光伏发电及其电气控制用综合实训平台的制作方法

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1.本实用新型涉及一种光伏发电及其电气控制用综合实训平台，属于实验平台领域。

背景技术：

[0002]“智改数转”是推动制造业转型升级、实现高质量发展必由之路。结合“绿能源”“碳达峰、碳中和”的国家政策要求，依据《高等职业学校机电一体化技术专业教学标准》和该专业实施性人培方案，围绕区域机电行业发展对技术技能人才的需求特点，针对我校五年制高职学生实际，结合往届毕业学生就业适岗率情况，在认真调研和实地走访的基础上，开发了《光伏发电及其电气控制技术综合实训平台》，该平台在五年制高职机电一体化技术专业及智能控制技术专业中实施应用，以弥补现有技术中缺少该综合应用平台的弊端。

技术实现要素：

[0003]
为克服现有技术的缺陷，本实用新型提供一种光伏发电及其电气控制用综合实训平台，本实用新型的技术方案是：
[0004]
一种光伏发电及其电气控制用综合实训平台，包括实验管理平台、触摸屏、以太网交换器、plc控制器、伺服系统和步进电机驱动器，所述的实验管理平台与所述的触摸屏电性连接，并通过触摸屏操控；该实验管理平台连接有所述的以太网交换器，所述的plc控制器、伺服系统和步进电机驱动器通过以太网接入所述的以太网交换器；所述的伺服系统用于控制伺服电机；该步进电机驱动器用于控制步进电机；还包括通过以太网与实验管理平台连接的光伏发电单元或者电气控制单元。
[0005]
所述的光伏发电单元包括光伏控制器、光伏组件、蓄电池、逆变器、单相电机、舞台灯和报警灯，所述的光伏控制器通过以太网接入所述的实验管理平台，在所述的光伏控制器上还连接有所述的光伏组件、蓄电池、舞台灯和报警灯，该光伏组件与所述的光伏控制器之间安装有第一继电器，蓄电池与光伏控制器之间安装有第二继电器，舞台灯以及报警灯与光伏控制器之间安装有第三继电器，逆变器的输出端接入所述的光伏控制器与蓄电池之间，该逆变器的输入端与单相电机之间安装有第四继电器；所述plc控制器的并行输出口接入所述的第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器；还包括通过rs485总线与plc控制器连接的第一电流表、第二电流表、第一电压表、第二电压表、光照度传感器和温湿度传感器。
[0006]
所述的电气控制单元包括变频器、交流电机、行程开关和限位开关，所述的变频器通过以太网与所的实验管理平台连接，该变频器控制所述的交流电机，在所述的变频器上连接有第五继电器和第六继电器，该第五继电器和第六继电器接入plc控制器的并行输出口，在所述plc控制器的并行输入口连接有行程开关、限位开关和操作按钮。
[0007]
本实用新型的优点是：采用光伏组件供电及市电供电两种形式。综合实训平台技术点覆盖光伏发电、以太网通信技术、rs-485通信技术以及触摸屏实现。综合实训平台具有
信息化、网络化、模块化，检验学生在既定的实验项目下的方案识读能力、专业知识理解和应用能力、熟练的技能操作能力以及基础的创新创业能力。可以进行单个简单实验，也可承担课程设计、综合实训实践环节，也可在此实验平台上进行毕业设计工作。本实验装置还可以适合电气自动化技术等相近专业。
附图说明
[0008]
图1是本实用新型的主体结构示意图。
具体实施方式
[0009]
下面结合具体实施例来进一步描述本实用新型，本实用新型的优点和特点将会随着描述而更为清楚。但这些实施例仅是范例性的，并不对本实用新型的范围构成任何限制。本领域技术人员应该理解的是，在不偏离本实用新型的精神和范围下可以对本实用新型技术方案的细节和形式进行修改或替换，但这些修改和替换均落入本实用新型的保护范围内。
[0010]
参见图1，本实用新型涉及一种光伏发电及其电气控制用综合实训平台，包括实验管理平台1、触摸屏2、以太网交换器3、plc控制器4、伺服系统5和步进电机驱动器6，所述的实验管理平台1与所述的触摸屏2电性连接，并通过触摸屏2操控；该实验管理平台1连接有所述的以太网交换器3，在实验管理平台1内置入力控组态软件,通过力控组态软件接收数据采集终端上传数据的显示、保存及分析，所述的plc控制器4、伺服系统5和步进电机驱动器6通过以太网接入所述的以太网交换器3；所述的伺服系统5用于控制伺服电机7；该步进电机驱动器6用于控制步进电机8；还包括通过以太网与实验管理平台1连接的光伏发电单元或者电气控制单元。
[0011]
当进行光伏发电实验时，所述的光伏发电单元包括光伏控制器9、光伏组件10、蓄电池11、逆变器12、单相电机13、舞台灯14和报警灯15，所述的光伏控制器9通过以太网接入所述的实验管理平台1，在所述的光伏控制器9上还连接有所述的光伏组件10、蓄电池11、舞台灯14和报警灯15，该光伏组件10与所述的光伏控制器9之间安装有第一继电器ka1，蓄电池11与光伏控制器9之间安装有第二继电器ka2，舞台灯14以及报警灯15与光伏控制器9之间安装有第三继电器ka3，逆变器12的输出端接入所述的光伏控制器9与蓄电池11之间，该逆变器12的输入端与单相电机13之间安装有第四继电器ka4；所述plc控制器4的并行输出口接入所述的第一继电器ka1、第二继电器ka2、第三继电器ka3和第四继电器ka4；还包括通过rs485总线与plc控制器4连接的第一电流表31、第二电流表32、第一电压表33、第二电压表34、光照度传感器35和温湿度传感器36。
[0012]
在基本实验基础上，通过对光伏组件的输出电压、电流的检测、对蓄电池的充电电压、电流的检测，通过对光照强度的测量，计算光伏组件输出功率、光伏组件的转化效率，判断光伏组件及其充电状态。
[0013]
所述的plc控制器为西门子plc(s7-200)，通过输出口q0.1控制第一继电器ka1线圈通电，通过输出口q0.2控制继电器ka2线圈通电，第一继电器ka1、第二继电器ka2触点接通，光伏组件通过光伏控制器对蓄电池充电。如果选择直流负载(如报警灯、舞台灯)，则通过西门子plc(s7-200)输出口q0.3控制第三继电器ka3线圈通电，第三继电器ka3触点接通，
直流负载工作。如果选择交流负载(如单相电机)，则通过西门子plc(s7-200)输出口q0.4控制第四继电器ka4线圈通电，第四继电器ka4触点接通，交流负载工作。第一电压表、第一电流表与光伏组件连接，测量光伏组件的输出电压电流。第二电压表以及第二电流表与蓄电池连接，测量蓄电池的充电电压电流。
[0014]
当进行变频器-交流电动机控制实验时，所述的电气控制单元包括变频器21、交流电机22、行程开关23和限位开关24，所述的变频器21通过以太网与所的实验管理平台1连接，该变频器21控制所述的交流电机22，在所述的变频器21上连接有第五继电器ka5和第六继电器ka6，该第五继电器ka5和第六继电器ka6接入plc控制器4的并行输出口，在所述plc控制器4的并行输入口连接有行程开关23、限位开关24和操作按钮25。
[0015]
plc控制为西门子plc(s7-200)，通过输出口q0.5控制第五继电器ka5线圈通电，通过输出口q0.6控制第六继电器ka6线圈失电，第五ka5触点接通、第六继电器ka6触点断开，控制变频器-交流电动机正转工作。西门子plc(s7-200)通过输出口q0.6控制第六继电器ka6线圈通电，通过输出口q0.5控制第五继电器ka5线圈失电，第六继电器ka6触点接通、第五继电器ka5触点断开，控制变频器-交流电动机反转工作。
[0016]
触摸屏设定或改变速度值，计算转换为频率值，通过以太网通信直接给予变频器频率设定值，结合基本实验中的正反转控制，可以实现正反转变频调速控制。
[0017]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：

1.一种光伏发电及其电气控制用综合实训平台，其特征在于，包括实验管理平台、触摸屏、以太网交换器、plc控制器、伺服系统和步进电机驱动器，所述的实验管理平台与所述的触摸屏电性连接，并通过触摸屏操控；该实验管理平台连接有所述的以太网交换器，所述的plc控制器、伺服系统和步进电机驱动器通过以太网接入所述的以太网交换器；所述的伺服系统用于控制伺服电机；该步进电机驱动器用于控制步进电机；还包括通过以太网与实验管理平台连接的光伏发电单元或者电气控制单元。2.根据权利要求1所述的光伏发电及其电气控制用综合实训平台，其特征在于，所述的光伏发电单元包括光伏控制器、光伏组件、蓄电池、逆变器、单相电机、舞台灯和报警灯，所述的光伏控制器通过以太网接入所述的实验管理平台，在所述的光伏控制器上还连接有所述的光伏组件、蓄电池和直流负载，该光伏组件与所述的光伏控制器之间安装有第一继电器，蓄电池与光伏控制器之间安装有第二继电器，直流负载与光伏控制器之间安装有第三继电器，逆变器的输出端接入所述的光伏控制器与蓄电池之间，该逆变器的输入端与交流负载之间安装有第四继电器；所述plc控制器的并行输出口接入所述的第一继电器、第二继电器、第三继电器和第四继电器；还包括通过rs485总线与plc控制器连接的第一电流表、第二电流表、第一电压表、第二电压表、光照度传感器和温湿度传感器；所述的第一电压表以及第一电流表与光伏组件连接，用于测量光伏组件的输出电压电流；所述的第二电压表以及第二电流表与蓄电池连接，用于测量蓄电池的充电电压电流。3.根据权利要求1所述的光伏发电及其电气控制用综合实训平台，其特征在于，所述的电气控制单元包括变频器、交流电机、行程开关和限位开关，所述的变频器通过以太网与所的实验管理平台连接，该变频器控制所述的交流电机，在所述的变频器上连接有第五继电器和第六继电器，该第五继电器和第六继电器接入plc控制器的并行输出口，在所述plc控制器的并行输入口连接有行程开关、限位开关和操作按钮。

技术总结

本实用新型涉及一种光伏发电及其电气控制用综合实训平台，包括实验管理平台、触摸屏、以太网交换器、PLC控制器、伺服系统和步进电机驱动器，所述的实验管理平台与所述的触摸屏电性连接，并通过触摸屏操控；该实验管理平台连接有所述的以太网交换器，所述的PLC控制器、伺服系统和步进电机驱动器通过以太网接入所述的以太网交换器；所述的伺服系统用于控制伺服电机；该步进电机驱动器用于控制步进电机；还包括通过以太网与实验管理平台连接的光伏发电单元或者电气控制单元。本实用新型的优点是：采用光伏组件供电及市电供电两种形式。综合实训平台技术点覆盖光伏发电、以太网通信技术、RS-485通信技术以及触摸屏实现。485通信技术以及触摸屏实现。485通信技术以及触摸屏实现。