【正文】 的使用壽命，應(yīng)定期進行維護和檢修。在計算機控制系統(tǒng)中，每個控制對象或控制任務(wù)都要有相應(yīng)的控制程序，用這些控制程序來完成對象的不同要求，這種程序通常稱為應(yīng)用程序。如果水箱內(nèi)的水溫低于設(shè)定值，則進行加熱?？刂葡到y(tǒng)的程序設(shè)計，主程序的編制及各功能子程序的編制以及程序的調(diào)試。致 謝四年的理論學(xué)習(xí)，使我掌握了基本的專業(yè)知識和學(xué)習(xí)方法。在此我要向尊敬的吳老師表示深深的謝意!最后，感謝全體電氣信息工程學(xué)院的老師及同學(xué)給予我的關(guān)心和幫助。在設(shè)計過程中得到了來自方方面面的關(guān)懷與指導(dǎo)。與國外相比，我國的太陽能熱水器自動控制系統(tǒng)卻一直處于研究和開發(fā)階段，尤其是與太陽能熱水系統(tǒng)匹配的控制系統(tǒng)。 設(shè)計控制系統(tǒng)的梯形圖程序程序設(shè)計：用流程圖表達出各控制對象的動作順序，相互間的制約關(guān)系。根據(jù)水箱內(nèi)的水位和水溫進行PID調(diào)節(jié)。系統(tǒng)軟件一般由計算機生產(chǎn)商或各種軟件公司提供，帶有一定的通用性，用不著自己編寫。對于電源線來的干擾，PLC本身具有足夠的抵制能力，也可以安裝一個變比為1:1的隔離變壓器，以減少設(shè)備與地之間的干擾。3) 選擇自動開關(guān)QA為總電源的開關(guān)，即可完成主回路的短路保護，又起到隔離三相交流電源的作用，使使用和維護更加方便。傳感器的選型通過各種高性能傳感器對氣候環(huán)境進行測量及數(shù)據(jù)采集，并將測量結(jié)果通過接口送至PLC中，PLC根據(jù)控制要求對整個太陽能熱水器進行綜合控制。2）補給水箱補給水箱是供給冷水的水箱。目前循環(huán)水箱以容積分為500升和1000升二種，外形均為方形。發(fā)光指示燈的選擇指示燈選用兩色二極管指示燈，當(dāng)機器運行時，指示燈顯示綠色，機器通電不運行時，指示燈顯示紅色，要求指示燈質(zhì)量可靠，根據(jù)要求，選用TLL0501－HMC型指示燈。接線端均有防護罩覆蓋，使用安全可靠。自動總停手動上水手動加熱消音按鈕液位檢測開關(guān)溫度開關(guān)（常閉）溫度開關(guān)（常開）自動總開自動/手動選擇除塵閥報警器供水閥排水閥繼電器除塵電機PLC24點輸入 16點輸出模擬量輸入模塊EM235溫度變送器PT100溫度傳感器圖22系統(tǒng)控制框圖電機類型的選擇對于連續(xù)運行，負(fù)載平穩(wěn)，對起動制動沒有特殊要求的生產(chǎn)機械，應(yīng)優(yōu)先采用普通鼠籠異步電動機，它廣泛用于各種機床、水泵和風(fēng)機等。由此可見，即使沒有日照我們照樣可以洗上熱水澡。 系統(tǒng)水溫控制原理框圖T3系統(tǒng)控制原理框圖如下圖21所示?？蓪崿F(xiàn)手動/自動控制切換。水箱液位控制功能。定時控制器在斷電時正常計時，故采用其作為PLC的電源控制。PLC的典型的循環(huán)順序掃描工作過程如圖12所示。因此,PLC很容易裝入機械設(shè)備內(nèi)部,是實現(xiàn)機電一體化較理想的控制設(shè)備。該語言編程元件的符號和表達方式與繼電器控制電路原理圖相當(dāng)接近。大多數(shù)用戶都將可靠性作為選擇控制裝置的首要條件。其主要特點有：通用性強,使用方便。這類產(chǎn)品具有穩(wěn)定可靠、價格便宜、功能齊全、體積小、應(yīng)用靈活方便、工程周期短、操作維護方便、應(yīng)用領(lǐng)域廣闊等優(yōu)點。在一定范圍內(nèi)，當(dāng)主管管徑不變時，加大支管管徑，不僅沿程阻力迅速減小，而且局部阻力也將跟著減小。吸熱管內(nèi)的水吸熱后溫度升高，比重減小而上升，形成一個向上的動力，構(gòu)成一個熱虹吸系統(tǒng)。當(dāng)集熱器吸收太陽輻射能后，集熱器內(nèi)溫度上升，水溫也隨之升高。因此，熱水出水管位置愈高，其熱水排放溫度亦愈高；為此，采用定溫自動放水時，它的熱水出水口位置較高。1）循環(huán)水箱它的作用是保持最高水位平面，同時讓水中空氣由此處排出，避免帶入管道系統(tǒng)，以致造成氣阻損失。如果在金屬片內(nèi)有流體，流體把熱量不斷帶走，為了達到平衡溫度，金屬片便要不斷吸收太陽的輻射能。在隨后的十幾年里，平板集熱器型太陽熱水器的推廣應(yīng)用在一些國家得到了較快的發(fā)展。如淋浴的水溫在350C～400C之間，超過600C就會感到太熱。太陽能熱水器是太陽能熱利用中商業(yè)化程度最高 、應(yīng)用最普遍的技術(shù) 。在太陽能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展中，太陽能熱水器的熱利用轉(zhuǎn)換技術(shù)無疑是最為成熟的，其產(chǎn)業(yè)化進程也較光伏電池、太陽能發(fā)電等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)先一步。因此，研究和開發(fā)先進的太陽能熱水器控制系統(tǒng)變得越來越重要?；疽螅捍_定系統(tǒng)的各種工序，繪制系統(tǒng)的工藝流程圖。本設(shè)計進行了系統(tǒng)的I/O分配和PLC選型，根據(jù)要求繪制出了控制系統(tǒng)電氣原理圖和接線圖等。在此基礎(chǔ)上設(shè)計出了全玻璃真空管式太陽能熱水器控制系統(tǒng)。通過改進或完善已有太陽能熱水器控制系統(tǒng)的不足，設(shè)計開發(fā)新型太陽能熱水控制系統(tǒng)——基于PLC的太陽能熱水器控制系統(tǒng)。 這種裝置結(jié)構(gòu)簡單、使用方便、不用專人管理，故已在全國推廣使用。在隨后的十幾年內(nèi)，全玻璃真空管太陽能熱水器性能通過完善、提高，并逐步降低成本，因而得到了快速發(fā)展，到上世紀(jì)90年代，這種新型太陽能熱水器已成為推廣應(yīng)用的主流產(chǎn)品。但要熱水器運行起來，還得配置適當(dāng)?shù)墓艿?，將集熱器與水箱有機的連接起來，才能形成一個完整的循環(huán)系統(tǒng)。2）補給水箱補給水箱是供給冷水的水箱。一般人工放水一天中 1～2次。這樣不斷對流循環(huán)，水溫逐漸提高，直到集熱器吸收的熱量與散失的熱量相平衡時，水溫不再升高。家用太陽能熱水器通常按自然循環(huán)方式工作，沒有外在的動力，設(shè)計良好的系統(tǒng)只要有5℃～6℃以上的溫差就可以循環(huán)很好。 可編程控制器概述可編程控制器（PragrammableLogicController）簡稱 PLC，它是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計。數(shù)臺PLC與1臺PC機相連，PC機完成編程和在運行中作為人機界面（80年代后期）。功能性強,適應(yīng)面廣。PLC的輸入、輸出電路一般用光電耦合器來傳遞信號 ,使外部電路與CPU之間無電路聯(lián)系 ,有效地抑制了外部干擾源對PLC的影響,同時,還可以防止外部高電壓竄入CPU模塊濾波是抗干擾的另一主要措施,在PLC的電源電路和 I/O模塊中,設(shè)置了多種濾波電路,對高頻干擾信號有良好的抑制作用。PLC的用戶程序大都可以在實驗室模擬調(diào)試,調(diào)試好后再將PLC控制系統(tǒng)安裝到生產(chǎn)現(xiàn)場,進行聯(lián)機統(tǒng)調(diào)。開始自診斷有故障？Y停機出錯顯示N與編程器進行信息交換是否有網(wǎng)絡(luò)Y與網(wǎng)絡(luò)進行信息交換采集現(xiàn)場信號執(zhí)行用戶程序輸出處理超時？Y停機出錯顯示NN圖12 PLC循環(huán)順序掃描工作流程圖PLC采用循環(huán)（巡回）掃描工作方式，而大、中型PLC還增加了中斷工作方式。從掃描過程中的某個掃描過程開始，順序掃描后又回到該過程成為一個掃描周期。工作時段為6～18 h。水箱采用加厚聚脂發(fā)泡保溫。 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計方案根據(jù)控制系統(tǒng)要求，首先確定PLC的控制規(guī)模，估算出所需要的I/O點數(shù) (數(shù)字輸入/輸出量、模擬輸入/輸出量) ,再增加10%～20%的備用量，以便隨時增加控制功能，保證系統(tǒng)投入運行后能夠替換個別故障點或彌補遺漏的點數(shù)。當(dāng)溫度加熱到大于370C時電熱器D斷開，如此反復(fù)循環(huán)保證了溫度的穩(wěn)定?？紤]到該PLC所需的輸入、輸出點數(shù)及類型，選用西門子S7200系列可編程控制器作為該系統(tǒng)的核心，它含有24個輸入點和16個輸出點足夠設(shè)計所用。電壓為220V。熱繼電器的選擇本系統(tǒng)所用的熱繼電器為正泰公司生產(chǎn)的NR4(JRS2)系列，NR4(JRS2)系列熱過載繼電器適用于交流50Hz/60Hz、額定電壓690V、1000V。水箱是熱水器重要組成部分。循環(huán)水箱的上部均裝有漲水管及透氣孔，其位置稍高于水位。這樣做的優(yōu)點是可使冷水和熱水隔開，保持循環(huán)水箱中的熱水水溫穩(wěn)定。一般的溫度傳感器基點漂移較其它的氣象傳感器都要顯著，熱敏電阻屬于吸附元件，在測量過程中必然會受到污染，由污染引起的測量基點漂移，只能用重新檢定的方法加以修正解決。圖23 電氣控制主電路圖PLC控制電路的設(shè)計根據(jù)系統(tǒng)的控制要求、系統(tǒng)的總體設(shè)計及系統(tǒng)所選的元器件，設(shè)計出系統(tǒng)的控制原理圖及PLC外部接線圖，如圖24所示太陽能熱水器系統(tǒng)PLC I/O控制原理電路圖。注意電源電壓、環(huán)境指標(biāo)、I/0參數(shù)、安裝情況及備份電池等情況的檢查與維護，確保PLC正確穩(wěn)定的運行。本設(shè)計主要根據(jù)太陽能熱水器的各種輸入輸出狀態(tài)來編制PLC的梯形圖程序。如果水位過高或者水溫過高，則系統(tǒng)發(fā)出報警信號。其他輔助程序的設(shè)計，如故障應(yīng)急程序等。然而，理論離不開實踐，畢業(yè)設(shè)計正是專業(yè)教學(xué)的最后一個環(huán)節(jié)。由于本人能力有限，在設(shè)計過程