【正文】 要用手觸摸，不要用手去弄引角； 焊接溫度： 260 度；焊接時(shí)間： 5s ； 表面有保護(hù)膜的產(chǎn)品 ,可以在使用前撕下來(lái)。 Q1綜合以上因素考慮，選用 CPU226。 CPU 226 具有 24個(gè)輸入點(diǎn)和 16個(gè)輸出點(diǎn)。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制。第 二，極豐富的指令集。 西門(mén)子 S7200 介紹 S7200 是一種小型的 可編程序控制器 ，適用于各行各業(yè)，各種場(chǎng)合中的檢測(cè)、監(jiān)測(cè)及控制的自動(dòng)化。 機(jī)器人控制 機(jī)器人作為工業(yè)過(guò)程自動(dòng)生 產(chǎn)線(xiàn)中的重要設(shè)備，已成為未來(lái)工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化的 3大支柱之一。 PLC 的運(yùn)動(dòng)控制功能廣泛地用于各種機(jī)械。隨著 PLC 性能價(jià)格比的不斷提高 ,一些過(guò)去使用專(zhuān)用計(jì)算機(jī)的場(chǎng)合 ,也轉(zhuǎn)向使用 PLC。后者配置靈活，裝載和維修方便，功能易于擴(kuò)展，其缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)也較高。 體積小、質(zhì)量小、功耗低。采用以上抗干擾措施后 ,一般 PLC 平均無(wú)故障時(shí)間高達(dá) 4萬(wàn)～ 5 萬(wàn) h。因此 ,它既可對(duì)開(kāi)關(guān)量進(jìn)行控制 ,也可對(duì)模擬量進(jìn)行控制 ,既可控制 1 臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械、 1 條生產(chǎn)線(xiàn) ,也可控制1個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。在系統(tǒng)軟件的指揮下，按程序流程順序地執(zhí)行，這種工作方式成為順序掃描方式。隨著集成電路和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在己誕生了第五代 PLC 產(chǎn)品。 18 第三章 太陽(yáng)能鍋爐測(cè)控系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 可編程控制器 PLC 的選擇 可編程控制器（ PragrammableLogicControlle） ,簡(jiǎn)稱(chēng) PLC，是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，是在 20 世紀(jì) 60 年代末面向工業(yè)環(huán)境由美國(guó)科學(xué)家首先研制成功的。 5. 加熱控制 根據(jù)需求端的實(shí)際用水情況，采用出水溫度控制的方式控制鍋爐的啟停。當(dāng)太陽(yáng)能集熱器水溫低于防凍警戒值時(shí)，防凍報(bào)警啟動(dòng)，報(bào)警蜂鳴器響和防凍報(bào)警燈亮，當(dāng)溫度高于警戒值或者報(bào)警復(fù)位后，報(bào)警蜂鳴器和防凍報(bào)警燈滅。 15 鍋爐輔助加熱系統(tǒng) 箱里的水溫度達(dá)到 60度時(shí)，則鍋爐不工作 ，當(dāng)保溫水箱的水溫低于 60 度，則燃?xì)忮仩t啟動(dòng)，開(kāi)始加熱，直到出水溫度達(dá)到 60度，另外，假如遇到斷電、系統(tǒng)故障、長(zhǎng)時(shí)間的嚴(yán)寒和陰霾天氣等，可直接關(guān)掉電磁閥 D電磁閥 D3，打開(kāi)電磁閥 D4，相當(dāng)于切除了太陽(yáng)能集熱器和保溫水箱，直接自來(lái)水?dāng)嘟o鍋爐直接供水，鍋爐獨(dú)立進(jìn)行加熱工作。輔助鍋爐系統(tǒng)由速熱式電加熱鍋爐和補(bǔ)水管道組成。 (3) 熱管傳熱，管內(nèi)不進(jìn)水，從根本上避免了平板集熱器及全玻璃真空管內(nèi)因結(jié) 水垢而引起水道堵塞不能運(yùn)行和管內(nèi)結(jié)垢影響輸出功率等問(wèn)題。為使熱管內(nèi)冷凝后的液體工質(zhì)流回蒸發(fā)段 ,熱管真空管工作時(shí)與地面的傾角應(yīng)大于 10176。 在間接系統(tǒng)中使用防凍傳熱工質(zhì)進(jìn)行防凍，傳熱工質(zhì)的凝固點(diǎn)應(yīng)低于系統(tǒng)使用期內(nèi)最低環(huán)境溫度、沸點(diǎn)應(yīng)高于集熱器的最高悶曬溫度。安裝簡(jiǎn)單 冬季熱性能佳 集熱性能受季節(jié)、環(huán)境影響較大，北方地區(qū)冬季熱性能明顯降低。一支管破損，全工程癱瘓 表 幾種典型太陽(yáng)熱水工程主要性能比較 項(xiàng)目 平板集熱器 全玻璃真空管集熱器 U 形管集熱器 熱管真空管集熱器 可 靠 性 因其投資較低和太陽(yáng)能利用率高，在太陽(yáng)熱水市場(chǎng)上占有相當(dāng)大的比重。 5)輔 助加熱系統(tǒng) 輔助鍋爐加熱可以使用燃?xì)?，燃煤，電加熱等方式，用于輔助太陽(yáng)能集熱器，為了滿(mǎn)足全天候持續(xù)供熱水的要求，保證系統(tǒng)供熱水的可靠和穩(wěn)定性以及用水舒適性。但是目前市場(chǎng)還有待規(guī)范，消費(fèi)群體還有待培育，技術(shù)還有尚須改進(jìn)，因而對(duì)于企業(yè)來(lái)說(shuō)還有較大的成長(zhǎng)空間。這三個(gè)方面我們已經(jīng)走在前面。 6 中國(guó)的太陽(yáng)能熱利用技最早是在 1970 年左右，其重點(diǎn)置于簡(jiǎn)單，價(jià)廉的 低溫 熱利用的適用技術(shù)，如 太陽(yáng)能溫室 ，太陽(yáng)灶，被動(dòng) 太陽(yáng)房 ，太陽(yáng)熱水器，和太陽(yáng) 干燥器 。閱讀本章內(nèi)容能讓我們了解設(shè)計(jì)本課題的價(jià)值和意義。 1975 年美國(guó)歐文斯伊利諾依公司發(fā)明了采用了高真空技術(shù)、全玻璃真空管太陽(yáng)集熱器并推向市場(chǎng)。因此，在太陽(yáng)鍋爐系統(tǒng)、測(cè)控系統(tǒng)方面，我國(guó)還應(yīng)投入更多的研究開(kāi)發(fā)，研制更加節(jié)能、更加便捷高效的熱水設(shè)備。原有的燃?xì)鉄崴骱碗姛崴麟m然加 熱速度比較快，但是所用的煤和氣都會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定的污染，而且會(huì)使室內(nèi)的空氣變得不清新，電熱水器的功率較大，對(duì)長(zhǎng)期使用的一般家庭來(lái)說(shuō)必定會(huì)帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)困難，是一筆相當(dāng)大的開(kāi)銷(xiāo)。 大型太陽(yáng)能鍋爐主要由集熱器組合、循環(huán)管道、水箱、輔助設(shè)施組成，其相對(duì)比普通太陽(yáng)能熱水器要復(fù)雜，要完成很多不同的控制過(guò)程，需要完成這一系列控制需要一個(gè)可靠智能的控制系統(tǒng)。 因此， 能源的節(jié)約和開(kāi)發(fā)可再生的新型能源能源已經(jīng)成為世界各國(guó)的當(dāng)務(wù)之急。 第二部分：太陽(yáng)能鍋爐測(cè)控系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)；包括系統(tǒng)的控制思路和手動(dòng)控制程序、上水程序、溫差循環(huán)程序、鍋爐輔助加熱程序、防凍程序、報(bào)警程序等程序流程圖。 關(guān)鍵詞： 太陽(yáng)能鍋爐； PLC S7200；測(cè)控儀 II Design Of Solar Energy Boiler Control Instrument Abstract This article aims to design a control system of solar hot water boiler based on PLC. Automation in the field of PLC technology is widely used in industry, measure and control system of the design adopts Siemens PLC S7200 CPU226 mount EM231 analog expansion module and EM222 digital quantity expansion module and LED display, sensor, control panel solar boiler, control and monitoring system for solar energy boiler to provide safe and reliable guarantee. This article has two important parts: The first part: the hardware design of solar energy boiler control system。在可再生能源中，太陽(yáng)能最為豐富，幾乎取之不盡、用之不竭，太陽(yáng)在每秒時(shí)間里輻射到地球表面的光的能量約為 17萬(wàn)億 kW。 PLC 是工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域最為廣泛應(yīng)用的 2 技術(shù)之一 ， 在各種各樣的控制系統(tǒng)中得到了普遍的應(yīng)用 ，它 具有穩(wěn)定可靠的性能，強(qiáng)大的功能和高效方便的硬件裝配接線(xiàn)和軟件編程調(diào)試方法，為太陽(yáng)能鍋爐溫度、水位等控制系統(tǒng)提供了有效可靠的保證。太陽(yáng)能熱水安全、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)，帶有輔助加熱功能的太能能鍋爐可在全年的任何時(shí)候使用，設(shè)計(jì)一個(gè)安全可靠的測(cè)控設(shè)備來(lái)幫助人們監(jiān)測(cè)控制太陽(yáng)能鍋爐，讓人們更加方便、更加安全地使用太陽(yáng)能鍋爐。 國(guó)外太陽(yáng)能鍋爐發(fā)展現(xiàn)狀幾前景 現(xiàn)狀：根據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)發(fā)布的數(shù)據(jù)， 20xx 年，全球新增太陽(yáng)能熱水器安裝量為1918 萬(wàn)平方米，包括無(wú)蓋板集熱器 90 萬(wàn)平方米、平板型太陽(yáng)能熱水器 513 萬(wàn)平方米，真空管太陽(yáng)能集熱器 1213 萬(wàn)平方米。普通平板式太陽(yáng)集熱器的熱損失比全玻璃真空管太陽(yáng)集熱器的熱損失比高兩個(gè)數(shù)量級(jí)，當(dāng)時(shí)，集熱管的選擇性吸收涂層的平場(chǎng)陽(yáng)光吸收率約為 83%，因而太陽(yáng)能熱利用技術(shù)水平大大的提升了。 5 第二章 太陽(yáng)能鍋爐的綜述 太陽(yáng)能鍋爐的介紹 太陽(yáng)能鍋爐是一種新興的鍋爐裝置，由太陽(yáng)能集熱器和鍋爐組成，太陽(yáng)能把生產(chǎn) 的熱水注入保溫水箱，并儲(chǔ)存起來(lái)，然后水箱和鍋爐的管道系統(tǒng)連接，水箱內(nèi)的熱水順利進(jìn)入鍋爐的管道系統(tǒng)，太陽(yáng)能本身能產(chǎn)生較高溫度的熱水，相當(dāng)于鍋爐需要加熱的熱媒水的起始溫度大大增高，鍋爐不需要滿(mǎn)負(fù)荷運(yùn)行就能把水加熱到額定溫度，這樣用起來(lái)十分節(jié)能。這類(lèi)技術(shù)在農(nóng)村得到推廣應(yīng)用，為緩解農(nóng)村能源短缺，改善農(nóng)村 生態(tài)環(huán)境 和農(nóng)民生活起了積極的作用，并收到了實(shí)效。形成配套的產(chǎn)業(yè)鏈。 太陽(yáng)能鍋爐的構(gòu)造組成 1）太陽(yáng)能集熱器 在太陽(yáng)能的熱利用中，關(guān)鍵是將太陽(yáng)的輻射能轉(zhuǎn)換為熱能。綜合考慮選用 8 噸的電加熱鍋爐為本設(shè)計(jì)的輔助加熱系統(tǒng)。 3. U 型管真空管集熱器太陽(yáng)能熱水系統(tǒng) U型管 真空管集熱器替代全玻璃真空管集熱器在工程中應(yīng)用，解決了系統(tǒng)承壓運(yùn)行等多種問(wèn)題，但因系統(tǒng)阻力大，熱性能不理想及安裝維護(hù)等因素，使用較少。不適合北方 全年使用 集熱板密封隱患大 多云天氣性能佳 維護(hù)方便 12 冬季系統(tǒng)低溫探點(diǎn)達(dá)到設(shè)定警戒值時(shí) ,溫 控電磁閥開(kāi)啟，系統(tǒng)室外部分的水被排放或回流至儲(chǔ)熱水箱內(nèi)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)防凍 [4]。傾角為20176。 (4) 高性能選擇性吸收鍍層及真空保溫技術(shù)，保證在多云天氣及相對(duì)溫度大的地 區(qū)仍有較高的熱效率，所以冬天性能尤為突出。供熱水系統(tǒng)搭配混水器負(fù)責(zé)為用戶(hù)提供全天候的可持續(xù)熱水供應(yīng)。 集熱器的冬季防護(hù) 冬季溫度過(guò)低，容易引起玻璃等設(shè)備結(jié)凍損壞，所以特設(shè)冬季防凍保護(hù)。 系統(tǒng)要求 根據(jù)人們對(duì)熱 水器的使用習(xí)慣和人性化設(shè)計(jì)要求 , 設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)具有以下功能： 16 。當(dāng)白天太陽(yáng)輻射不足，儲(chǔ)水箱溫度達(dá)不到設(shè)定值時(shí)，控制器自動(dòng)啟動(dòng)鍋爐加熱，否則加熱停止。它采用可編程序的存儲(chǔ)器，其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。 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(guò)程中的某個(gè)掃描過(guò)程開(kāi)始，順序掃描后又回到該過(guò)程成為一個(gè)掃描周期。 PLC 還具有通訊聯(lián)絡(luò)功能，與上位計(jì)算機(jī)構(gòu)成 分布式控制系統(tǒng) ,實(shí)現(xiàn)遙控功能。 編程方法簡(jiǎn)單 ,容易掌握 PLC 配備有易于接受和掌握的梯形圖語(yǔ)言。由于 PLC 是將微電子技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)控制設(shè)備的新型產(chǎn)品 ,因而結(jié)構(gòu)緊湊 ,堅(jiān)固 ,體積小 ,質(zhì)量小 ,功耗低 ,而且具有很好的抗震性和適應(yīng)環(huán)境溫度、濕度變化的能力。一般大、中型 PLC 都采用這種結(jié)構(gòu)，如日本三菱公司的 AN 系列。 PLC 的應(yīng)用范圍在不斷擴(kuò)大 ,可歸納為如下幾個(gè)方面。例如 :金屬切削機(jī)床、金屬成型機(jī)械、配裝機(jī)械、機(jī)器人和電梯等。現(xiàn)在許多機(jī)器人制造公司，選用 PLC 作為機(jī)器人控制器來(lái)控制各種機(jī)械動(dòng)作。 S7200 系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。第三，易于掌握。應(yīng)用領(lǐng)域極為廣泛，覆蓋所有與自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)化控制有關(guān)的工業(yè)及民用領(lǐng)域，包括各種機(jī)床、機(jī)械、電力設(shè)施、民用設(shè)施、環(huán)境保護(hù)設(shè)備等等。中斷輸入允許以極快的速度對(duì)過(guò)程信號(hào)的上升沿作出響應(yīng)。 表 S7200 系列 PLC 中 CPU22X 的基本單元 型 號(hào) 輸入點(diǎn)數(shù)量 輸出點(diǎn)數(shù)量 可擴(kuò)展模塊數(shù) 25 S7200CPU22 6 4 0 S7200CPU222 8 6 2 個(gè)擴(kuò)展 模塊 S7200CPU224 14 10 7 個(gè)擴(kuò)展模塊 S7200CPU224XP 24 16 7 個(gè)擴(kuò)展模塊 S7200CPU226 24 16 7 個(gè)擴(kuò)展模塊 EM231 模擬量輸入模塊 EM231 模擬量輸入模塊的功能是把模擬量輸入信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，可以連接 4個(gè)模擬量回路的輸入信號(hào)，輸入的模擬信號(hào)經(jīng)過(guò)其內(nèi)置的模數(shù)轉(zhuǎn)換后直接將轉(zhuǎn)換所得的數(shù)字量直接送入 PLC 內(nèi)部的模擬量輸入寄存器 AIW 中。 Q2 LED 數(shù)碼管在電子儀器中常用來(lái)顯示數(shù)字，符號(hào)，顯示清晰，亮度高，價(jià)格便宜，廣泛低應(yīng)用在各種控制系統(tǒng)中。發(fā)光二極管的陽(yáng)極連接到一起連接到電源正極的稱(chēng)為共陽(yáng)數(shù)碼管，發(fā)光二極管的陰極連接到一起連接到電源負(fù)極的稱(chēng)為共陰數(shù)碼管。 PA0~PA7,PC0~PC7 為單片機(jī)的 I/O口，驅(qū)動(dòng)兩個(gè) 4 位的共陽(yáng)極數(shù)碼管。溫度誤差可以在電路上或軟件上采取補(bǔ)償措施，不同的補(bǔ)償方法，其整體溫度系數(shù)差異較大，但仍與元件本身的溫度特性有關(guān)，一般將敏感元件和電路的溫度系數(shù)合在一起考慮。；產(chǎn)品應(yīng)用：中央空調(diào)機(jī)組供熱 /制冷管道測(cè)溫和控制，冰箱冰柜、軸瓦、缸體，油管，水管，汽管，紡機(jī)，平面設(shè)備，空調(diào)，熱水器，體溫計(jì)等狹小空間工業(yè)設(shè)備測(cè)溫和控制，中央空調(diào)分戶(hù)熱能計(jì)量和工業(yè)領(lǐng)域測(cè)溫控制，大氣環(huán)境監(jiān)測(cè)、工業(yè)過(guò)程控制、測(cè)量?jī)x表等。 傳感器系統(tǒng)采用了 3個(gè) PT100 溫度傳感器，分別安裝在集熱管、保溫水箱、鍋爐處；水位傳感器采用浮球式液位傳感器。 報(bào)警器用于提醒我們異常情況，及時(shí)能處理異常。 超聲波液位傳感器從換能器發(fā)射出一系列超聲波脈沖 ,每一個(gè)脈沖由液面反射產(chǎn)生一個(gè)回波并被換能器接收，并采用濾波技術(shù)區(qū)分來(lái)自液面的真實(shí)回波及由聲電噪聲和運(yùn)動(dòng)的攪拌器葉片產(chǎn)生的虛假回波，脈沖傳播到被測(cè)物并返回的時(shí)間經(jīng)溫度補(bǔ)償后轉(zhuǎn)換成距離。若污染嚴(yán)重，基點(diǎn)漂移量過(guò)大，又不能再生，只能將傳感器作報(bào)廢處理 一、溫度傳感器 溫度傳感器選用 PT1000 高溫型鉑電阻溫度傳感器， 分別置于太陽(yáng)能熱水箱，集熱