PLC太阳能热水器自动控制系统设计+流程图+仿真图(2)
1.2 国内研究现状
我国太阳能热水器产业发展迅速，已成为世界上最大的热水器生产国，但与太阳能热水器配套的PLC却一直处于开发阶段，特别是与太阳能热水器控制系统相关的控制器，至今还未发展成熟。近几年来，电子市场上陆续出现了太阳能热水器控制器，但很多控制器存在着不稳定性，容易产生操作不当；温度、水位、控制误差比较大；显示器出现乱码；与电辅助加热装置配合不好；太阳能的利用率很低等问题，影响了大部分用户的使用。还有些控制器质量很差，经常出现问题，给用户带来不利，而影响到太阳热水器的推广，太阳热水系统及其控制器有着不错空间，但现有的科学研究和产品投入比较少，因此，太阳热水控制系统的测试应引起足够的关注，加大投入研究高质量、性能比较好的热水器产品。
1.3 本课题研究的内容
本课题的主要内容是用可编程控制器控制的太阳能热水器自动控制系统[2]，实现太阳能热水器控制系统自动化控制，使其满足人们实际各种控制的需要、使大部分的工作免于人参与、使控制系统更加稳定。具体的工作从以下方面展开：
(1)确定控制系统的各种工序，绘制控制系统的流程图。
(2)可编程控制器的选型及I/O点的分配。
(3)设计、绘制梯形图程序，满足各控制指标的要求。
(4)绘制电气原理图、外部接线图等。
(5)依据设计的要求调试系统。
2. 全玻璃真空管式太阳能热水器的概述
2.1 太阳能热水器系统功能简介
2.1.1 太阳能热水器的基本构成
太阳能硬件接口图如图1所示：
图1 热水器的基本结构
其中 1.储水箱 2.水箱外壳
3.水箱内胆 4.保温层
5.排气孔 6.真空管插孔硅胶圈
7.上下水孔 8.防尘圈
9.真空管 10.ABS尾托
11.尾托架 12.防风脚
13.前后腿 14.撑档
15.桶托
2.1.2 热水器的系统控制原理
太阳能热水器自动控制系统的控制原理如图2所示：
图2 统控制原理图
注: Tl 热水箱的温度传感器
T2 循环水管中的温度传感器
T3 集热器中的温度传感器
F1 循环水开关
F2 冷水开关
F3 热水管开关
这个热水器主要有以下两种控制功能：水温控制、水箱加热控制[3]。
(1)水温控制
为了提供温度不低于37℃的温水，具体控制的过程：首先，关闭冷水开关F2和循环水开关F1，然后开始进行水箱温度的采集，同时进行温度的比对，当水箱中的温度小于37℃时，电热器接通并进行加热，同时继续对热水箱的水温进行采集。当温度加热到大于37℃时电热器就断开，如此反复的循环就保证了温度始终在37℃左右[4]。