PLC太阳能热水器水位控制系统的设计论文.doc

目录
第一章绪论 1
第一节设计目的 1
第二节国内外研究动态及发展现状 1
第三节太阳能自动化水位控制整体结构介绍 2
第四节太阳能工艺流程图 2
第二章太阳能热水器控制器硬件选择 5
第一节系统设计要求 5
第二节 PLC的选择 5
第三章太阳能热水器控制器软件设计 11
第一节 PLC的I/O口分配与软元件的分配 11
第二节软件的组成 12
第三节系统控制流程图 13
第四节梯形图程序 14
结束语 15
谢辞 16
参考文献 17
附录Ⅰ梯形图 18
第一章绪论
第一节设计目的
随着太阳能热水器的普及,如何更好地利用太阳能热水器成为人们的研究对象,太阳能水位自动化的控制成为一个现实的问题,由于太阳能热水器的注水箱大多安装在房顶上,是否缺水不易观察,如何使用自动水位控制装置来控制水泵的工作,就能够很好的解决这个问题,从而给广大用户带来很大的方便。
第二节国内外研究动态及发展现状
从上世纪八十年代起,国内外已经对太阳能水位控制进行了广泛的研究。而太阳热水器水位控制的技术难点在水位传感器。目前市场上有两种形式的传器,一种是利用水作介质进行导电的电极传感器,这种传感器的原理是只要把两电极接通就会有相应的信号传给主机,显示水位;另一种传感器是浮子式,这种传感器的原理就是利用电磁场开关干簧管,输出电信号。由于电极在水中导电不可避免地要电解电极,故电极式传感器的寿命一般长1—2年,电极加粗后寿命可达 3—4年。山东赛佳公司从事生产研究已多年,在传感器技术的研究上于 2000 年 3 月份终于研制成功谐振及硅压力两大系列水位传感器。这两个系列传感器由于没有采用导电和浮子式的投入式工作方式,传感器的工作环境大大改善,同时这样也从根本上解决了电极的电解和浮子的结垢问题。这两大系列传感器试制成功后,该公司并没有急于推向市场,而是为了保证传感器在工艺上尽善尽美,又进行了4 0多种方案的试验,而且在外界环境比较特殊的地区如高温、高寒、多雷等地区进行了小批试验。历经一年多的的实地观察,事实证明这两大系列的传感器在技术上稳定可靠, 在工艺上制作简单,安装维修方便。这两种传感器的研制成功,突破了太阳热水器水位控制在技术上的瓶颈,必将带来整个行业的一次革命。
进步源于竞争,在我国太阳能拥有广阔的市场,当然也有更大的竞争,各大商家为了使自己的产品在市场上立足并长远发展, 不断提高太阳能热水器的性能, 其中太阳能热水器控制器以其灵活、贴近客户成为商家竞争的热点。目前,各大商家纷纷提高太阳能热水器的智能化程度来满足消费者的需求。许多太阳能热水器的功能有:开机自检、温控上水、强制上水、水位预置、水质设置、水温指示、低水压上水、水位显示、防高温空晒、缺水报警、自动防溢流、缺水上水、手动上水、故障提示等许多贴近客户需求的功能。
目前太阳能控制器的控制器基本实现数字化,以单片机为控制核心的控制系统占领太阳能热水器的主要市场。在市场调查中发现,太阳能控制单片机的型号较多,其中应用最多的是51系列和PIC系列单片机。
太阳能热水器控制系统可以实现水位显示、水位控制、温度显示、防冻等多种功能,其中对水位的检测、控制、实现水位显示、自动上水、超限报警是太阳能热水器控制系统的核心。
第三节太阳能自动化水位控制整体结构介绍
、水温测量电路。这部分用于采集水位水温信号给PLC,是太阳能热水器控制器最关键的部位。
、水位、温度显示和键盘电路。这部分用于系统和人的信息交互。
。上水电磁阀、报警电路,是整个系统的执行部分。
第四节太阳能工艺流程图
通过理解太阳能热水器工艺结构示意图,我们不难完成此热水器的流程图,流程图如下:

开始
报警器报警
集热管是否有水流
自来水进入太阳能集热水箱
是否有阳光
摄入
是
否
否
是
循环泵启动
集热器加热
冷热水进入混合水箱
用户
图1-1 太阳能工艺流程图
热水器上电后,自来水进入太阳能集热箱,此时光辐射探测器检测是否有光摄入
,若有足够光强摄入,PLC控制器将检测集热管是否有水流,如果没有水流,则报警器报警。如果有水流,则循环泵启动,集热器开始加热,集热完毕后,将加热的热水与冷水一同进入混合水箱以提供合适的水温进行洗浴,最后,热水器将温水传送给用户使用。
第二章太阳能热水器控制器硬件选择
第一节系统设计要求
太阳能热水器的电路控制非常重要,好的智能控制仪表应该具备以下功能:
1、太阳能集热循环控制
白天太阳能循环泵不间断连续运行,夏季夜晚停泵,冬季温控循环防冻。
2、光辐射探测及循环水泵的控制
当光辐射探测器探测到太阳光时,将相应电信号(0~20mA)输入PLC控制器,控制器输出信号启动循环泵实现