基于PLC的太阳能制冷控制系统设计
摘要：太阳能作为最理想的替代能源，并且不会污染环境，而且如果利用太阳能来制冷的话，当天气越热，辐射越强，人们使用空调的比重越大时，就是太阳能制冷的最好时机。所以利用太阳能来制冷是发展的趋势，也符合当今社会节能减排的主题。本课题以全国职业院校技能大赛现代电气系统打的安装和调试为基础，开发了基于PLC控制太阳能制冷系统。
关键词：太阳能制冷；吸收式；空调；光热转换；系统
Control design of solar refrigeration system based on PLC
Abstract: Solar energy as the most ideal alternative energy, and will not pollute the environment, and if the use of solar energy to refrigeration, the hotter the weather, the stronger the radiation, the greater the proportion of people using air conditioning, is the best time for solar refrigeration. So the use of solar energy to refrigeration is the development trend, also in line with the theme of energy saving and emission reduction in today's society. Based on the installation and debugging of the modern electrical system in the national vocational college skills competition, the solar refrigeration system based on PLC control is developed.
Keywords: Solar refrigeration; Absorption type; Air conditioning; Photothermal conversion；system
目录
第一章 引言 1
1.1课题来源及研究意义 1
1.1.1太阳能的现状 1
1.2国内外太阳能制冷研究与应用概况 1
1.2.1太阳能制冷的应用概况 2
1.3本课题的主要研究内容 2
第二章 基于PLC的太阳能制冷系统控制 3
2.1太阳能光热转换制冷的分类 3
2.2 PLC的简述 5
2.2.1PLC的结构组成 6
2.2.2PLC在自动化设备的应用及其发展趋势 7
2.3硬件的选型 8
2.3.1PLC和模拟量模块的选型 8
2.3.2伺服系统的选型 9
2.3.3步进系统的选型 10
2.3.4变频器的选型 10
2.3.5触摸屏的选型 11
2.3.6其他硬件的选型 12
第三章 太阳能制冷控制系统软件设计 14
3.1编程语言的简介 14
3.2太阳能制冷控制系统工作简述 14
3.3太阳能制冷控制系统程序设计分析 15
第四章 太阳能制冷控制系统监控界面设计 31
4.1组态的概述 31
4.2太阳能制冷控制系统监控界面设计要求 31
4.3太阳能制冷控制系统监控界面设计分析 31
结论 36
致谢 38
参考文献 39
第一章 引言
1.1课题来源及研究意义
随着经济的飞速发展和生活水平提高，人们对资源的使用需要越来越大，虽然我国资源总量大，但我国有14亿人口人均资源低。受温室效应的影响，地球表面温度逐渐升高，我国的年平均气温也逐年提高。所以，到了夏季，人们对空调的使用率不断升高，在大型商场中空调能耗占了建筑能耗中的40%-60%，是普通住宅的5-10倍。
1.1.1太阳能的现状
我国广袤无垠，光照面积大，除了地热能和核能不是来自太阳能，其余均是太阳能直接或间接转化而来的。太阳能利用有三种方式，分别是光能转化为热能就是将水箱中的水被太阳照射后变成热水用来备用,这是光能转化为热能最普遍可见的形式，本质是辐射能转化为热能。光能转化为电能就是光照下半导体中的电子吸收了光子的能量越过了能级逃逸出产生电位差。可以将产生的直流电存储起来，通过控制器、逆变器的作用形成供人们使用的交流电。光能转化为化学能尚处于研究开发阶段,比如水的光解，利用产生的氢气作为能源利用，氢氧化钙或金属氢化物光照下受热分解储能量后再利用其化合后产生的能量。
所以利用太阳能制冷的方式可能技术途径只有光热转换和光电转换。而光电转换中的太阳能电池是最为关键的部分，其质量和成本直接影响整个系统[][1]。直接将太阳能的辐射能通过物质相互作用转换成热量使用，成本低，系统简单。目前,可持续发展观念被普遍接受,太阳能开发、利用的研究也将掀起热潮，至本世纪中叶,世界范围内的能源问题、环境问题的最终解决将依靠可再生洁净能源特别是太阳的开发利用[][2]。
1.2国内外太阳能制冷研究与应用概况
太阳能空调作为一种新型制冷设备，很早就备受各行业关注，但真正在近几年有所进展。1975年天津大学研制可连续制冰机；1997年北师范研制了间歇式干板制冷机；1983年在阿拉伯半岛安装了最早的大型太阳冷制冷系统；1987年在深圳建成了一套科研与实用相结合的示范性太阳能空调与热水综合系统；在1995 年约旦大学将制冷机升级成第二代太阳能驱动溴化锂制冷机；2010年9月奇威特太阳能空调全球首发仪式在太阳城德州见证了当今世界最先进的太阳能中央空调；2010年10月,力诺瑞特与上海交大联合成立太阳能研究院； 2007年德国推出此类产品，几年的发展后逐步成熟，现在已经在商业化的阶段。
1.2.1太阳能制冷的应用概况
太阳能空调的技术种类繁多，成熟度也各有不同，因而其产业化进程缓慢，但是不可否认的是，随着能源政策对清洁能源的倾斜，太阳能空调的推广普及前景无限美好。投资太阳能空调项目，占领前期市场将是产业扩大的战略性决策[][3]。
1.3本课题的主要研究内容
本课题主要是通过PLC作为主控，控制系统的运行。通过安装在太阳能追光仪的太阳能集热板收集太阳辐射的热能，结合当前最成熟的溴化锂-水吸收式制冷（有辅助热源）的方式来达成制冷降温的目的。而太阳能制冷在中国并不普遍，如果将其应用在公共区域能够节约很多的电能，并且只局限于大型化，没办法走入普通的家庭用户，本系统使用PLC稳定可靠，整体结构简单，容易改造。
本文主要内容是基于PLC控制和触摸屏监控来设计的太阳能吸收式制冷，内容包括：
1.设计结构框架，让系统结构简单并且能够运行
2.简述太阳能制冷的发展
3.简述并分析太阳能制冷的的方式
4.选择合适的器件，尽可能节约成本来达到最终效果
5.简述系统的工作，设计并编写相应的PLC程序
6.触摸屏的组态，监控系统运行状况
7.画出电路图并进行I/O分配
参考文献
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