【正文】 ........................................................... 11 可編程序控制器的工作原理 .................................................................................. 11 可編程控制器的的特點(diǎn) .........................................................................................12 PLC的分類 ...........................................................................................................13 可編程控制器應(yīng)用領(lǐng)域 .........................................................................................14 第三章 熱水器控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案 .............................................................. 16 系統(tǒng) 硬件的 設(shè)計(jì)方案 .................................................................................................16 PLC的選型 ...........................................................................................................16 PLC硬件控制框圖 .................................................................................................17 各單元功能作用介紹 .............................................................................................17 PLC的端口分配 ....................................................................................................21 系統(tǒng)電路的設(shè)計(jì) ....................................................................................................22 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案 .....................................................................................................24 軟件組成 ..............................................................................................................25 系統(tǒng)控制流程圖 ....................................................................................................25 設(shè)計(jì) PLC控制原理（梯形圖程序） .......................................................................30 第四章 可編程控制器（ PLC）的安裝、維護(hù)和檢修 ................................... 31 PLC 的安裝 ..................................................................................................................31 PLC 系統(tǒng)的電源接線 ..................................................................................................31 接地 .............................................................................................................................32 輸入接線 .....................................................................................................................32 輸出接線 .....................................................................................................................32 PLC 的維護(hù)和檢修 ......................................................................................................33 第五章 結(jié) 論 ................................................................................................. 34 參考文獻(xiàn) .......................................................................................................... 34 致 謝 .......................................................................................................... 35 附錄Ⅰ 梯形圖 ................................................................................................. 37 附錄 Ⅱ 指令表 ................................................................................................. 40 1 第一章 緒 論 本課題研究的目的、意義 用太陽(yáng)能解決我國(guó)家庭熱水是最有希望的、最有效可行的途徑。 關(guān)鍵詞 : PLC；太陽(yáng)能；自動(dòng)控制系統(tǒng)；熱水器 II Design of Solar Water Heater Automatic Control System Based on PLC Abstract Application of PLC in solar water heater automatic control system is researched in this paper. The content of this paper on the process of system hardware constitution and the system software design is emphasized . And the key of PLC design that is to satisfy the basic control function is pointed out , meanwhile maintenance convenience and system extension are also considerated. The content of this paper is divided into four parts. In the first part, the procedure of the system is established, and then the treatment flow chart is drawed out。通過(guò)改進(jìn)或完善已有太陽(yáng)能熱水器控制系統(tǒng)的不足，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新型太陽(yáng)能熱水控制系統(tǒng) —基于 PLC 的太陽(yáng)能熱水器自動(dòng)控制系統(tǒng)。在全玻璃真空管太陽(yáng)能熱水器的基礎(chǔ)， 為進(jìn)一步提高效率，提高性能，德國(guó)研制出熱管式真空管太陽(yáng)熱水器，一些國(guó)家研制出了一些高質(zhì)量的太陽(yáng)熱水器專用零部件，另一些國(guó)家為優(yōu)化設(shè)計(jì)專門開(kāi)發(fā)了用于太陽(yáng)能熱水器的應(yīng)用軟件。 這種集熱器的優(yōu)點(diǎn)是： 工藝不復(fù)雜，加工成本低。 缺點(diǎn)： 管內(nèi)存水過(guò)多，管內(nèi)水溫上升緩慢，而且對(duì)于真空管南北放置的熱水裝置，管中的熱水無(wú)法全部取出，致使系統(tǒng)熱水利 用率降低。但真空管集熱器的優(yōu)點(diǎn)在于絕熱性好，熱效率高。最后，在此基礎(chǔ)上提出了本文研究的主要內(nèi)容為全玻璃真空管太陽(yáng)能熱水器的自動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。由此可見(jiàn)，即使沒(méi)有日照我們照樣可以洗上熱水澡了。這種熱水器利用循環(huán)加熱的原理，因此又稱為循環(huán)式熱水器 [6][7]。若它吸收的能量與散發(fā)的能量相等，此時(shí)金屬片就不再升溫，這就叫“平衡溫度”。 3）水箱配管 水箱配管是指進(jìn)出水管、排放熱水管等在水箱中的高度位置，它對(duì)排放水溫起著主要作用。水箱 200 L ,液位控制在 180 L 。而從應(yīng)用角度看， PLC 大概經(jīng)歷了如下幾個(gè)階段： 單機(jī)就地控制，取代繼電器柜，至今仍然是 PLC 應(yīng)用的主流。當(dāng)控制對(duì)象的硬件配置確定以后 ,就可通過(guò)修改用戶程序 ,方便快速地適應(yīng)工藝條件的變化。 PLC 的用戶程序大都可以在實(shí)驗(yàn)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(chǎng) ,進(jìn)行聯(lián)機(jī)統(tǒng)調(diào)。中型 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)通常在 120 點(diǎn)至 512 點(diǎn) 之間，用戶程序存儲(chǔ)器的容量為 14 2KB8KB。 數(shù)據(jù)處 理 現(xiàn)代的 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳遞、轉(zhuǎn)換、排序和查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析和處理。統(tǒng)計(jì)出 I/O 總點(diǎn)數(shù)后即可以確定 PLC 的控制規(guī)模 從而確定存儲(chǔ)器 (用于存儲(chǔ)用戶程序和數(shù)據(jù) )的容量。 圖 3— 1 系統(tǒng)控制框圖 各單元功能作用介紹 電機(jī)類型的選擇 電機(jī)類型選擇的原則如下：對(duì)于有特定要求的工作機(jī)械，應(yīng)優(yōu)先選擇專用電機(jī)。該熱繼電器具有斷相保護(hù)、溫度補(bǔ)償、動(dòng)作指示、自動(dòng)與手動(dòng)復(fù)位，該產(chǎn)品動(dòng)作可靠。溢水管和透氣孔制成一體，它的作用是保持最高水位平面，同時(shí)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。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 [19]。在計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中，每個(gè)控制對(duì)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(lái)完成對(duì)象的不同要求，這種程序通常稱為 應(yīng)用程序。當(dāng)外部環(huán)境溫度超過(guò) 4 度時(shí)。 盡可能遠(yuǎn)離高壓電源線和高壓設(shè)備，可編程控制器高壓設(shè)備和電源線之間應(yīng)留出至少 200mm的距離。輸入接線端子是 PLC 與外部傳感器負(fù)載轉(zhuǎn)換信號(hào)的端口。 接地電阻應(yīng)小于 100Ω 。根據(jù)控制系統(tǒng)流程圖，繪制太陽(yáng)能熱水器系統(tǒng)控制的梯形圖和編制程序指令表，其完整梯形圖及指令表見(jiàn)附錄。如果水箱內(nèi)的水溫低于設(shè)定值。 系統(tǒng)軟件指的是操作系統(tǒng)、程序設(shè)計(jì)系統(tǒng)等與計(jì)算機(jī)密切相關(guān)的程序。 傳感器的選型 通過(guò)各種高性能傳感器對(duì)氣候環(huán)境進(jìn)行測(cè)量及數(shù)據(jù)采集，并將測(cè)量結(jié)果通過(guò)接口送至PLC 中， PLC 根據(jù)控制要求對(duì)整個(gè)太陽(yáng)能熱水器進(jìn)行綜合控制。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。接線端均有防護(hù)罩覆蓋，使用安全可靠。 PLC 硬件控制框圖 上位機(jī)采用 PC 機(jī)，下位機(jī)選用日本三菱公司的 FX2n 系列的 32 點(diǎn)可編程控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能熱水器的控制，完成太陽(yáng) 能熱水器的溫度、液位等控制功能。這種控制方法是一種智能的、非線性的控制方法，對(duì)那些無(wú)法取得數(shù)學(xué)模型或數(shù)學(xué)模型相當(dāng)粗糙的系統(tǒng)可以取得較滿意的控制效果，解決一些用傳統(tǒng)控制方法無(wú)法解決的問(wèn)題。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。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。 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。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。這主要是源于它能夠?yàn)樽詣?dòng)化控制應(yīng)用提供安全可靠和比較完善的解決方案，適合當(dāng)前自動(dòng)化工業(yè)企業(yè)的需要 [9]。 除塵功能。 2）補(bǔ)給水箱 補(bǔ)給水箱是供給冷水的水箱。一般地，支管的半徑應(yīng)在 10mm 以上。當(dāng)集熱器吸收太陽(yáng)輻射后，集熱器內(nèi)溫度上