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先对PLC控制系统结构进行设计选择S7-1200作为控制硬件

2022-07-20 09:02:39

摘要:随着政府对可再生能源的重视,我国风电在大规模发电中的比重迅速增加。与火力发电、水力发电相比,风力发电技术兴起较晚,规模化应用时间较短。由于风电设备检测条件严格、安全隐患大、维护成本高,现代高校都在风电专业。人才的实验教学和风电相关从业人员的培养仍不完善。近年来,虚拟仿真已成为工业发展和学习的热门趋势。从目前高等教育的发展趋势来看虚拟仿真的应用前景虚拟仿真实验教学的广泛应用是大势所趋。为此,本文构建了一个风力发电虚拟仿真平台,具体内容包括以下几个部分:一是风力发电系统仿真模型的设计。在分析风力发电技术和虚拟仿真技术最新成果的文献和数据的基础上,总结了风速系统的数学模型。基于数学模型,设计了风速系统的仿真模型,分析了风速系统的仿真波形;风力发电机数学模型和模型库,设计风力发电机模型和发电机模型,并将各个部分集成到风力发电系统的整体模型中;建立模型数据接口,生成动态数据链接,方便后续应用软件调用模型。然后,进行了PLC控制系统的设计。首先设计PLC控制系统的结构,选择西门子PLC S7-1200作为控制硬件,软件作为编程软件编写PLC内部程序;进行变桨控制,设计变桨控制系统程序,分析变桨控制下的桨距角、转子转速、转子角;设计PLC偏航控制系统,实现自动风偏航和自动功能,分析偏航控制下的偏航输入扭矩、偏航速度和偏航角;并将编写好的PLC控制系统程序下载到PLC中进行后续通讯。最后进行了风力发电虚拟仿真平台的设计。首先设计了风力发电虚拟仿真平台的架构虚拟仿真的应用前景,使用3ds max软件搭建风力发电机3D模型,使用Unity 3D 3D引擎开发平台搭建虚拟仿真的外景风力发电平台;此外,生成的风力发电机动态数学模型由C#语言调用。数据链接,通过函数库与PLC建立通讯连接,最终实现整个风力发电系统虚拟仿真平台的搭建。并对搭建的虚拟仿真平台的使用效果进行了分析。

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