太阳能集中供热控制系统设计
摘要：设计通过对传统热水器分析探讨，在此基础上使用了PLC对其进行升级优化。本文所设计的太阳能集中供热水控制系统详尽介绍其结构原理、工作方式、控制要求等。重点研究了光辐射探测与循环水泵的控制、管网压力控制、水位的控制、温度控制等，在此基础上对该系统的软件及硬件进行了设计。
本设计选用西门子S7-200 PLC作为系统的控制核心用EM231模块采集模拟量信号，通过①光辐射探测器检测光照强度来实现循环泵的启动。②使用多个温度传感器对各个水箱的温度进行实时监控，并对集热器进行防冻监控。③使用高、低液位开关检测液位高低并实现对水位控制。④使用压力传感器对管网末端压力进行检测并通过PLC控制辅热水泵启停实现对压力控制。⑤手动模式下可直接对电热水箱进行供水加热。
使用PLC对系统进行控制大大减少了电气元器件时使用，使其接线变得简单，维护保养方便，也使系统更加智能化。
关键词： PLC；太阳能；热水器
Design of solar centralized heating control system
Abstract：Based on the analysis and discussion of the traditional water heater, PLC is used to upgrade and optimize the water heater. The structure principle, working mode and control requirements of the solar centralized hot water supply control system designed in this paper are introduced in detail. The light radiation detection and the control of circulating water pump, the pressure control of pipe network, the control of water level, the temperature control and so on are studied. The software and hardware of the system are designed.
In this design, Siemens S7-200 PLC is selected as the control core of the system. The analog signal is collected by EM231 module. The light radiation detector detects the illumination intensity to realize the circulation pump startup .2 uses the multiple temperature sensors to carry on the real-time monitoring to each water tank temperature, and carries on the antifreeze monitoring to the collector. 3 uses the high, Low level switch detects liquid level and realizes water level control.4 pressure sensor is used to detect the pressure at the end of the pipe network and the auxiliary hot water pump is controlled by PLC to realize direct electricity under the manual mode of pressure control. 5. The hot water tank is heated by water supply.
The use of PLC to control the system greatly reduces the use of electrical components, making the wiring simple, convenient maintenance, and makes the system more intelligent.
Keywords: PLC; Solar Energy; Water heater
一、选题简介、意义
近年来随着人民生活水平的不断提高,对生活热水需求日益增长,太阳能热水系统已成为我国太阳能热利用技术最成熟、应用最广泛、产业化发展最快的领域。太阳能光热系统归根到底是满足人们供热供能需求的环保节能的技术服务。模块化、智能化的太阳能集中供热水系统,不但可以减小或减少集热器的面积和相应的设备设施,而且还可以平衡住户间用水、节约水资源,实现最可靠、最经济、最优化的运行。但是太阳能存在能量密度低、加热时间长、每天的太阳辐照量不确定等因素,如何使太阳能热水系统达到既能充分利用太阳能产生的热水,又能确保热水供应的可靠性、系统运行的合理性,智能全自动控制是关键问题。
二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）
（一）研究内容
本文选用西门子S7-200PLC作为系统的控制核心用EM231模块采集模拟量信号，实现对太阳能热水系统的水泵、管网压力、水箱液位及温度的控制。
（二）主要问题：
1.太阳能集中供热水系统的结构设计。
2.太阳能集中供热水系统硬件设计与选型。
3.将模拟量转化成实际测量值的程序编写。
（三）预期目标：
根据控制要求，实现对水的加热。
（四）研究步骤：
第一阶段：查阅文献、收集资料、确定课题方案、完成开题报告。
第二阶段：完成系统结构设计、程序与论文编写。
第三阶段：整理技术资料，完成毕业设计论文及答辩。
（五）方法及措施：
1.参考相关设计格式。
2.翻阅专业相关书籍 上网查询资料。
3.向设计指导老师、企业工程师征求意见 。
三、设计（论文）体系、结构（大纲）
第一章 绪论
1.1课题的背景及意义
1.2太阳能热水系统
1.3研究内容
第二章 太阳能集中供热水控制系统整体结构设计
2.1简单太阳能热水系统工作原理
2.2工艺示意图
2.3工艺流程简图
2.4 太阳能热水系统单元结构
2.5 功能要求
第三章 太阳能集中供热水系统的硬件设计及选型
3.1 PLC的选型
3.2 其它元器件的选型
3.3 I/O 分配表
3.4 系统硬件接线图
第四章 太阳能集中供热水系统的软件设计及选型
4.1 系统控制流程图设计
4.2 PLC程序编写
第五章 程序运行
5.1程序仿真
5.2 程序调试与修改
第六章 总结与展望
参考文献
