【導(dǎo)讀】本設(shè)計(jì)研究的主要內(nèi)容是用PLC控制太陽能熱水器系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)太陽能熱水器系統(tǒng)自動(dòng)控制及手工控制，使其滿足實(shí)際各種控制需要，使更多的工作免于人工參與、使系統(tǒng)更加穩(wěn)定可靠。[1][M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，本設(shè)計(jì)闡述了可編程控制器在太陽能熱水器控制系統(tǒng)中的應(yīng)用,重點(diǎn)研究了系統(tǒng)的硬件構(gòu)成及軟件的設(shè)計(jì)過程。指出了PLC設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是能滿足基本的控制功能,并考慮維護(hù)的方便性、系統(tǒng)可擴(kuò)展性等。把PLC作為太陽能熱水器的控制系統(tǒng)，大大減少了其它元器件的使用。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)。但是在熱水器自動(dòng)控制系統(tǒng)中大多采用單片機(jī)控制，單片機(jī)開發(fā)價(jià)格較高，而PLC開發(fā)價(jià)格便宜。選用PLC控制，它具有速度快，可靠性高，體積小，功能全

　　

【正文】 3 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)方案 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)方案可編程控制器是掃描工作方式，能同時(shí)對(duì)多個(gè)模塊進(jìn)行控制，在整個(gè)程序掃描時(shí)間里加上不同的輸入檢測(cè)信號(hào)，就可使程序按所檢測(cè)信號(hào)判斷進(jìn)入不同的分支程序。主程序包含有多個(gè)分支程序，這樣既提高了編程的靈活性又減少了不必要的代碼重復(fù)，同時(shí)也方便以后系統(tǒng)擴(kuò)展對(duì)軟件的修改，系統(tǒng)主要是接收上位機(jī)的控制參數(shù)，并完成太陽能熱水器溫度、液位的測(cè)量和控制任務(wù)。 軟件組成軟件系統(tǒng)通常分為兩大類：一類是系統(tǒng)軟件，另一類是應(yīng)用軟件。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。系統(tǒng)軟件一般由計(jì)算機(jī)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。應(yīng)用軟件是用戶根據(jù)要解決的實(shí)際問題而編寫的各種程序。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，用這些控制程序來完成對(duì)象的不同要求，這種程序通常稱為應(yīng)用程序。本設(shè)計(jì)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。 系統(tǒng)控制流程圖建立系統(tǒng)控制流程圖根據(jù)系統(tǒng)的控制要求及實(shí)際的控制需要，繪制系統(tǒng)控制流程圖1）主程序控制系統(tǒng)流程圖如下圖31所示開始初始狀態(tài)檢查設(shè)置工作時(shí)間段啟動(dòng)定時(shí)器系統(tǒng)工作時(shí)間是否到？YN端口控制邏輯正常？終止工作各開關(guān)狀態(tài)檢測(cè)溫度子程序水位子程序符合除塵條件？除塵子程序Y記錄端口狀態(tài)，返回NN圖31 主程序控制系統(tǒng)流程圖2）水位子程序流程圖如下圖32所示水位子程序入口系統(tǒng)采樣是否達(dá)到設(shè)定水位YN上水是否超過警戒線Y停止，報(bào)警N圖32 水位子程序流程圖3）溫度子程序流程圖如下圖33所示系統(tǒng)采樣是否達(dá)到設(shè)定溫度YN驅(qū)動(dòng)電加熱器加熱是否超過警戒線Y停止，報(bào)警N溫度子程序入口圖33 溫度子程序流程圖4）除塵子程序流程圖如下圖34所示電機(jī)正轉(zhuǎn)電機(jī)正轉(zhuǎn)定時(shí)時(shí)間是否到Y(jié)電機(jī)反轉(zhuǎn)NYN停止YN除塵子程序入口電機(jī)反轉(zhuǎn)定時(shí)時(shí)間是否到循環(huán)定時(shí)時(shí)間是否到圖34 除塵子程序流程圖流程圖簡介:PLC投入運(yùn)行，系統(tǒng)處于初始狀態(tài)，準(zhǔn)備好起動(dòng)。根據(jù)太陽能熱水器定時(shí)器設(shè)定的工作時(shí)間段看是否到工作時(shí)間。如果沒有到則系統(tǒng)停止。如果到工作時(shí)間，則調(diào)用溫度子程序和水位子程序。根據(jù)水箱內(nèi)的水位和水溫進(jìn)行PID調(diào)節(jié)。如果水箱內(nèi)的水位低于設(shè)定值，則打開供水閥先供水5分鐘，然后停2分鐘，實(shí)現(xiàn)節(jié)水功能。如果水箱內(nèi)的水溫低于設(shè)定值，則進(jìn)行加熱。如果水位過高或者水溫過高，則系統(tǒng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)。當(dāng)外部環(huán)境溫度超過40C時(shí)，則調(diào)用除塵子程序。除塵時(shí)，電機(jī)先正轉(zhuǎn)20秒，然后電機(jī)反轉(zhuǎn)20秒，循環(huán)直到除塵達(dá)到兩分鐘。然后返回從開始的全部動(dòng)作，進(jìn)行下一次大循環(huán)。此外，還可以按手動(dòng)按鈕以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)供水、排水和手動(dòng)加熱功能。 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的梯形圖程序程序設(shè)計(jì)：用流程圖表達(dá)出各控制對(duì)象的動(dòng)作順序，相互間的制約關(guān)系。明確寄存器空間的分配，專用寄存器的確定等?？刂葡到y(tǒng)的程序設(shè)計(jì)，主程序的編制及各功能子程序的編制以及程序的調(diào)試。其他輔助程序的設(shè)計(jì)，如故障應(yīng)急程序等。根據(jù)控制系統(tǒng)流程圖，繪制太陽能熱水器系統(tǒng)控制的梯形圖，其完整梯形圖見附錄二。4 結(jié)論通過本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使太陽能熱水器達(dá)到了系統(tǒng)的各種控制要求，成功地完成了太陽能熱水器的PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。經(jīng)過對(duì)系統(tǒng)程序的運(yùn)行調(diào)試，實(shí)現(xiàn)了太陽能熱水器的自動(dòng)及手動(dòng)控制，提高了系統(tǒng)的可靠性，達(dá)到了設(shè)計(jì)的目標(biāo)。不過，設(shè)計(jì)中還是存在著一些不足，本系統(tǒng)還有待于進(jìn)一步的完善和改進(jìn)。與國外相比，我國的太陽能熱水器自動(dòng)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)。國外已經(jīng)發(fā)展用PLC對(duì)太陽能熱水器的精細(xì)控制，我國對(duì)太陽能熱水器控制系統(tǒng)的研究還有很長的一段路要走。致 謝四年的理論學(xué)習(xí)，使我掌握了基本的專業(yè)知識(shí)和學(xué)習(xí)方法。然而，理論離不開實(shí)踐，畢業(yè)設(shè)計(jì)正是專業(yè)教學(xué)的最后一個(gè)環(huán)節(jié)。它使我們對(duì)所學(xué)的知識(shí)得到了復(fù)習(xí)、鞏固，加強(qiáng)了理論聯(lián)系實(shí)際的能力，真正把所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐中去，為將來步入社會(huì)，走向工作崗位打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。在吳青娥吳老師和幾個(gè)同學(xué)的熱心幫助下，我完成了本次設(shè)計(jì)。在畢業(yè)論文完成之際向培養(yǎng)我的學(xué)校以及所有關(guān)懷和鼓勵(lì)我的老師表示深深的謝意。這次設(shè)計(jì)為我今后的工作奠定了良好的基礎(chǔ)，同時(shí)，使我能夠把學(xué)到的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)踐當(dāng)中，也是對(duì)我四年來所學(xué)專業(yè)知識(shí)的一次檢驗(yàn)。在設(shè)計(jì)過程中得到了來自方方面面的關(guān)懷與指導(dǎo)。尤其是吳老師給予了我很大的幫助，為本次設(shè)計(jì)的順利完成耗費(fèi)了大量的心血。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。由于本人能力有限，在設(shè)計(jì)過程中不妥之處在所難免，望廣大指導(dǎo)教師給予批評(píng)指正。參考文獻(xiàn)[1][M].廣州：華南理工大學(xué)出版社，[2][M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[3][ M].北京：清華大學(xué)出版社，[4]( PLC)的選型[J].化工進(jìn)展，2003，22 (12) ：13541356[5][J].機(jī)械制造與自動(dòng)化，2004，33(2)：6567[6][J ].中國能源，2005，27(2)：4647[7]趙緩,[J].經(jīng)濟(jì)地理，1998，98125[8][J].2002，4(104)：48[9][J].自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用，2006(4) ：5258[10][M].天津：天津大學(xué)出版社，[11]馬敏,[J].河南科學(xué)，2003(21)[12][M].上海：上海科技出版社，[13][ M].北京：國防工業(yè)出版社，1999. 1215[14]，Hohle glasscheibe，Deutsches Reich Patentschrift [15] Gaseous heat conduction at low pressures and temperatures，1926[16]，，and Phedran，Heat conduction through support piilars in evacuated windows，7386(1991)附錄1 原理總圖的元器件清單序號(hào)代號(hào)名稱數(shù)量規(guī)格型號(hào)備注0PLC可編程控制器1西門子S7200系列繼電器輸出型1PGPG3指示燈4AD1622GLED顯示,220V2QA1QA2交流接觸器2DJX9線圈電壓：220V3SF1SF6按鈕6LAY37綠色4SF啟動(dòng)按鈕1LAY37綠色5S自動(dòng)/手動(dòng)開關(guān)1SR26封閉式6BT1BT2溫度檢測(cè)開關(guān)2TH22℃7TC隔離變壓器1BK100電壓220V8FA1FA8熔斷器8RL115熔體210A9BB熱繼電器2JR1620/3參照電機(jī)電流10M微型電動(dòng)機(jī)1YYHS－45電壓220V頻率50HZ11PB報(bào)警器1SWPX100交流220V12MB2排水閥1SSFKC014交流12220V13MB1供水閥1SSFKC024交直流3220V14MB3除塵閥1SSFKC017交流220V15PT100溫度傳感器1XS12K4P交流220V附錄2 梯形圖程序子程序SBR0子程序SBR1 子程序SBR2 38