基于plc的太阳能交通信号灯的设计毕业论文(编辑修改稿)

基于plc的太阳能交通信号灯的设计毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

算机一样， CPU 是 PLC的核心，它按 PLC 中系统程序赋予的功能指挥 PLC 进行工作。 CPU 的性能关系到 PLC处理控制信号能力与速度， CPU 位数越高，运算速度越快。 （ 2）存储器 PLC 使用的物理存储器与一般计算机相同。 有随机 存取存储器（ RAM），只读存储器（ ROM）及可电擦除可编程只读存储器等。 （ 3）输入寄存器 输入寄存器可按位进行寻址，每一位对应一个 开关量。 CPU 可以读其值，但不可以写或进行修改。 图 2 PLC 硬件组成图 5 （ 4）输出寄存器 输出寄存器的每一位都表明了 PLC 在下一个时间段的输出值，而程序循环执行开 始时的输出寄存器的值，表明的是上一时间段的 真实输出值。 只有程序执行到一个循环的尾部时的值才影响下一时间段的输出。 （ 5）其他接口单元 其它接口单元用于提供 PLC 与其它设备和模块进行连接通信的物理条件。 的工作原理 可编程控制器执行程序是 PLC 实现控制的核心工作，这些工作项目大致可以 分为以下三部分。 第一部分是上电处理。 PLC 上电后对系统进行一次初始化工作，包括硬件 初始化，I/O 模块配置检察，停电保持范围设定等。 第二部分是扫描过程。 一是扫描执行系统程序 ，二是扫描执行应用程序。 每次执行应用程序前先完成输入处理，其次完成与 其他外设的通信处理，再次进行时钟、特殊寄存器更新。 第三部分是出错处理。 PLC 每扫描一次，执行一次自诊断检查，确定 PLC 自身的动作是否正常，检查出异常时， CPU 面板上的 LED 及异常继电器会接通，在特殊寄存器中会存入出错代码。 当出现致命错误时， CPU 被强制为 STOP 方式，所有的扫描停止。 以上三部分内容中，扫描过程是最主要的 、最经常的工作。 二、太阳能交通信号灯的 工作原理及 控制要求 （一）太阳能交通信号灯的工作原理 太阳能 LED 交通信号灯由太阳能电池板、充放电控制器、 蓄电池、 LED 信号灯系统等构成。 如图 3 所示是太阳能交通信号灯的原理框图。 （二）太阳能交通信号灯的控制要求 图 3 太阳能交通信号灯原理框图 6 ① 信号灯受两个按钮控制，当启动按钮动作时，信号灯系统开始工作，且先南北红灯亮，东西绿灯亮。 当停止按钮动作时，所有信号灯都熄灭。 ② 南北绿灯和东西绿灯不能同时亮，如果同时亮时应关闭信号灯系统，并报警。 ③ 南北红灯亮维持 25S。 在南北红灯亮的同时东西绿灯也亮，并维持 20S。 到20S 时，东西绿灯闪烁，闪烁 3S 后熄灭。 在东西绿灯熄灭时，东西黄灯亮，并维持2S。 到 2S 时，东西黄灯熄，东西红灯亮。 同时，南北红灯熄灭，南北绿灯亮。 ④ 东西红灯亮维持 30S。 南北绿灯亮维持 25S。 然后闪烁 3S，熄灭。 同时南北黄灯亮，维持 2S后熄灭，这时南北红灯亮，东西绿灯亮。 ⑤ 回到①，循环执行。 三、 交通灯硬件系统 的 设计 （一）交通灯信号灯的设计 本设计中的信号灯均由红、绿、黄三种颜色的高亮度 LED 圆形点阵组成，电路上采取串并联相结合。 且每只发光二极管的正向工作电流 IF为 15mA，正向工作电压为 2V。 每个灯由 50 只发光二极管组成圆形显示 ,其中每 5个串联在一起，然后这 10个串联支路并联起来，这样可以避免工作电流过大而损害发光二极管。 每个灯的工作电流为 （ 15 mA 10＝ ），而四个路口同一时间最多亮四个灯，即四个灯的最大工作电流为 A 4＝ ，则系统一天的用电量为 24h=,一天的功耗为 24V =。 （二）太阳能电池板 太阳能电池板是太阳能发电系统中的核心部分，也是太阳能发电系统中价值最高的部分。 其作用是将太阳的辐射能力转换为电能，或送往蓄电池中存储起来，或推动负载工作。 太阳能电池板的质量和成本将直接决定整个系统的质量和成本； 太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极管，当太阳光照到光电二极管上时，光电二极管就会把太阳的光能变成电能，产生电流。 当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。 太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点 .太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。 该系统为直流负载，负载工作电压为 24V,用电量为每天 ，酒泉地区的最 7 低光照辐射是 1月份，峰值日照时数为 ，采用 100W 的光伏组件，峰值电压为，峰值电流为 ，组件损耗系数为 ，充电效率系数也为。 因该系统是直流系统，所以不考虑逆变器的转换效率系数。 计算： （三）蓄电池 在太阳能电池供电系统中 ,太阳能电池方阵将太阳能辐射转换为直流电能 ,通过蓄电池将其电能转换为化学能储存起来 ,我们通常称蓄电池为光伏发电系统的贮能装置。 对于太阳能光伏电源系统 ,要求它能够随时地向负载提供稳定的电能 ,但是 ,由于 太阳光照的间歇性和随机性 ,发供电任务全都靠太阳能电池则难以实现 ,必须通过贮能装置来对太阳能电池发出来的电能进行贮存和调节 ,在供电系统正常工作时 , 依蓄电池正常充放电状态的变化分为多种情况 ： 第一种是负载关闭 ,太阳能电池方阵正常发电 ,此时全部电能是向蓄电池组充电 ,使 这些电能转换成化学能贮存起来 ,直到蓄电池充满后控制器保护断开为止 ； 第二种情况是在太阳能电池发电的同时 ,负载也需要工作。 这时 ,太阳能电池将直接向负载供电 ,多余的电能也将同时向蓄电池组充电； 更多的工作情况可能是 ,太阳能电池不再发电 ,负载需要的电能全部由蓄电池组提供。 此时 ， 以化学能 形式存储在蓄电池中的能量转变为电能 ,供负载使用 ,所以说蓄电池既能贮存电能 ,还能对系统起着调节电量、稳定输出的作用。 蓄电池的种类很多，在光伏系统中采用是铅酸蓄电池各碱性镍镉蓄电池。 但考虑到蓄电池的使用权条件和价格，大部分太阳能光伏系统选择铅酸蓄电池作贮能电源，且使用不需要加水免维护型的铅酸蓄电池。 8 该系统为直流负载，负载工作电压为 24V,最大工作电流为 ，每天工作 24h，用电量为每天。 蓄电池选用 12V/100Ah 的 铅酸蓄电池。 根据酒泉的最低温度确定低温修正系数为 ，最大放电深度系数 ，考虑连续阴雨天数 3 天。 计算： 为求得放电修正系数，先计算该系统的平均放电率： （四）太阳。