基于PLC的电动汽车交流充电桩控制系统研究.pdf

本文是关于基于可编程逻辑控制器(PLC)的电动汽车交流充电桩控制系统的研究。研究的主要目的是为了解决电动汽车充电计费问题，并提供一套具备多种功能的交流充电桩控制系统。在了解本文内容之前，我们需要明确一些基础知识点。 电动汽车指的是使用电能作为动力来源的车辆，与传统使用化石燃料的汽车相比，它们具有节能、减少环境污染的优点。然而，电动汽车也面临一些挑战，如充电时间长、续航能力较短，以及充电设施不够普及等问题。这些挑战制约了电动汽车的普及速度。 充电桩作为电动汽车的能量补给站，是解决这些问题的关键基础设施。充电桩按照充电方式可以分为直流充电桩和交流充电桩两种。直流充电桩可以提供快速充电能力，适合于长途旅行或快速能量补充；而交流充电桩提供的是常规的交流电充电，通常安装在家庭、办公楼、商场和公共停车场等场所，适合日常的使用。 本文所研究的交流充电桩控制系统，其核心控制器选用了ABB公司的PLC。PLC是一种用于工业自动化控制的数字运算操作电子系统。PLC通过预先编写的程序进行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作，并通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 研究中，作者详细分析了交流充电桩的功能需求，这些功能包括但不限于人机交互、刷卡付费、计量、通讯、保护控制和自检等。人机交互是指充电桩具有清晰的操作界面，方便用户进行操作和充电信息的查看。刷卡付费功能则允许用户通过IC卡实现充电支付。计量功能是指充电桩能够测量并计算充电的电量，并据此显示充电时间和电费。通讯功能是指充电桩能够与外部系统进行数据交换，如远程监控、计费信息上传等。保护控制功能确保在出现紧急情况时能够切断电源，保障充电过程的安全性。自检功能指的是充电桩能够自动检测自身的运行状况，并在出现问题时报警。 为了实现这些功能，本文设计的系统集成了读卡器、电表、打印机、触摸屏及保护装置，并利用CoDeSys编程软件中的梯形图语言进行编程控制。梯形图是一种用于PLC编程的图形化语言，它直观地表示了逻辑运算过程，便于工程师进行编程和故障诊断。 现场测试结果表明，该系统有效实现了所要求的各项功能，用户界面友好，操作反应灵敏，可满足不同用户的充电需求。通过选择不同的充电模式，充电时间也可以自动调整，从而基本满足设计要求。 作者指出，尽管目前国内外有关充电桩的研究还处于初期阶段，但本文通过设计基于ABB PLC的交流充电桩控制系统，不仅实现了充电计费管理，还提高了系统的可靠性和稳定性，为未来电动汽车直流充电桩的设计提供了理论依据。 通过以上内容，我们可以了解到电动汽车交流充电桩控制系统的设计需要考虑的多个方面，以及PLC在自动化控制系统中的重要作用。研究者们通过结合PLC技术和充电桩的实际需求，设计出一套可以实现多种功能的交流充电桩控制系统，这将有助于推动电动汽车及其相关基础设施的进一步发展。