光伏發電裝置安裝與除錯賽項樣題
一、競賽裝置
賽項裝置以「knt-spv02光伏發電實訓系統」為載體，該裝置由光伏供電裝置、光伏供電系統、逆變與負載系統和監控系統組成，如圖1所示。
（abcd）
圖1 光伏發電實訓系統
（a）光伏供電裝置 （b）風力供電裝置 （c）光伏供電系統 （d）監控系統
二、工作任務
任務一：光伏供電裝置
光伏供電裝置主要由光伏電池組件、投射燈、光線感測器、光線感測器控制盒、光照度感測器、水平方向和俯仰方向運動機構、擺桿、擺桿減速箱、擺桿支架、單相交流電動機、電容器、直流電動機、接近開關、微動開關、底座支架等裝置與器件組成，如圖2所示，光伏供電裝置的光伏電池組件偏移方向的定義和擺桿移動方向的定義已在圖2中標明。
1．器件安裝
光伏供電裝置除了光伏電池組件、光線感測器、投射燈和擺桿支架之外，其他部件和裝置已安裝完成。
要求：（1）將2盞投射燈、擺桿支架正確地安裝在光伏供電裝置上，緊韌體不鬆動。靠近擺桿的投射燈定義為投射燈1（簡稱燈1），另1盞投射燈定義為投射燈2（簡稱燈2）。
（2）將4塊光伏電池組件和光線感測器正確地安裝在光伏供電裝置上，緊韌體不鬆動。
圖2 光伏供電裝置
2. 佈線與接線
（1）整理2盞投射燈的引線並正確地與投射燈的接線座連線。接線時必須切斷電源，不可帶電操作。
（2）4塊型號和引數相同的光伏電池組件併聯連線。焊接連線線，並用膠帶纏繞包紮。
任務二：光伏供電系統
光伏供電系統主要由光伏電源控制單元、光伏輸出顯示單元、觸控螢幕、光伏供電控制單元、dsp控制單元、介面單元、溫度感測器、濕度感測器、西門子s7-200 cpu226plc、繼電器組、接線排、蓄電池組、可調電阻、斷路器、12v開關電源、5v開關電源、網孔架等組成。
光伏供電系統的光伏供電控制單元沒有接線、西門子s7-200 cpu226plc除了ac220v電源線和接地線外，其他接線已拆除；繼電器組中除了與蓄電池充放電有關的ka13繼電器外，其他繼電器的接線已拆除。
1. 光伏供電系統主電路設計
要求：（1）大賽提供的手提計算機中安裝了中望cad繪圖軟體，選用該軟體中的a3繪圖模板，繪製光伏供電系統主電路圖並儲存在u盤和手提計算機的桌面，檔名為：光伏供電系統主電路。
中望cad繪圖軟體安裝了部分器件符號的相簿供參賽選手使用。相簿呼叫方法請見附錄。
（a）光伏供電系統主電路圖中不反映繼電器的互鎖關係。
（b）繼電器的作用和編號必須要與任務書中定義的繼電器編號一致。
（2）參賽選手可以不呼叫中望cad的相簿而自行繪圖，如圖3所示的電氣符號供參賽選手參考。
圖3 部分器件的電氣符號
2．光伏供電控制單元的佈線與接線
根據所設計的光伏供電主電路，完成光伏供電控制單元的佈線與接線。
要求：（1）完成光伏供電控制單元的佈線與接線，接線的線徑和顏色要合理，接線要有合理的線標套管。線標套管號碼從a00至a99排列，線標套管號碼除了同1根導線兩端一致外，不得與其他導線的線標套管號碼重複命名，圖4是線標套管號碼示意圖。
圖4 線標套管號碼示意圖
（2）不改變光伏供電控制單元的按鈕、旋鈕、急停按鈕的功能。
（3）在答題紙表1所示的光伏供電控制單元接線表中標明接線起始端位置線標套管號碼、結束端位置、結束端位置線標套管號碼、線型和顏色。
3. 西門子s7-200 cpu226plc的佈線與接線
根據所設計的光伏供電主電路，完成西門子s7-200 cpu226plc的佈線與接線。
要求：（1）表2是西門子s7-200 cpu226plc的配置要求。根據該配置完成西門子s7-200 cpu226plc的佈線與接線，接線的線徑和顏色要合理，接線要有合理的線標套管，線標套管號碼從a00至a99排列，線標套管號碼除了同1根導線兩端一致外，不得與其他導線的線標套管號碼重複命名（電源線除外）。
表2西門子s7-200 cpu226plc的配置
（2）在答題紙表3所示的s7-200 cpu226輸入輸出接線表中標明接線起始端位置線標套管號碼、結束端位置、結束端位置線標套管號碼、線型和顏色。
4. 繼電器的佈線與接線
根據所設計的光伏供電主電路，完成繼電器的佈線與接線。
要求：（1）繼電器ka1和繼電器ka2分別用於控制投射燈1和投射燈2；繼電器ka3和繼電器ka4分別用於控制擺桿由東向西運動和由西向東運動；繼電器ka5和繼電器ka6分別用於控制光伏電池組件向東偏轉和向西偏轉；繼電器ka7和繼電器ka8分別用於控制光伏電池組件向北偏轉和向南偏轉。
（2）在答題紙表4～表11所示的繼電器接線表中標明接線起始端位置、起始端位置線標套管號碼、結束端位置、結束端位置線標套管號碼、線型和顏色。繼電器佈線與接線要有合理的線標套管，接線的線徑和顏色要合理，線標套管號碼從a00至a99排列，線標套管號碼除了同1根導線兩端一致外，不得與其他導線的線標套管號碼重複命名（電源線除外）。
5. 光伏供電系統的硬體互鎖保護電路與接線
光伏供電系統主電路中的繼電器的動作由plc控制，plc軟體設計要求考慮繼電器的互鎖關係，有關互鎖關係也要具有硬體保護措施。
要求：（1）設計擺桿由東向西和由西向東運動的互鎖硬體電路、設計光伏電池組件向東和向西偏轉的互鎖硬體電路、設計光伏電池組件向北和向南偏轉互鎖硬體電路，互鎖硬體電路的設計方法不能少於兩種，上述每種互鎖硬體電路只採用一種方法，設計電路自定。
（2）在答題紙上圖5～圖7的位置畫出反映互鎖關係的硬體電路圖。
（3）完成互鎖關係的硬體接線，接線要有合理的線標套管，接線的線徑和顏色要合理，線標套管號碼從a00至a99排列。
（4）在有關的接線表中要反映互鎖關係的接線。
6. 光伏電池組件的光源跟蹤除錯
根據光伏供電控制單元的選擇開關和按鈕的定義，操作光伏供電控制單元上的選擇開關和相關按鈕，光伏電池組件、投射燈和擺桿作相應的動作。
要求：（1）光伏供電控制單元的選擇開關有兩個狀態，選擇開關撥向左邊時，plc處在手動控制狀態，可以進行光伏電池組件跟蹤、燈狀態、擺桿運動操作，各功能按鈕有效時，相應按鈕指示燈亮。選擇開關撥向右邊時，plc處在自動控制狀態，按下啟動按鈕，plc執行自動控制程式。
plc執行自動控制程式時，除了啟動按鈕指示燈、燈1和燈2按鈕指示燈亮外，其他各功能按鈕指示燈不亮。
（2）plc處在手動控制狀態時，按下向東按鈕，向東按鈕的指示燈亮，光伏電池組件向東偏轉3秒後停止偏轉運動，向東按鈕的指示燈熄滅。在光伏電池組件向東偏轉的過程中，再次按下向東按鈕或停止按鈕或急停按鈕，向東按鈕的指示燈熄滅，光伏電池組件停止偏轉運動。
按下向西按鈕，向西按鈕的指示燈亮，光伏電池組件向西偏轉3秒後停止偏轉運動，向西按鈕的指示燈熄滅。在光伏電池組件向西偏轉的過程中，再次按下向西按鈕或停止按鈕或急停按鈕，向西按鈕的指示燈熄滅，光伏電池組件停止偏轉運動。
向東按鈕和向西按鈕在程式上採取互鎖關係。
向北按鈕和向南按鈕的作用與向東按鈕和向西按鈕的作用相同。
（3）plc處在手動控制狀態時，按下燈1按鈕，燈1按鈕的指示燈亮，投射燈1亮。再次按下燈1按鈕或按下停止按鈕或急停按鈕，燈1按鈕的指示燈熄滅，投射燈1熄滅。
plc處在手動控制狀態時，按下燈2按鈕，燈2按鈕的指示燈亮，投射燈2亮。再次按下燈2按鈕或按下停止按鈕或急停按鈕，燈2按鈕的指示燈熄滅，投射燈2熄滅。
（4）plc處在手動控制狀態時，按下東西按鈕，東西按鈕的指示燈亮，擺桿由東向西方向連續移動。在擺桿由東向西方向連續移動的過程中，再次按下東西按鈕或按下停止按鈕或急停按鈕，東西按鈕的指示燈熄滅，擺桿停止運動。擺桿由東向西方向移動處於極限位置時，東西按鈕的指示燈熄滅，擺桿停止移動。
如果按下西東按鈕，西東按鈕的指示燈亮，擺桿由西向東方向連續移動。在擺桿由西向東方向連續移動的過程中，再次按下西東按鈕或按下停止按鈕或急停按鈕，西東按鈕的指示燈熄滅，擺桿停止運動。擺桿由西向東方向移動處於極限位置時，西東按鈕的指示燈熄滅，擺桿停止移動。
東西按鈕控制和西東按鈕控制在程式上採取互鎖關係。
（5）plc處在自動控制狀態，按下啟動按鈕，擺桿向東連續移動，到達擺桿極限位置時，擺桿停止移動。該過程中，投射燈不亮。2秒鐘後，投射燈1和投射燈2亮，光伏電池組件對光跟蹤，對光跟蹤結束時，擺桿由東向西方向移動，即移動1秒停1秒，擺桿不連續移動。
擺桿由東向西方向開始移動時，光伏電池組件對光跟蹤，當擺杆到達擺桿極限位置時，擺桿停止移動，光伏電池組件對光跟蹤結束時，投射燈熄滅。2秒鐘後，擺桿向東連續移動，到達垂直接近開關位置時，擺桿停止移動，投射燈1和投射燈2亮，光伏電池組件對光跟蹤，對光跟蹤結束時，投射燈熄滅。2秒鐘後，投射燈1亮1秒熄滅，1秒鐘後，投射燈2亮1秒熄滅，自動控制程式結束。
在自動控制狀態下，當按下停止按鈕或急停按鈕時，投射燈熄滅、擺桿和光伏電池組件停止運動。
7. 光伏電池組件的輸出特性測試
將光伏供電控制單元的選擇開關撥向左邊時，plc處在手動控制狀態，調節光伏供電裝置的擺桿處於垂直狀態，調節光伏電池組件正對著投射燈。
（1）點亮投射燈1和燈2，檢測光伏電池組件的輸出特性。
要求：調節光伏供電系統的可調製阻器，阻值從0ω逐漸變化到1000ω。記錄對應的電壓、電流值，填寫在答題紙表12所示的光伏電池組件輸出的電壓、電流值**中，每次記錄的對應的電壓值和電流值為一組，記錄10組。
（2）點亮投射燈1，檢測光伏電池組件的輸出特性。
要求：調節光伏供電系統的可調製阻器，阻值從0ω逐漸變化到1000ω。記錄對應的電壓、電流值，填寫在答題紙表13所示的光伏電池組件輸出的電壓、電流值**中，每次記錄的對應的電壓值和電流值為一組，記錄10組。
（3）點亮投射燈1，擺桿向東或向西偏移至限位位置，檢測光伏電池組件的輸出特性。
要求：調節光伏供電系統的可調製阻器，阻值從0ω逐漸變化到1000ω。記錄對應的電壓、電流值，填寫在答題紙表14所示的光伏電池組件輸出的電壓、電流值**中，每次記錄的對應的電壓值和電流值為一組，記錄10組。
（4）根據表12、表13和表14中記錄的資料，在答題紙圖8所示的光伏電池組件輸出功率曲線座標圖上繪製3條光伏電池組件輸出功率曲線，註明每條曲線並標明座標的引數單位和計量單位。
（5）分析圖8的光伏電池組件輸出功率曲線：
大賽裝置的光伏電池組件在某光照度下輸出最大功率，如果光照度增強，如何調節直流負載，使得光伏電池組件仍然輸出最大功率。請在答題紙上敘述。
8. 蓄電池的充電測試
用示波器測量充電波形。
任務三：逆變與負載系統
逆變與負載系統主要由逆變電源控制單元、逆變輸出顯示單元、dsp核心單元、dc-dc公升壓單元、全橋逆變單元、變頻器、三相交流電機、發光管舞台燈光模組、警示燈、接線排、斷路器、網孔架等組成。
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亳州中藥科技學校 2012年全國職業院校技能大賽中藥傳統技能賽項 中職組培訓方案 一 賽項名稱 2012年全國職業院校技能大賽 中藥傳統技能大賽。二 指導思想 貫徹落實 國家中長期人才發展規劃綱要 2010 2020年 精神，全面落實科學發展觀，引領中醫藥職業教育教學改革，展示中醫藥職業教育發展成果...