基于三菱PLC的太阳能热水器自动控制系统的设计说明
基于PLC的太阳能热水器自动控制系统设计
基于PLC的太阳能热水器自动控制系统设计Design of Solar Water Heater Automatic Control System Based on PLC学院：电气工程学院专业班级：自动化1005班学号：100302516学生姓名：魏天野指导教师：白山（教授级高工）2014 年6 月摘要现在，城市居民绝大部分都使用了太阳能热水器，农村也有相当一部分人使用。
太阳能热水器在技术上比较成熟、造价比较低廉，同时由于给人民提供绝对安全的热水而受到人们的欢迎，且具有节能、环保、安全、便利、长久等优点，所以它的应用会越来越广。
因此，研究和开发先进的太阳能热水器控制系统变得越来越重要。
本设计阐述了可编程控制器（PLC）在太阳能热水器控制系统中的应用,重点研究了系统的硬件构成及软件的设计过程。
指出了PLC设计的关键是能满足基本的控制功能,并考虑维护的方便性、系统可扩展性等。
本设计利用西门子S7-200PLC，进行了太阳能热水器自动控制系统的I/O分配和PLC选型，编写了PLC程序梯形图和接线图，实现了自动上水排水、自动循环、自动加热、PID闭环控制恒温出水、手动与自动模式切换等功能。
并在此基础上，利用S7-200的仿真软件对系统进行了仿真，利用WinCC Flexible 软件组态了人机界面，使用MPI通信协议实现了PLC与触摸屏的通信连接。
把可编程控制器PLC作为太阳能热水器的控制系统，增加了系统的方便性与可靠性，减少了其它元器件的使用。
它使系统接线简单，检修维护方便快捷，增进了系统的先进性。
论文分为四章：第一章介绍了太阳能热水器发展背景及设计意义；第二章介绍了太阳能热水器的工作原理；第三章介绍了硬件选型及系统流程；第四章介绍了系统程序的编写、系统的仿真、人机界面（WinCC Flexible）组态过程。
关键词：太阳能热水器；PLC；自动控制系统AbstractNow, vast majority of urban residents use solar water heaters, so do a considerable number of rural people. Solar water heaters are technically more mature, relatively low cost. Meanwhile, since it provide absolute security to the people of hot and people are welcome, and it has some advantages of energy saving, environmental protection, safety, convenience, long, etc. So it will be widely applied. Therefore, the research and development of controlling system of advanced solar water heater are becoming increasingly important.This design expounds the application of PLC in solar water heater automatic controlling system, especially the designing process of hardware and software of the system. Furthermore, the project shows that the key of PLC designing is to satisfy the basic controlling function, considering the convenience of maintenance and scalability. In this design, the address of I/O is resigned and the suitable PLC is chosen. The electrical principle diagram and the interconnection diagram are drawn, according to the requirement. Automatic water drainage, automatic cycle, automatic heating, PID loop control temperature water, manual and automatic mode switching function have been realized. And on this basis, the system was simulated using the simulation software for S7-200, produced a man-machine interface by using WinCC Flexible software. As the controlling system of solar water heater, PLC greatly reduces the number of other components. Moreover, it has the feature such as simple interconnection, rapid and easy fault detecting and maintenance, and advancement of the system.The paper is divided into four chapters: the first chapter describes the background of the development and design of solar water heaters significance; Second chapter describes the working principle of solar water heaters; Third chapter describes the hardware selection and system processes; The fourth chapter describes the procedures for the preparation of the system, system simulation, HMI (WinCC Flexible) configuration process.Keywords: Solar water heater; PLC; Automatic control system目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1课题研究的背景 (1)1.2国内外研究现状简述 (2)1.3太阳能热水器市场分析 (3)1.4本设计特点及主要内容 (5)第2章太阳能热水器的组成及工作原理 (6)2.1太阳能热水器的基本结构 (6)2.2太阳能热水器的工作原理 (8)2.3本设计要实现的功能 (10)第3章太阳能热水器硬件的选型及设计 (11)3.1 PLC的工作原理 (11)3.2硬件设备的选型 (13)3.2.1 PLC的选型 (13)3.2.2其他硬件的选型 (15)3.3太阳能热水器的整体设计 (18)3.3.1 PID闭环控制 (18)3.3.2 PLC与外部设备连接方案 (20)3.3.3水工艺流程设计 (22)第4章系统软件框架的构建与系统仿真 (23)4.1系统的I/O口地址及相关的软元件功能设置 (23)4.2系统的程序流程图 (25)4.3设计控制系统的梯形图程序 (28)4.4系统仿真 (35)4.5组态人机界面 (39)第5章结论 (42)参考文献 (43)致谢 (45)附录S7-200仿真监控图 (46)第1章绪论1.1课题研究的背景太阳能（Solar Energy），一般是指太阳光的辐射能量，太阳能是一种可再生能源，广义上的太阳能是地球上许多能量的来源，如风能，生物质能，潮汐能、水的势能等等。
基于PLC太阳能热水器的控制器(完结版)
摘要随着世界能源危机的不断加剧，新能源的开发利用越来越引起人们的重视，太阳能作为一种清洁无污染且又用之不尽的资源得到了越来越广泛的应用，太阳能热水器已逐步进入普通家庭。
本文结合太阳能热水器的实际应用，并根据精确控制的需要设计了基于PLC太阳能热水器的控制器。
通过对太阳能热水器结构和工作原理的分析，提出本设计要实现的功能。
并结合传感器、PLC和一些特殊功能模块的特点和应用，完成对硬件设备的选型，搭建了控制器的硬件电路。
软件设计部分按控制的要求画出程序流程图，运用三菱系列通用编程软件GX Developer进行编程，利用三菱的GX Simulator Version6程序仿真软件进行程序仿真，以校验程序。
应用三菱的触摸屏编程软件GT Designer2绘制触摸屏仿真画面，定义用到的软元件，设置相关参数，然后挂接程序仿真软件和触摸屏仿真软件GT Simulator2，三者之间的联动实现整个系统的仿真、调试。
本设计的最大特点就是能实现对洗浴温度的精确控制。
关键词：太阳能热水器； PLC；精确控制；传感器；特殊功能模块Design of Solar Water Heater Control System Abstract: With the world’s growing energy crisis, the new energy’s d evelopment use brings to people’s attention more and more, the solar energy which is not only the clean energy but also the endless resources is obtained more and more widespread application, solar water heaters has been coming into the average family step by step. In this paper, combined with the practical application of solar water heater, and in accordance with the need for precise control, the controller of solar water heater based on PLC was designed. Through the analysis of the solar energy water heater’s structure and working principle, the paper puts forward the function of the design. And combination of the characteristics and applications of sensors, PLC and many special function modules, the selections of hardware equipment were completed and hardware circuits were built. The program flow diagram of software design was drawn according to the control request, and the programming used Mitsubishi series general programming software GX Developer. Mitsubishi GX Simulator Version6 was used to simulate program and to check if the procedure is wrong or not. Programming software Mitsubishi touch screen GT Designer2 was used to draw the simulation pictures, to define the simulation software components and to set up related parameters. Then articulated procedure simulation software and touch screen simulation software GT Simulator2 have realized system’s combined simulation. The biggest characteristic is to realize accurate temperature control of the bath. Keywords: solar water heater; PLC; precise control; sensor; special function modules目录1绪论 (1)1.1选题的目的和意义 (1)1.2国内外研究现状简述 (1)1.3太阳能热水器市场分析 (3)1.4本设计特点及主要内容 (5)2太阳能热水器的组成及工作原理 (6)2.1太阳能热水器的基本结构 (6)2.2太阳能热水器的工作原理 (8)2.3太阳能热水器类型选择 (10)2.4本设计要实现的功能 (11)3太阳能热水器硬件的选型及设计 (13)3.1可编程控制器（PLC）的发展及简介 (13)3.2 PLC的特点 (14)3.3硬件设备的选型 (15)3.3.1 PLC的选型原则 (16)3.3.2基于本设计的PLC选型 (20)3.3.3其他硬件的选择 (22)3.4太阳能热水器整体系统设计 (26)4 软件部分设计 (29)4.1系统的I/O口地址及相关的软元件功能设置 (29)4.2编程软件的介绍 (30)4.3 PID闭环控制 (31)4.3.1 PID控制器的优点 (31)4.3.2实现PID控制的方法 (32)4.3.3本设计的PID控制 (33)4.4系统的程序流程图 (33)5 触摸屏仿真 (36)5.1相关仿真软件介绍 (36)5.2触摸屏仿真 (40)参考文献 (44)附录1 (45)附录2 (51)致谢 (52)1绪论1.1选题的目的和意义当今世界能源问题已经成为一个普遍性的问题，能源关乎着国家的安全，谁掌握了世界上的能源谁就掌握了国际事务的话语权，谁就有了国家经济发展的基础，谁就有了同其他国家相抗衡的资本。
太阳能热水器自动控制系统的plc设计
机械工程学院机械工程专业机电方向专业课程设计任务书班级：机械10-7 姓名：邓强论文（设计）题：基于PLC的太阳能热水器自动控制系统的设计要求完成的内容：1）相关背景知识的研究学习；2）系统总体组成设计；4）PLC控制系统硬件模块选型、连接设计（原理图）；5）部分控制软件设计；6）设计计算说明书一份（20页（9000字）以上）设计时间:2014.02.25—2014.03.22 完成日期：2014.03.22论文页数：20(约9000字)页；图纸张数： 1-2张指导教师：教研室主任：基于PLC的太阳能热水器控制系统设计摘要现在，城市居民绝大部分都使用了太阳能热水器，农村也有相当一部分人使用。
因此，研究和开发先进的太阳能热水器控制系统变得越来越重要。
本设计阐述了可编程控制器（PLC）在太阳能热水器控制系统中的应用,重点研究了系统的硬件构成及软件的设计过程。
指出了PLC设计的关键是能满足基本的控制功能, 并考虑维护的方便性、系统可扩展性等。
本设计进行了系统的I/O分配和PLC选型，根据要求绘制出了控制系统电气原理图和接线图等。
把PLC作为太阳能热水器的控制系统，大大减少了其它元器件的使用。
它使系统接线简单，检修维护方便快捷，增进了系统的先进性。
关键词太阳能热水器PLC 控制系统目录摘要 (Ⅰ)1 绪论 (1)1.1 本设计研究的目的和意义 (1)1.2国内外研究现状 (1)1.2.1太阳能热水器概述 (1)1.2.2太阳能热水器组成 (2)1.2.3 太阳能热水器的基本工作过程 (3)1.2.4 可编程控制器概述 (5)1.2.5 PLC的发展历史 (5)1.2.6 PLC的特点 (5)1.2.7 PLC的基本工作原理 (7)1.3 本设计研究的主要内容 (8)2 控制系统的硬件设计方案 (9)2.1 控制系统的基本功能要求 (9)2.2 控制系统的硬件设计方案 (9)2.2.1 系统水温控制原理框图 (10)2.2.2 PLC的选型 (11)2.2.3 PLC硬件控制框图 (11)2.2.4各单元功能作用介绍 (11)2.2.5 PLC的端口分配 (14)2.3 系统电路的设计 (15)3 控制系统的软件设计方案 (19)3.1 系统软件设计方案 (19)3.2 软件组成 (19)3.3 系统控制流程图 (19)3.4 设计控制系统的梯形图程序 (24)4 结论 (24)附录原理总图的元器件清单 (28)附录梯形图程序 (29)1 绪论1.1 本设计研究的目的和意义在全球能源形势紧张、气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。
毕业设计(论文)-基于PLC实现的水温控制
基于PLC实现的水温控制XXX（陕西理工学院电气工程系自动化专业，2007级2班，陕西汉中723003）指导教师：XXX[摘要]针对工农业生产中现有的水温控制系统可靠性低、控制精度差、成本高等缺点。
我们利用三菱FX0N60-MR型PLC构建了一个水温控制系统对这一问题进行了研究。
在整个控制系统中以电阻炉作为被控对象，以水温为被控变量，以三菱FX0N60-MR型PLC为控制器，输入部分外加光电耦合器，并用按键和数码管构建了人机接口设置目标温度；控制算法的选择经过对模糊控制和PID算法的实验对比，最终选择采用PID。
PLC程序利用梯形图编程语言进行编写。
在系统搭建完成后我们利用试凑法，通过大量实验对PID控制器的参数进行了优化，进过测试系统能够达到设计要求。
除此之外该系统还具有硬件结构简单、系统可靠性高、制作成本低廉、控制器参数易于调试等优点。
能够利用小型PLC实现对水温较高精度的控制。
[关键词]PLC 温度控制PIDPLC-based temperature control to achieveLiao zhong lin(Grade 07,Class2,Major Automation，Department of Electrical Engineering，Shaanxi University ofTechnology，Hanzhong 723003，Shaanxi)Tutor: Liu pei[Abstract] According to the existing water temperature in the industry and agriculture production control system reliability, low cost, high control precision poor shortcomings. We use mitsubishi FX0N60-MR type PLC has constructed a water temperature control system for this problem is studied. In the whole control system to resistance furnace as controlled object to water temperature as controlled variables, the mitsubishi FX0N60-MR type PLC as the controller, input part plus photoelectric couplers, buttons and digital tube and constructing the man-machine interface set target temperature; The choice of control algorithm based on fuzzy control and PID algorithm experimental, finally choosing PID. PLC program use ladder diagram programming language to write. After the completion of the structures in the system we use trail-and-error, through a large number of experiments of PID controller parameters are optimized, the test system can meet the design requirements. Besides this system also has the hardware structure is simple, system reliability high, production cost is low, and the controller parameters is easy to debug, etc. Can use small PLC to control the water temperature higher accuracy.[Key words] PLC temperature control PID目录绪论 (1)1．设计方案的论证 (2)1.1PLC的选型 (2)1.1.1常用PLC的特点比较 (2)1.1.2本设计PLC的选型 (3)1.2控制方案的选择 (3)1.2.1采用模糊控制的温度控制 (3)1.2.2采用PID算法的温度控制 (3)1.2.3 控制方案的选择 (4)2．硬件电路的设计 (5)2.1PLC硬件资源分配设计 (5)2.2温度传感器 (8)2.2.1 利用温度变送器采集 (8)2.2.2 利用DS18B20采集 (8)2.3输入部分电路设计 (10)2.3.1 设置输入部分电路设计 (10)2.3.2 AD转换结果输入部分电路设计 (10)2.4输出部分电路设计 (10)3．系统软件的设计 (13)3.1PLC编程语言简介 (13)3.2输入部分程序设计 (15)3.3显示部分程序 (15)3.4PID运算部分程序设计 (15)4．系统的调试 (19)4.1硬件调试 (19)4.2软件调试 (19)4.1软硬件联合调试 (19)4.3实验数据 (19)参考文献 (20)英语科技文献翻译 (21)附录 (34)附录A：源程序 (34)附录B：元器件清单 (37)附录C：电路总图 (38)附录D：实物图 (39)致谢 (40)绪论温度控制系统在各行各业的应用虽然很广泛，但从国内生产的温度控制器来讲，总体发展水平仍然不高。
基于plc热水器的设计
单位代码01学号*********分类号TB21密级毕业设计说明书基于PLC的太阳能热水器自动控制系统设计院(系)名称信息工程学院专业名称测控技术与仪器学生姓名指导教师201年月日基于PLC的太阳能热水器自动控制系统设计摘要如今，太阳能热水器在城市中得到了广泛的应用，农村也有相当一部分人在使用太阳能热水器。
因此，研究和开发先进的太阳能热水器控制系统变得越来越重要。
本设计阐述了可编程控制器PLC在太阳能热水器控制系统中的应用，重点研究了系统的硬件构成及软件的设计过程。
指出了PLC设计的关键是能满足基本的控制功能，并考虑维护的方便性、系统可扩展性等。
本设计进行了系统的I/O分配和PLC选型，根据要求绘制出了控制系统电气原理图和接线图等。
把PLC作为太阳能热水器的控制系统，大大减少了其它元器件的使用。
它使系统接线简单，检修维护方便快捷，增进了系统的先进性。
关键词：太阳能热水器，PLC，控制系统Design of Solar Water Heater Control System Based on PLCAuthor: Chen WeiTutor: Wu JuanAbstractNow, vast majority of urban residents use solar water heaters, so do a considerable number of rural people. Therefore, the research and development of controlling system of advanced solar water heater are becoming increasingly important.This design expounds the application of PLC in solar water heater automatic controlling system, especially the designing process of hardware and software of the system. Furthermore, the project shows that the key of PLC designing is to satisfy the basic controlling function, considering the conveniences of maintenance and scalability.In this design, the address of I/O is resigned and the suitable PLC is choosed. The electrical principle diagram and the interconnection diagram are drawn, according to the requirement.As the controlling system of solar water heater; PLC greatly reduces the number of other components. Moreover, it has the feature such as simple interconnection, rapid and easy fault detecting and maintenance, and advancement of the system.Key words:Solar Water Heater, PLC, Control System目录1 绪论 (1)1.1 本设计研究的目的和意义 (1)1.2 国内外研究现状 (1)1.2.1 国内研究现状 (1)1.2.2 国外研究现状 (2)1.3 我国太阳能热水器的种类 (2)1.3.1 平板式太阳热水器 (2)1.3.2 全玻璃真空管式热水器 (3)1.3.3 热管式太阳能热水器 (3)1.3.4 热管—真空管式太阳能热水器 (4)1.4 研究的内容 (4)2 太阳能热水器系统功能简介 (5)2.1 太阳能热水器概述 (5)2.2 太阳能热水器组成 (6)2.3 太阳能热水器的基本工作过程 (7)2.4 可编程控制器概述 (8)2.5 PLC的发展历史 (8)2.6 PLC的特点 (9)2.7 PLC的基本工作原理 (10)3 控制系统的硬件设计方案 (12)3.1 控制系统的基本功能要求 (12)3.2 控制系统的硬件设计方案 (12)3.2.1 系统水温、水位控制原理框图 (13)3.2.2 PLC的选型 (13)3.2.3 PLC硬件控制框图 (14)3.2.4 各单元功能作用介绍 (14)3.2.5 PLC的端口分配 (16)3.3 系统电路的设计 (17)4 控制系统的软件设计方案 (20)4.1 系统软件设计方案 (20)4.2 软件组成 (20)4.3 系统控制流程图 (20)4.4 系统控制顺序功能图 (22)4.5 设计控制系统的梯形图程序 (23)结论 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)1 绪论1.1 本设计研究的目的和意义用太阳能解决我国家庭热水是最有希望的、最有效可行的途径。
基于plc智能热水器毕业设计论文
毕业论文（设计）原创性声明本人所呈交的毕业论文（设计）是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。
据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文（设计）不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。
对本论文（设计）的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。
作者签名：日期：毕业论文（设计）授权使用说明本论文（设计）作者完全了解**学院有关保留、使用毕业论文（设计）的规定，学校有权保留论文（设计）并向相关部门送交论文（设计）的电子版和纸质版。
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作者签名：指导教师签名：日期：日期：注意事项1.设计（论文）的内容包括：1）封面（按教务处制定的标准封面格式制作）2）原创性声明3）中文摘要（300字左右）、关键词4）外文摘要、关键词5）目次页（附件不统一编入）6）论文主体部分：引言（或绪论）、正文、结论7）参考文献8）致谢9）附录（对论文支持必要时）2.论文字数要求：理工类设计（论文）正文字数不少于1万字（不包括图纸、程序清单等），文科类论文正文字数不少于1.2万字。
3.附件包括：任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）。
4.文字、图表要求：1）文字通顺，语言流畅，书写字迹工整，打印字体及大小符合要求，无错别字，不准请他人代写2）工程设计类题目的图纸，要求部分用尺规绘制，部分用计算机绘制，所有图纸应符合国家技术标准规范。
图表整洁，布局合理，文字注释必须使用工程字书写，不准用徒手画3）毕业论文须用A4单面打印，论文50页以上的双面打印4）图表应绘制于无格子的页面上5）软件工程类课题应有程序清单，并提供电子文档5.装订顺序1）设计（论文）2）附件：按照任务书、开题报告、外文译文、译文原文（复印件）次序装订3）其它河南理工大学成人教育学院毕业设计（论文）任务书站名：平顶山函授站年级专业13级电气工程及其自动化学生姓名张智强一、设计（论文）题目：基于PLC智能热水器二、设计（论文）任务与要求综合运用所学理论知识，实践知识，结合生产、科研课题，在规定时间内独立完成设计要求。
太阳能中央集热工程PLC控制系统操作说明
一、编制说明
为便于操作和检修人员进行维护并尽快掌握太阳能中央集热工程 PLC 控制系统的实际运行和常见 故障的处理，特编制此说明。
二、系统概述
可编程逻辑控制器（PLC）新技术的发展，实现了逻辑控制到数字控制的进步，提高了在处理模拟 量、数字运算、人机接口和网络等各方面的能力。太阳能热水工程在工厂、学校、酒店、医院、机关、 部队等各类企事业单位的应用越来越多，将 PLC 应用在大型热水工程控制系统中，实现了更人性化的控 制模式，将使太阳能热水的控制系统水平走上一个新台阶。
4. 运行界面
运行界面：系统运行示意图，在此接口可以显示系统温度、水位、循环泵启停状态、
电磁阀，通断状态。
5. 时间参数设置接口
定时加热：设定辅助加热定时启动时间段。 用户管道定时循环：设定用户管道定时循环时间段。
5
6. 温度参数设置界面
储水器出水口温度设定：用于设定集热器温差循环温度。 伴热带循环温度设定：设定防冻循环温度，当集热器顶部温度或集热器底部温度低于
三、电气规格
电源电压：220V±5% 系统最大功耗：60W 绝缘阻抗：5MΩ 系统接地：为保证系统正常运行请将系统接地 系统运行环境：操作：-40℃~60℃（温度），50~95%（湿度）；污染等级：3 防护等级：IP55
1
四、功能概述
自动模式：
1. 温差循环：当集热器顶部温度与 1#水箱温度之差 T1-T3>7℃（可调）时，水泵 P1 打开，进行循 环，当 T1-T3<3℃（可调）时，水泵 P1 关闭，停止循环。
伴热带循环温度时伴热带或温差循环泵启动，直到管道温度高于设定值。 储热水箱温度设定：设定 1#水箱用户温度。 用户管道温度设定：用户管道循环温度设定，当用户管道低于此温度时，用户管道循
基于PLC的太阳能水温控制装置的硬件设计 开题报告
毕业论文（设计）题目：基于PLC的太阳能热水器恒温控制系统硬件设计
一、立题依据
1．研究意义：
传统式热水器主要通常燃料燃烧和电气加热为主，随着科学技术的不断发展，人们环保意识的加深，太阳能热水器渐渐地占据了热水器市场的主导地位。太阳能热水器的节能环保、安全可靠广受大众喜爱，不足之处就是水温的自由控制欠缺条件。
[13]陈伯时.电力拖动自动控制系统[M].2版.北京：机械工业出版社,2005.
[14]Jai P.Agrawal.Power electronics and AC drives[M].Prentice Hall,2002.
[15]Liu, D.L., B.J.Scott.Estimation of solar radiation in Australia from fall and temperature observations[J]. Agricultural andForestMeteorology. 2001:41-59.
[2]马红麟.基于PLC控制的多层立体车库的研究与设计[J].制造业自动化.2009:31(3):97-100.
[3]于海生.分布式参数显示及远程通信系统的研制[J].测控技术.1999，28（专辑）：452-455.
[4]王永华.电气与可编程控制技术[M].2版.北京:航天航空大学出版社,2003.
四、毕业设计工作计划及预期成果
工作计划(如下表):
周次
设计(论文)各阶段内容
日期
第八-九周
完成加热系统
12.10.23-12.11.9
第十-十一周
完成水位控制系统
12.11.10-12.11.22
第十二-十五周
完全温度控制系统
基于PLC的太阳能控制系统的设计
基于PLC的太阳能控制系统的设计发布时间：2021-01-12T11:30:35.117Z 来源：《基层建设》2020年第25期作者：王康王鹏举袁世豪成双成董斌[导读] 摘要：随着传统能源的没落与新能源的兴起，太阳能发电逐渐成为市场上的香饽饽，也成为了新能源的代名词。
中北大学 036000摘要：随着传统能源的没落与新能源的兴起，太阳能发电逐渐成为市场上的香饽饽，也成为了新能源的代名词。
我们在对太阳能发电的利用主要有两种形式：分别是利用光能与太阳散发的热能。
下文将以热能为研究对象，重点探讨碟式太阳能的工作机制与应用原理。
碟式太阳能跟踪控制系统在市场上占有很大的比重，该装置通过操控电机的转动方向与角度，对太阳的相对运动进行准确跟踪，也通过这样的检测运动，保证接收装置对太阳光的接受始终处于垂直方向，使得能量聚焦于固定焦点上，垂直的接受方式可以增大对太阳光的利用效率，维持太阳能热供电的需求。
利用PLC技术以及触屏方案对整个测控系统进行远距离的监视，数据信息的传递通过以太网进行共享。
关键词：太阳能发电系统，伺服装置，PLC1 引言1.1 研究背景随着科技革命的到来与进行，人类社会的生产力获得空前的发展，其中支撑这一发展的基础就是能源，这也是当前决定我国生产总值的最重要的因素。
目前，使用最广泛的能源仍然以不可再生能源为主，如煤炭、石油、天然气等，然而作为不可再生能源其储量是有限的，终有一天会消耗殆尽。
另一方面，空气中二氧化硫、二氧化氮的含量也会增加，二者是引起酸雨的主要物质，酸雨对水生物、陆生物以及人类的健康都会造成严重危害。
由此可见，开发和利用可再生且清洁的能源变得非常迫切。
可再生能源包括太阳能、风能等，其中太阳能的开采和利用相对简单可靠，它可以有效地解决能源危机和环境污染。
纵观全世界的科技发展，现阶段对于太阳能的高效率应用依然停留在理论阶段，在实际中仍然没有做到高效率吸收，这也是世界各国与科学家一直在研究的热点话题。
太阳能热水器自动控制系统的plc设计
机电方向机械工程专业机械工程学院专业课程设计任务书名：邓强级：机械10-7姓班的太阳PLC：基于论文（设计）题能热水器自动控制系统的设计要求完成的内容：1）相关背景知识的研究学习；2）系统总体组成设计；4）PLC控制系统硬件模块选型、连接设计（原理图）；5）部分控制软件设计；6）设计计算说明书一份（20页（9000字）以上）设计时间:2014.02.25—2014.03.22 完成日期：2014.03.22论文页数：20(约9000字)页；图纸张数：1-2张指导教师：教研室主任：基于PLC的太阳能热水器控制系统设计摘要现在，城市居民绝大部分都使用了太阳能热水器，农村也有相当一部分人使用。
因此，研究和开发先进的太阳能热水器控制系统变得越来越重要。
本设计阐述了可编程控制器（PLC）在太阳能热水器控制系统中的应用,重点研究了系统的硬件构成及软件的设计过程。
指出了PLC设计的关键是能满足基本的控制功能, 并考虑维护的方便性、系统可扩展性等。
本设计进行了系统的I/O分配和PLC选型，根据要求绘制出了控制系统电气原理图和接线图等。
把PLC作为太阳能热水器的控制系统，大大减少了其它元器件的使用。
它使系统接线简单，检修维护方便快捷，增进了系统的先进性。
关键词太阳能热水器PLC 控制系统目录............................................... 要摘Ⅰ ................................................ 绪论1 11.1 本设计研究的目的和意义 ................................. 11.2国内外研究现状 .........................................1 ...................................... 太阳能热水器概述1.2.11...................................... 太阳能热水器组成1.2.22 ............................. 太阳能热水器的基本工作过程1.2.3 3 ...................................... 1.2.4 可编程控制器概述5 ........................................ 的发展历史1.2.5 PLC5 ........................................... 1.2.6 PLC的特点5..................................... 的基本工作原理1.2.7 PLC71.3 本设计研究的主要内容 ...................................8 ................................ 控制系统的硬件设计方案2 92.1 控制系统的基本功能要求 ................................. 92.2 控制系统的硬件设计方案 .................................9.................................. 系统水温控制原理框图2.2.110 .......................................... 的选型2.2.2PLC11 ..................................... 硬件控制框图2.2.3 PLC11 .................................... 各单元功能作用介绍2.2.411 ....................................... 的端口分配2.2.5 PLC142.3 系统电路的设计 ........................................15 ............................... 控制系统的软件设计方案3 193.1 系统软件设计方案 ...................................... 193.2 软件组成 .............................................. 193.3 系统控制流程图 ........................................ 193.4 设计控制系统的梯形图程序 ..............................24 ............................................... 结论4 24 .............................. 原理总图的元器件清单附录28 ....................................... 梯形图程序附录291 绪论1.1 本设计研究的目的和意义在全球能源形势紧张、气候变暖严重威胁经济发展和人们生活健康的今天，世界各国都在寻求新的能源替代战略，以求得可持续发展和在日后的发展中获取优势地位。
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基于PLC的太阳能热水器自动控制系统的设计摘要本课题研究了可编程控制器（PLC）在太阳能热水器自动控制系统中的应用。
重点研究了系统的硬件构成及系统软件的设计过程。
指出了 PLC 设计的关键主要是能满足基本控制功能, 并考虑维护的方便性、系统可扩展性等。
在本文中经研究确定出了系统的各个工序，绘制了系统的工艺流程图；进行了系统的I/O分配和PLC的选型；根据系统设计要求设计绘制了系统的控制梯形图；绘制出了控制系统电气原理图和接线图等。
通过用PLC对太阳能热水器自动控制系统的改造，大大减少了系统对其它元器件的使用，使系统接线简单、检修维护方便快捷、可靠性提高，增进了系统的先进性。
关键词: PLC；太阳能；自动控制系统；热水器Design of Solar Water HeaterAutomatic Control System Based on PLCAbstractApplication of PLC in solar water heater automatic control system is researched in this paper. The content of this paper on the process of system hardware constitution and the system software design is emphasized . And the key of PLC design that is to satisfy the basic control function is pointed out , meanwhile maintenance convenience and system extension are also considerated. The content of this paper is divided into four parts. In the first part, the procedure of the system is established, and then the treatment flow chart is drawed out; In the second part, The address of I/O is resigned .and the suitable PLC type is choosed. The third part, the control ladder diagram is designed according to the requirement; In the end, the electrical principle diagram and the interconnection diagram are drawn.Through the design of the solar water heater automatic control system, the components that is used in the solar water heater automatic control system are decreased. The performance of the system is lifted, and it has the feature such as simply interconnection, rapid and easy fault detecting and maintenance, and high reliability. In a word, the system becomes more advanced because of my design.Keywords: PLC; solar; automatic control system; water heater目录摘要......................................................................................... Abstract . (I)第一章绪论 01.1 本课题研究的目的、意义 01.2国外研究现状 01.2.1 国研究现状 01.2.2 国外研究现状 (1)1.3 目前我国太阳能热水器的种类 (1)1.3.1 平板式太阳热水器 (1)1.3.2 全玻璃真空管式热水器 (2)1.3.3 热管式太阳能热水器 (3)1.3.4 热管—真空管式太阳能热水器 (3)1.4 研究的容 (4)第二章全玻璃真空管式太阳能热水器的综述 (5)2.1 太阳能热水器系统功能简介 (5)2.1.1 太阳能热水器组成、原理和工作过程 (6)2.1.2 太阳能热水器各单元介绍 (7)2.1.3 系统的要求 (9)2.2 可编程控制器（PLC）简介 (9)2.2.1 PLC的发展历史 (10)2.2.2 可编程序控制器的工作原理 (10)2.2.3 可编程控制器的的特点 (11)2.2.4 PLC的分类 (12)2.2.5 可编程控制器应用领域 (13)第三章热水器控制系统的设计方案 (15)3.1 系统硬件的设计方案 (15)3.1.1 PLC的选型 (15)3.1.2 PLC硬件控制框图 (16)3.1.3 各单元功能作用介绍 (16)3.1.4 PLC的端口分配 (20)3.1.5 系统电路的设计 (21)3.2 系统软件设计方案 (23)3.2.1 软件组成 (24)3.2.2 系统控制流程图 (24)3.2.3 设计PLC控制原理（梯形图程序） (29)第四章可编程控制器（PLC）的安装、维护和检修 (30)4.1 PLC的安装 (30)4.2 PLC系统的电源接线 (30)4.3 接地 (31)4.4 输入接线 (31)4.5 输出接线 (31)4.6 PLC的维护和检修 (32)第五章结论 (33)参考文献 (34)致谢 (35)附录Ⅰ梯形图 (36)附录Ⅱ指令表 (36)第一章绪论1.1 本课题研究的目的、意义用太阳能解决我国家庭热水是最有希望的、最有效可行的途径。
太阳能光热应用市场前景广阔，除家庭用热水外，还可用于工业热水、采暖、空调、干燥、农业种植、水产养殖、海水淡化等领域。
从发展角度看，城市家庭生活热水的供给不应由业主考虑，而应与建筑设计开发同时进行。
在此基础上设计出了全玻璃真空管式热水器的自动控制系统。
在电子技术飞速发展的今天，有必要而且有可能采用新技术对原电气控制系统进行改造，以提高可靠性，并实现系统的自动控制，提高太阳能热水器稳定性。
可编程控制器由于可提供使用的时间继电器和中间继电器相当多，而且其常开常闭触点可多次重复使用，使得我们在编程中可以随心所欲。
用部编程“软元件”取代继电器逻辑控制电路中大量的时间继电器和中间继电器，简化控制线路、有效提高系统的可靠性，是PLC的突出特点。
目前，我国大部分太阳能热水器控制部分，往往需要大量的中间继电器和时间继电器来满足生产工艺要求，结果使电路设计复杂、繁琐，故障时有发生，给使用和日常维护带来了很大的不便。
太阳能热水器是太阳能热利用中商业化程度最高、应用最普遍的技术。
但是在热水器自动控制系统中大多采用单片机控制，单片机开发价格较高，而PLC开发价格便宜。
选用PLC控制，它具有速度快，可靠性高，体积小，功能全，编程简单的特点。
通过改进或完善已有太阳能热水器控制系统的不足，设计开发新型太阳能热水控制系统—基于PLC的太阳能热水器自动控制系统。
1.2国外研究现状1.2.1 国研究现状我国太阳能热水器产业发展迅速，目前已成为世界上最大的太阳热水器生产国，但与太阳热水器配套的控制器却一直处于研究和开发阶段，尤其是与太阳能热水器系统匹配的控制器，至今尚未检索到相关报道。
近几年来，市场上陆续出现了一些太阳能热水器控制器，但大多数控制器存在着诸如性能不稳定，容易产生误操作；温度、水位检测、控制误差大；显示器有时出现乱码；与电辅助加热装置不能很好配合；太阳能利用率较低等问题，影响了用户的使用。
更有甚者，有些控制器质量较差，经常发生故障，给用户带来诸多不便，严重影响了用户的使用，从而影响到太阳热水器的销售。
太阳热水器，尤其是太阳热水系统及其控制器有着广阔的发展前景，但现有的技术研究和产品开发投入较少。
因此，在太阳热水器、太阳热水系统的测量控制方面，应引起足够重视，加大投入一定力量研究开发高质量、性能好的测控产品[1]。
1.2.2 国外研究现状太阳能热水器是利用太阳辐射能和热水的装置。
世界上第一台热水器是美国马里的肯普于 1891 年发明的。
到第二次世界大战结束，人们创造了各式各样被统称为“闷晒式”的太阳能热水器。
第二次世界大战结束后，人们的注意力又开始转向发展经济。
一些缺少常规能源的国家，如日本，开始投入人力物力开发利用太阳能，经过人们的努力，各种简易的平板太阳集热器已开始在市场中出现。
到 20 世界 70 年代，随着世界性能源危机日益严重，迫使人们对太阳能的开发利用又重新重视起来，许多国家花了不少人力物力，用于大力研究和开发太阳能利用技术，尤其是太阳能热水器。
到上世纪 70 年代末，太阳热水器的开发利用在美国、澳大利亚、日本、德国、以色列等国家得到了很大的发展.在随后的十几年里，平板集热器型太阳热水器的推广应用在一些国家得到了较快的发展。
1975 年美国欧文斯—伊利诺依（OWens-llinois）公司发明了全玻璃真空管太阳集热器并推向市场。
当时，集热管的选择性吸收涂层的平场阳光吸收率约为83%，但由于采用了高真空技术，使集热器的热损失比普通平板式太阳集热器的热损失降低了两个数量级，从而将太阳能热利用技术水平大大提高了一大步。
在随后的十几年，全玻璃真空管太阳热水器性能通过完善、提高，并逐步降低成本，因而得到了快速发展，到上世纪90年代，这种新型太阳能热水器已成为推广应用的主流产品。
在全玻璃真空管太阳能热水器的基础，为进一步提高效率，提高性能，德国研制出热管式真空管太阳热水器，一些国家研制出了一些高质量的太阳热水器专用零部件，另一些国家为优化设计专门开发了用于太阳能热水器的应用软件。
还有一些国家，开发出功能完善，能全天候使用太阳热水器系统。
在西方先进国家，在太阳能热水器方面的研发和推广应用一直比较活跃[2]。
1.3 目前我国太阳能热水器的种类1.3.1 平板式太阳热水器平板式太阳能热水器又叫“平板集热器”，它是太阳热水器的基本型之一。
由它可以派生出许多同类热水器，如翅翼型、波纹板型、塑料压制型等等，但它们的集热基本原理都一样。