学生姓名：万承明

班   级：机械2019-08班

指导教师：王海波

毕设题目：光伏组件智能安装设备控制系统设计

一、概况

1.选题意义

光伏产业为我国重点发展产业，对光伏组件的安装方式进行改进升级是发展光伏产业迫切的需求，如果能够实现光伏组件的智能安装则可以降低工人劳动强度，降低光伏电站建设成本，而目前光伏组件的安装方式多为人工安装，安装的效率低下，且会耗费大量的时间和成本，同时长时间在露天环境下工作对工人的要求也会相应提高。

现有的人工安装方式多适用于地面，若是水上作业则难度加大，在安装过程中由于光伏面板的移动导致船体易受重力作用发生偏斜，进而威胁到安装工人的生命安全，同时对光伏组件面板安装的美观性产生一定的影响。

本毕业设计旨在设计出一种光伏组件智能安装设备控制系统，实现大跨度作业下光伏组件连续式安装，提高光伏组件安装效率和准确度。现今主要针对钢绞线收放控制系统进行设计，实现双摩擦卷筒的收放线同步以及光伏面板的安装不发生偏转。

通过本次毕业设计，学生可以掌握工程实践中的设计方法和熟悉设计过程，学会查询、收集和运用设计资料，并综合运用所学知识提高设计质量和水平。

2.任务分解

（1）查阅文献资料、阅读和理解资料，了解光伏产业和光伏安装设备现状。

（2）查阅资料了解光伏组件智能安装装置的结构，明确控制系统要求。

（3）对光伏组件智能安装设备进行控制系统设计，完成主要器件选型。

（4）完成电控柜设计建模，绘制电气原理图，编写智能控制算法。

（5）完成毕业论文、一定代码、文献翻译、毕业答辩并按规范提交相关文件。

二、已完成工作

 1.控制系统的总体设计

放卷端和收卷端都是独立控制的伺服电机，设定放卷为恒速度控制，收卷为恒张力控制，控制PLC输出控制量，使得放卷线速度恒定，收卷跟随放卷速度，并在此基础上根据系统当前张力状况，调节收卷线速度，使得系统维持张力恒定。

  2.控制结构框图：主要硬件之间的信息通讯

  3.控制主要流程图

  4.电机选型计算

  主伺服电机额定功率为11KW，额定转速为1500r/mins；微调伺服电机额定功率为1.5KW，额定转速为3000r/mins；减速机传动比为50.73

  5.主要器件选型

  施耐德TM241CEC24R: 24点输入/输出，源型晶体管脉冲输出；TM3AM6:4路模拟量输入和2路模拟量输出,均选用电流4~20mA；编码器E6C3-CWZ3EH 2500P/R 1M:精度为2500线；AR700_6 ：量程为152.4mm；HBK  K‐U2B- 100K- 00A8- X- S- VA2：量程为100KN

  6.电气原理图

  7. 电控柜3D建模

  严格按照器件说明书进行器件建模，按照安装要求尺寸进行电控柜设计建模

  8.控制算法：专家PID

   8.1用C语言编写S函数进行算法仿真模拟和参数整定

   8.2 LD语言实现算法模块

  9.文献翻译

三、下一步工作计划

（1）在已完成的工作基础上用SoMachine软件进行钢绞线收放控制程序编写仿真

（2）继续利用simulink的S函数模块进行算法仿真以及参数整定。

（3）进行毕业设计论文撰写修改以及准备毕业答辩。

问题一：阐述一下方案中的电机控制？

回答：放卷端和收卷端都具有独立控制的伺服电机系统，每一端伺服电机系统包括一个主伺服电机和一个微调伺服电机。主伺服电机可以同步控制两侧双摩擦卷筒，具有整体调控作用。微调伺服电机只能调整该侧的双摩擦卷筒，在不影响另一侧的条件下使该侧达到控制要求。

问题二：评价一下现在的进度？

回答：我认为我的进度是很合理的，截至到目前为止已经完成了75%左右，能够在要求的期限内完成本次毕业设计。

在毕业设计的过程中，常常会遇到曲折和困难，但是在面临困难时往往也能找到新的转机。其实整个毕业设计工作我需要用到SoMachine、SOLIDWORKS、MATLAB/SIMULINK和AD等软件，学习和使用难度都是很大的，但我认真学习，最终能够较为熟练的掌握并利用其完成我的控制系统设计，对此我还是很开心的。

这段学习及应用之旅，我总结了几点体会（1）在学习软件使用时，要勇于尝试，不要仅停留在理论掌握上。要多编程、多尝试、多仿真运行，并且利用网上资源进行学习。（2）在做的过程中要持续思考，并注意细节。选用控制算法时一定要深思熟虑，控制精度要高并且要有较好的鲁棒性。如果出现问题，要仔细检查，学会解决问题。（3）毕业设计解决的问题相对于课堂上的解题更为综合，需要掌握多种知识。在做的过程中需要实时复习学过的知识，避免含混不清。

最后，我特别感谢我的指导老师王海波老师和李战斌学长。王老师在思路的大方向对我进行指点，李战斌学长在实现思路的具体细节方面给我提供帮助，如此我才能顺利的完成以上工作任务。