【正文】 上水 狀態(tài) 上水處理 停止 加水 加滿 定時(shí)上水 時(shí)間 定時(shí)上水狀態(tài) 溫度 設(shè)定 設(shè)定時(shí)間 定時(shí)結(jié)束 溫 度 設(shè)定 狀態(tài) 設(shè)定溫度 設(shè)定結(jié)束 循環(huán) 循環(huán)狀態(tài) 循環(huán)結(jié)束 20 使能模塊 使能模塊 用來(lái)對(duì)數(shù)字鍵進(jìn)行控制 ,當(dāng)定時(shí)上水功能鍵或加熱功能鍵沒(méi)有按下時(shí) ,按下任何數(shù)字鍵 都是無(wú)效的 ,只有當(dāng)相應(yīng)的功能鍵按下時(shí)，控制信號(hào)到來(lái)時(shí)，數(shù)字鍵才能起作用 ,有效的避免了錯(cuò)誤操作。 其工作原理如下： 控制器處于上電后，當(dāng)控制信號(hào)無(wú)效時(shí)，不進(jìn)行任何操作。出于這種考慮，本設(shè)計(jì)進(jìn)行 LED 動(dòng)態(tài)顯示掃描的設(shè)計(jì)?？刂菩盘?hào)由主控電路產(chǎn)生。 二、 A/D 轉(zhuǎn)換電路的選擇 MC14433 是美國(guó)摩托羅拉公司生產(chǎn)的主要用于數(shù)字電壓表和數(shù)字面板表的一種 3位半的 A/D 變換器，其引腳號(hào)、符號(hào)與功能表見(jiàn)表 。 LE 為鎖存允許端， 當(dāng) LE 為高電平時(shí)， Q 隨數(shù)據(jù)輸入 D 的變化而改變。這樣通過(guò)控制共陰極接法的數(shù)碼管的陽(yáng)極電平和共陽(yáng)極接法的陰極電平，即可點(diǎn)亮相應(yīng)的段，顯示數(shù)字。 通過(guò)對(duì)比我們選擇使用干簧管液位傳感器。這種傳 感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，可以輸出 4~20mA 信號(hào)，應(yīng)用面較廣。由于在測(cè)量的過(guò)程中，電介常數(shù) 必須恒定，因此在測(cè)量過(guò)程中，被測(cè)物質(zhì)不能變化。只要知道液位計(jì)安裝的位置與液體底部的直線長(zhǎng)度，就可求得液位的深度了。當(dāng)由波導(dǎo)絲產(chǎn)生的磁場(chǎng)和永久磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)相遇時(shí)，在場(chǎng)力的作用下使得磁性波導(dǎo)絲產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)，這時(shí)波導(dǎo)絲產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)波脈沖。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，高精度擴(kuò)散硅電橋應(yīng)用于這類(lèi)液位計(jì)，使得這類(lèi)液位計(jì)越來(lái)越準(zhǔn)確。用金屬做成的熱敏電阻電阻溫度系數(shù)要大而且穩(wěn)定，電阻值與溫度之間應(yīng)具有良好的線性關(guān)系、反應(yīng)速度快、價(jià)格也比較便宜。常見(jiàn)的模擬溫度傳感器有 LM391 LM33 LM4 AD22103電壓輸出型、 AD590 電流輸出型等。熱電偶靈敏度低，而且需要冷端補(bǔ)償，所以不適合在本系統(tǒng)中應(yīng)用。按鍵模塊用來(lái)進(jìn)行自動(dòng)上水時(shí)間點(diǎn)的設(shè)定，加熱溫度設(shè)定， 以及上水量的設(shè)定， 還設(shè)置有手動(dòng)上水開(kāi)關(guān)，滿足特殊需要。在循環(huán)水泵的作用下熱水進(jìn)入太陽(yáng)能蓄水箱，冷水進(jìn)入太陽(yáng)能集熱器。用戶可以根據(jù)實(shí)際需要定量上水。通過(guò) LED 顯示屏用戶可以了解系統(tǒng)地實(shí)時(shí)工作狀態(tài)，即水溫多少、水位多高等。太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)是由太陽(yáng)能熱水器和太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)組成。對(duì)于家庭用戶來(lái)說(shuō)，一天熱水的使用量相差不會(huì)很大，若使用時(shí)隨時(shí)補(bǔ)水，混水后又需要電輔熱進(jìn)行加 。當(dāng)由于天氣或氣候原因而光強(qiáng)不足時(shí)，太陽(yáng)能熱水器就會(huì)溫度達(dá)不到洗浴要求，給熱水器熱水器用戶帶來(lái)不便。以中國(guó)為例，據(jù)太陽(yáng)能協(xié)會(huì)公布的數(shù)據(jù)表明，全國(guó)太陽(yáng)能的生產(chǎn)量以每年 30%的速度增長(zhǎng)， 2020 年，我國(guó)太陽(yáng)能熱水器的生產(chǎn)量占全世界生產(chǎn)量的 50%，產(chǎn)品保有量占世界總量的 70%。 2020 年到 2020 年太陽(yáng)能熱水器產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。太陽(yáng)能作為安全清潔的主導(dǎo)能源將受到更加的重視，我國(guó)今年兩會(huì)的三大主題之一是新興產(chǎn)業(yè)投資，其中節(jié)能環(huán)保和新能源占據(jù)了重要地位，受?chē)?guó)家節(jié)能政策的利好影響所致，“十二五”規(guī)劃 50 個(gè)億的補(bǔ)貼政策支持以太陽(yáng)能為主的新能源。在太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，最成熟的莫過(guò)于太陽(yáng)能熱水器的熱利用轉(zhuǎn)換技術(shù)了。為了做好太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用推廣工作，海南省、浙江省、上海市等大中城市相繼出臺(tái)新規(guī)，要求新建建筑太陽(yáng)能熱水系統(tǒng)建筑應(yīng)用工程與建筑主體工程須同步規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收、交付使用，醫(yī)院住院部、住宅、公寓、酒店、賓館、度 假村、養(yǎng)老院、福利院及其他需要長(zhǎng)期使用熱水的建筑。當(dāng)然 ,太陽(yáng)能熱水器的快速發(fā)展離不開(kāi)一系列的環(huán)境因素。 Automatic water control。對(duì)于家庭用戶來(lái)說(shuō)，一天熱水的使用量相差不會(huì)很大，若使用時(shí)隨時(shí)補(bǔ)水，混水后又需要電輔熱進(jìn)行加 。當(dāng)由于天氣或氣候原因而光強(qiáng)不足時(shí)，太陽(yáng)能熱水器就會(huì)溫度達(dá)不到洗浴要求，給熱水器熱水器用戶帶來(lái)不便。主要存 在的問(wèn)題有以下兩個(gè)方面： (1）不具備溫度控制功能。這種方案容易造成用戶在使用過(guò)程中水位下降進(jìn)行補(bǔ)水，出現(xiàn)混水問(wèn)題。 Water level sensor?？梢哉f(shuō)，太陽(yáng)能熱水器的快速發(fā)展己經(jīng)使它成為中國(guó)可再生能源市場(chǎng)上需求量最大的產(chǎn)品之一。在國(guó)家節(jié)能目標(biāo)的要求下，江蘇、山東、河南、廣州、深圳、武漢、云南、北京、河北等地也紛紛出臺(tái)規(guī)定，12 層以下建筑要求必須安裝太陽(yáng)能。太陽(yáng)能取之不盡、用之不竭并且清潔、安全，自然成為大眾關(guān)注重點(diǎn)。在我國(guó)，煤在一次能源中所占的比重約為 %，高效地利用煤的技術(shù)難度是很大的，并且煤在使用過(guò)程會(huì)給人類(lèi)的生存環(huán)境帶來(lái)嚴(yán)重的污染。太陽(yáng)能熱水器發(fā)展至今，產(chǎn)品類(lèi)型主要有真空管型、平板型和悶曬型 3 大類(lèi)型技術(shù)板塊。 太陽(yáng)能熱水器及其控制系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀 隨著全球能源供應(yīng)的日趨緊張，以清潔、環(huán)保節(jié)能著稱的太陽(yáng)能受到各國(guó)和各級(jí)政府的高度重視。主要存在的問(wèn)題有以下兩個(gè)方面： (1）不具備溫度控制功能。這種方案容易造成用戶在使用過(guò)程中水位下降進(jìn)行補(bǔ)水，出現(xiàn)混水問(wèn)題。隨著熱水的不斷上移并儲(chǔ)存在儲(chǔ)水箱上部，同時(shí)通過(guò)下循環(huán)管不斷補(bǔ)充溫度較低的水，如此循環(huán)往復(fù)，最終整箱水都升高至一定的溫度。還可以讓用戶手動(dòng)控制，進(jìn)行定時(shí)等操作，滿足用戶的 特殊要求。手動(dòng)上水設(shè)置有手動(dòng)上水按鍵，滿足特殊情況的需要。在控制電路模塊將對(duì)兩者溫度進(jìn)行比較，當(dāng)兩者的溫度差值達(dá)到預(yù)先給定的設(shè)定值時(shí)，控 制器發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)，啟動(dòng)循環(huán)水泵一段時(shí)間。顯示模塊主要是溫度，水位，時(shí)間顯示。溫差電勢(shì)是指同一導(dǎo)體或半導(dǎo)體在溫度不同的兩端產(chǎn)生的電勢(shì)，此電勢(shì)只與導(dǎo)體或半導(dǎo)體的性質(zhì)和兩端的溫度有關(guān)，而與導(dǎo)體的長(zhǎng)度、截面大小、沿其長(zhǎng)度方向的溫度分布無(wú)關(guān)。集成模擬溫度傳感器與熱電偶和鉑傳感器相比，具有靈敏度高、線性度好、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，而且實(shí)際尺寸小、使用方便。 依據(jù)熱敏電阻導(dǎo)體的電阻值隨溫度變化而改變，通過(guò)測(cè)量其阻值可以推算出被測(cè)物體的溫度，利用此原理做成的傳感器就是電阻溫度傳感器，這種傳感器主要用于 200— 500℃溫度范圍內(nèi) 的溫度測(cè)量。 r^s 為液體的密度；為液體上方空氣的密度； H 為液位高度值； g 為重力加速度 /(m/s2)。浮球內(nèi)部有一些永久磁鐵。往返距離的一半就是液位計(jì)到達(dá)液面的距離。電容式液位計(jì)比較常見(jiàn)的應(yīng)用是：測(cè)量桶裝液體的液位高度。而由于不同點(diǎn)的分壓不同，各個(gè)液位值對(duì)應(yīng)的電壓不同，根據(jù)所測(cè)得的電壓，就能得到對(duì)應(yīng)的液位值。由于電阻值相等，于是產(chǎn)生線性的電壓分壓，通過(guò)電壓值即可確定相應(yīng)的液位值。共陰極極接法 LED 數(shù)碼管的七個(gè)發(fā)光二極管的陰極都接地，當(dāng)某個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極電壓為高電平時(shí)，二極管即點(diǎn)亮；而共陽(yáng)極接法 LED 數(shù)碼管的七個(gè)發(fā)光二極管的陽(yáng)極都接至高電平，當(dāng)某個(gè)二極管的陰極電壓為低電平時(shí)，二極管即點(diǎn)亮。當(dāng) OE 為高電平時(shí)， Q0Q7 輸出呈高阻態(tài)，不能用于驅(qū)動(dòng)總線。使電壓指示為 0,然后再將二極管置于 100 攝氏度的環(huán)境中 ,調(diào)節(jié) RP2 使電壓表指示為 10V,溫度每變化 1 攝氏度 ,電壓變化 。 當(dāng)控制信號(hào)為低電平，或者進(jìn)水管路中無(wú)水時(shí)，三極管不能導(dǎo)通，繼電器和電磁 閥停止運(yùn)行，不進(jìn)行上水操作。這個(gè)亦可以通過(guò)選擇電路來(lái)實(shí)現(xiàn)，但可編程邏輯器件，可以很方便的在內(nèi)部構(gòu)建硬件電路，并且可以節(jié)約成本。 19 第二章 系統(tǒng) 程序設(shè)計(jì) 第一節(jié) 設(shè)計(jì)思路 與流程圖 系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)如下圖所示 N N N N Y Y Y Y N N Y N N Y Y Y 從 程序流程圖可以看出，本系統(tǒng)上電后先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，然后用戶對(duì)定時(shí)上水時(shí)間、溫度、循環(huán)等初始量進(jìn)行設(shè)置。 程序采用模塊化處理，下面介紹一下主要模塊及其功能。 時(shí)間比較模塊 時(shí)間比較模塊用于定時(shí)時(shí)間與時(shí)鐘時(shí)間比較，進(jìn)行定時(shí)上水的定時(shí)操作。上水控制模塊的工作流程圖如圖 所示。本設(shè)計(jì)應(yīng)用自動(dòng)水循環(huán)設(shè)計(jì)，有效利用太陽(yáng)能節(jié)約資源，當(dāng)太陽(yáng)能不足時(shí)，開(kāi)啟智能輔熱系統(tǒng)，保證熱水供應(yīng)。在智能化設(shè)計(jì)方面，本設(shè)計(jì)將模糊控制理論應(yīng)用在智能加熱模塊，模糊控制地引入不僅提高了系統(tǒng)的智能化，還極大得改善系統(tǒng)性能。而隨著低碳理念不斷深入人心，環(huán)保型建筑必然會(huì)受到大眾的青睞。下面我對(duì)設(shè)計(jì)工作進(jìn)行一個(gè)總結(jié)： （ 1）用可編程邏輯器件實(shí)現(xiàn)了主控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 本 系統(tǒng) 的重點(diǎn)是對(duì)太陽(yáng)能熱水器的智能控制系統(tǒng) 用水位傳感 網(wǎng)進(jìn)行 設(shè)計(jì)與研究。動(dòng)態(tài)掃描子程序通過(guò)為選信號(hào)的控制，向各位數(shù)碼管送出相應(yīng)的 字形碼。 水位編碼模塊 水位編碼模塊 用來(lái)對(duì)輸入水位信號(hào)轉(zhuǎn)化為 BCD 碼形式，方便顯示電路進(jìn)行顯示。然后進(jìn)行定時(shí)上水判斷，若處于定時(shí)上水狀態(tài)，則進(jìn)行上水處理直到水滿，若不處在定時(shí)上水時(shí)間，進(jìn)行是否設(shè)定時(shí)間的判斷。 當(dāng)控制信號(hào)高電平到來(lái)時(shí)并且水管路中有水，三極管基極為高電平，發(fā)射極為低電平，三極管飽和導(dǎo)通，繼電器通電吸合，其常開(kāi)觸頭接通，開(kāi)通水