2 控制系统主要设备选型
PLC是太阳能追踪系统的核心部件,该控制系统的PLC选用两门子公司的S7—200系列,S7—200具有紧凑的结构、灵活的配置和强大的指令集,用户程序包括位逻辑、计数器、定时器、复杂的数学运算以及与其它智能模块通讯等指令内容,从而使S7—200能够监视输入状态,改变输出状态以达到控制的目的。另外,选用S7—200主要考虑其不但能用于独立太阳能设备的跟踪系统控制,比如满足边疆偏远地区牧民夜
晚用电的需求,而且特别对串并联的大型光伏太阳能阵列的跟踪系统控制,能发挥PLC现场总线控制的优势,进行集中控制。
S7—200 CPU226的特点有:
1)数字输入/输出口24/16;
2)可扩展7个模块,248路数字I/O,35路模拟I/O;
3)有PID控制器;
4)2个RS-485通信/编程模块;
5)16K用户程序在线编程。
具体配置如下表。CPU:CPU226(24点DI,16点DO),AI:EM231(4路);EM235模块(4路);系统涉及的主要设备如表1所示。
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2 控制系统的软件开发
为了体现程序的可读性,实用性,该系统的软件设计主要以西门子STEP 7-Micro/WIN为开发环境,采用模块化结构设计思路,对系统中的I/O按照一定的逻辑关系进行设计。本系统I/O分配表参见表2,程序设计框图如图2所示。
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具体逐日程序流程图,参见图3所示。其中,自动逐日主要通过上位机控制实现,为此,程序中设计了通信模块。
为了便于远程监控,系统开发了基于POWER9000的监控界面,如图4、图5所示,该界面是运行人员监视和控制运行的主要手段,运行人员与计算机监控系统的交互作用将通过控制台使用CRT、标准键盘,鼠标或跟踪球等来实现。主要完成监视设备状态,运行参数及实时时钟刷新,报警与操作信息报告显示,通过菜单操作实现各种遥控遥调功能。
同时,系统充分利用监控软件提供VQC程序模块完成系统电压无功自动调节参数设置,单纯的限值修改、系统维护员的权限的设置、电压和无功值异常范围的封锁、闭锁分接头、容抗器设备条件的设置,从而完成系统的远动信息闭锁。由于VQC程序所有的信息全部从监控系统取,因此测试不必在装置上加电流或电压测试,遥测遥信在监控系统上人工置数即可,保护信息可以用系统提供的调试工具模拟。但测试前需做以下3点准备:
1)确保数据库关于电容和电抗器、分接头的遥控参数配置没有错。检查方法:在画面上的进行这些设备的人工控制操作,状态反应应该正确。
2)缺省情况下,每个容抗器、分接头都不参与VQC调节,需要在画面上对每个VQC调节设备设置“VQC自动控制”操作。
3)人工置遥信、遥测,有事故信号请先确认,确保VQC没有闭锁。
3 结束语
经过多次跟踪控制模拟,运行表明,系统能够很好的完成光伏发电控制系统的前端太阳光的采集,保证光伏发电系统的能量来源,同时充分说明了S7—200系列模块功能的强大,和配置的灵活性好,在小型工业控制方面有着广阔的应用天地。
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