太阳能热水工程水位控制系统的设计

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1、太阳能热水工程水位控制系统的设计　　摘要：针对北方地区所使用的太阳能热水工程控制不稳定、设备安排不合理以及智能化程度低等特点。结合北方地区特有情况设计了一套水位、水温的监控系统。该系统使用当今应用最为广泛的西门子S7-200PLC，进行了一定的计算，编写了相应的控制程序。经过实验的验证，该控制系统具有稳定性高、实用性广、节能效果明显等特点，对于推广市场有很高的实用价值。　　关键词：太阳能热水工程；监控系统；S7-200PLC；控制系统　　中图分类号：TP237文献标识码：A文章编号：1009-3044（2016）18-0198-03　　DesignofWaterLevelMeasureme

2、ntandControlSystemforSolarWaterHeater　　ZHAO-Yang，LIYang，YANGKun，XUXiao-jian，CHENJie　　（EngineeringTrainingCenter，InnerMongoliaUniversityofTechnology，Hohhot010051，China）　　Abstract：Thesolarwaterheatingsystemusedinthenorthernregionoftheunstablecontrol，theunreasonableequipmentarrangementandthelowerinte

3、lligentlevel.Themonitoringsystemofwatertemperatureandwaterlevel，asetofdesigncombinedwiththeuniquesituationinNortharea.ThesystemusesSIEMENSPLC7S7-200whichisthemostwidelyusedtoday.Somecalculationsarecarriedout，andthecorrespondingcontrolprogramiscompiled.Experimentalresultsshowthatthesystemhasthechar

4、acteristicsofhighstability，widepracticabilityandobviousenergysavingeffect.Ithasaveryhighpracticalvaluetothemarket.　　Keywords：Solarwaterheatingproject；monitoringsystem；S7-200PLC；Controlsystem　　1概述　　太阳能，是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。太阳能既是一次能源，又是可再生能源。它资源丰富，既可免费使用，是取之不尽、用之不竭的自然能源，又无需运输，对环境无任何污染[1]。为人类创造了一种

5、新的生活形态，使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。目前为止，人类对太阳能的利用已经比较成熟，在很多领域都在使用太阳能。随着社会的不断进步，人们的生活水平的不断提高，对生活质量有了更高的要求，热水成为了人们健康生活不可缺少的部分，但是对热水的需求就必然意味着大量的消耗，为了减小能源的消耗，太阳能热水工程便应运而生了，而北方地区的太阳能热水工程就是个很好的例子。因此，该设计从实际出发，根据北方地区的气候特点进行了基于PLC与触摸屏结合的太阳能热水工程水位以监测系统的设计。　　太阳能热水工程是太阳能热利用中最具有代表性的一种装置，7它利用真空集热管的集热性能好、承压能力大、耐冷热冲击、抗

6、冰雹等独特的优点将太阳能收集起来，加热管道中的水，加热后的水通过管路输送至储热水箱，当用户需要水时为之提供所需热水，与燃气、电热水器相比较，既安全又节能。　　2控制系统的结构与功能　　控制系统的结构设计以及硬件的选型直接决定了本次设计的优劣，根据控制的要求以及对安全性能的考虑设计出如图1所示的结构[2]。首先我们需要对集热器、水箱的水位进行监控以确保发生溢出或缺水的现象发生。其次，还需要对集热器、水箱的水温进行监控防止水温过热或过冷现象的发生。最后，我们还需要对变频器、循环泵、电加热器等器件进行控制，使整个控制系统协调工作，以确保达到最优。　　3控制系统　　太阳能热水工程的控制系统如图2所

7、示，集热器与水箱上下分布，构成一个循环的系统。控制系统通过控制循环泵用以协调水箱的水温，当水箱中的水温低于我们所需的设定值时，循环泵开始工作，将水箱中的低温水输送到集热器中进行加热，直至达到我们所需的设定值；当水箱中的水温高于我们所需的设定值时，循环泵停止工作，水箱中的高温水会随着时间的推移，温度逐渐降低，直到温度再次低于设定值后，循环泵又开始工作。　　4控制系统硬件设计　　控制系统的核心部件为西门子公司生产的S7-20