1、 毕业设计（论文） 20132014 学年度 基于基于 HMI 和和 PLC 的超级电容充放电的超级电容充放电 控制系统的设计控制系统的设计 学生姓名 学 院 物理科学与电子技术学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 学 号 指导教师 2014 年 5 月 20 日 I 基于基于 HMI的的 PLC 的超级电容充放电控制系统的设计的超级电容充放电控制系统的设计 摘摘 要要 本文在介绍 PLC 和人机界面（HMI）的基础上，提出了超级电容充放电控制系统的设 计方案，设计并制作了用于超级电容充电的恒流源，并利用 PLC 软件进行模拟量输入和数 值运算， 利用 HMI 软件绘制人机界面， 对超级电
2、容在充放电过程中的荷电状态进行实时监 控，实验表明，本设计能实现对超级电容充放电的控制，达到了预期的目标。 关键关键词词：超级电容，PLC，HMI，恒流源 II The Design of Super capacitor Charge and Discharge control system Based on HMI and PLC ABSTRACT On the basis of PLC and human-machine interface (HMI), the super capacitor charge and discharge control system design schem
3、e was proposed. We design a constant current source for super capacitor charging, and we use PLC software for analog input and numerical calculation. Besides, the use of HMI software is to render the man-machine interface and monitor the super capacitor in the process of charging and discharging cha
4、rged state in time. From the experiment results, this design can control the super capacitors charge and discharge, which achieve the expected goal. KEY WORDS：super capacitor，PLC，HMI，constant current source 1 目目 录录 1 绪 论 1 1.1 研究背景 .1 1.2 超级电容的现状 .1 1.3 本课题研究的内容及意义 .2 2 PLC 概述.2 2.1 PLC 简介2 2.2 欧姆龙
5、PLC 的编程器件区3 2.3 PLC 工作原理与组成单元3 2.3.1 PLC 的工作原理.3 2.3.2 PLC 的组成单元.3 2.4 PLC 的特点4 3 HMI 概述 5 3.1 HMI 简介 .5 3.2 HMI 的基本功能 .5 3.3 HMI 的组成及其工作原理 .6 4 超级电容介绍 6 4.1 超级电容 SOC 的定义 .6 4.2 超级电容的结构 .6 4.3 超级电容的充放电特性 .7 5 超级电容充放电控制系统的设计 8 5.1 恒流源设计 .8 5.1.1 恒流源电路图 8 5.1.2 恒流源实物图 9 5.2 硬件设计 .10 5.2.1 PLC 的 I/O 分配
6、表 .10 5.2.2 PLC 外部接线图.10 5.2.3 充电电路图 11 5.2.4 实物连接图 11 5.3 PLC 的程序设计12 5.4 HMI 的界面设计 .15 5.4.1 通讯连接 15 5.4.2 地址分配 16 5.4.3 界面设计 16 5.5 调试 错误错误!未定义书签。未定义书签。 5.5.1 调试前注意事项 17 5.5.2 PLC 程序调试.17 5.5.3 HMI 界面 18 6 总结 19 参考文献 20 致 谢 21 附 录 22 1 1 绪 论 1.1 研究背景 超级电容作为一种新型的储能器件,有着其无可替代的优越性， 它结合了锂离子电池和 双电层电容两者的优点，已经成为近年来研究的热点之一。超级电容又称双电层电容器， 它是介于普通电容器和充电电池间的一种新型的储能元件。碳电极、有机聚合物电极以及 金属氧化物电极则是超级电容常用的三种电极材料。与传统的电化学电池相比，超级电容 的优点越发突出，除了充电的
