太阳能热水器控制系统的设计
基于PLC的太阳能自动上水控制系统的设计

目录摘要 (I)Abstract (II)第一章绪论 (1)1.1 本课题研究的目的、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 目前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 (4)1.3.4 热管—真空管式太阳能热水器 (4)1.4 研究的内容 (5)第二章全玻璃真空管式太阳能热水器的综述 (6)2.1 太阳能热水器系统功能简介 (6)2.1.1 太阳能热水器组成、原理和工作过程 (7)2.1.2 太阳能热水器各单元介绍 (8)2.1.3 系统的要求 (9)2.2 可编程控制器(PLC)简介 (10)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 (11)2.2.3 可编程控制器的的特点 (12)2.2.4 PLC的分类 (13)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) (28)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 (39)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。
太阳能温度控制系统设计

【 参考文 献】
[] 1 刘福才 , 刘丰 , 立伟.V 刘 A R单片机在 太阳能热水器智能控制器 中的应用 . 微 计算机信息 ,9 9 4 19 ,. [] 2 金伟正. 单线数 字温度传感器 的原理及应用. 电子技术应用 , 0 . 2 0 0 [] 3 向奇汝. 多功能温度控制器叨. 动化与仪器仪表 ,9 9 自 19 . [ 郭 廷 玮 . 阳能 利 用 和前 景 . 学 普 及 出 版 社 ,96 4] 太 科 18 . 作者简介 : 张小兵( 7 一)男, 1 5 , 江西广丰人 , 9 高校教 师。
设 定 温 度 的热 水 , 而 给 用 户 带 来便 利 。 当控 制 器 在 设 定 的 时 间使 水 从 温 达 到设 定 温 度 时 , 通 过声 光 报 警 提 醒 用 户 。 据 这 一 要求 , 制器 将 根 控 软 件设 计 我 们 主要 设 计 主 程 序 。 统 主程 序 主要 完 成 温 度 和 水 位 的 检 系 测 以及 进 行 辅 助 加 热 时 间 预算 和一 些 初 始 化 功 能 。 统 主 程 序 流程 图 系 如图 1 示 。 所
0
引言
பைடு நூலகம்
单稳 态 触 发 器 的定 时 脉 冲 发 生端 , P . 口线 超 过 一 定 时 间不 对 7 L 当 1 7 4
S2 13发 正 脉 冲时 , 统 将 自动 复位 。 系 中 国 已成 为 世 界 上 最 大 的太 阳能 热 水 器 生 产 国 , 产 量 约 为 世 界 年 1 . 键盘和显示电路 : .4 3 是人 机 交 互 的 重要 手 段 。 控 制键 是 用 户 干 预 各 国之 和 , 已有 一 百 多 家太 阳 能热 水 器 生 产 厂 。但 是 许 多 控 制 器 只具 系统 运 行 的 唯 一接 口。键 盘 电 路 由 C 一 0 1口构 成 的 中断 方 式 键 K 3 0P 有 温度 和 液 位 显 示 功 能 , 而且 为分 段 显 示 , 度 显 示误 差 为 1% , 位 温 0 水 盘 电路 。为 了实 现 控 制 器 对 时 间 与 温度 的设 定 及 显示 功 能 , 串行 显 示 显 示 误 差 为 2% 。 种 显 示 器 f 称 不 上 控 制 器) 具有 温度 控 制 功 能 。 5 这 还 不 电路 采 用 串 入 并 出芯 片 7 L 14驱 动 4位 数 码 管 实 现 时 间 与 温 度 的 4 S6 本 文选 用 C 一 0 K 30智 能 控 制 器 进 行 设 计 ,该 控 制 器 具 有 使 用 方 便 、 性 静态 显 示 。 价 比高、 工作 可 靠 、 度 高 等 特 为 太 阳 能 热 水 器 的进 一 步 推 广 具 有 积 精 极 的推 动 作 用 。 2 温 度 控 制 系 统 的软 件 设 计 ( 图 2 见 )
太阳能热水器控制器原理图

太阳能热水器控制器原理图家用太阳能热水器方便、节能、无污染,应用广泛;本文介绍的太阳能热水器辅助控制系统以单片机为核心,对储水箱水位、水温等进行检测和显示;水位过低时进行自动上水、水满自停,防止溢水;在无光照阴雨天或寒冷季节进行辅助电加热,且温度可由用户预置;在寒冷的冬季能对上水管道的水进行排空,防止管道冻裂;具有防漏电、防干烧等多种安全保护和声光报警功能;一、系统结构太阳能热水器辅助控制系统结构如图1所示;在真空管太阳能热水器的保温储水箱内增加一个与电热水器类似的电热元件并固定在绝缘底座上,引出交流电源线入户,由辅助控制系统的继电器控制通断电;水位、水温探测器从保温储水箱顶部安装在水箱中,通过电缆线接入用户室内控制器;进行管道排空时,由控制系统关闭排空控制阀,打开热水开关和淋浴开关,将管道中的水放掉;用水时则打开排空控制阀;系统自动上水时,通过单项电磁阀上水;水流电开关用于检测淋浴开关是否打开、是否有水的流动,当淋浴开关打开用水时,系统自动停止上水、切断辅助电加热器的电源;二控制系统组成太阳能热水器控制系统的组成如图2所示;整个系统以AT89C51单片机为核心,对水温、水位等参数进行智能检测和显示,读取水流开关、排空阀门的状态,经键盘操作和单片机内部运算比较,控制相应得执行机构进行通、断电;进行防漏电、防干烧等保护,并进行相应得声光报警;对水箱水温信号的检测采用DALLAS公司生产的一线式数字温度传感器DS18B20,它具有3引脚TO-92小体积封装形式,CPU只需一根端口线就能与DS18B20通信控制读取温度值;水流开关信号的检测采用开关式传感器,其内部是一个霍尔开关,排空阀是一个带行程开关的球型阀,由5W交流伺服电机带动,每旋转90度输出一个开关信号,排空阀的开闭状态对应于该开关信号;上水电磁阀采用12V直流单项电磁阀;辅助电加热体的通断电采用继电器控制;排空阀由36V5W交流伺服电机带动,由排空阀的开闭状态信号确定并通过继电器控制交流伺服电机电源通断电;三、控制软件设计主程序流程图如图3所示;子程序流程图如图4所示;主程序首先完成串行口、定时器、中断源的初始化,设置初始运行参数、开中断,然后循环读取键盘状态、检测系统是否漏电;一旦检测到系统漏电,进行声音和显示报警,将所有执行机构断电;若系统不漏电则根据存储的键盘状态和检测的水温、水位等状态信号进行相应得处理并等待中断服务程序的执行;系统正常控制时,首先显示水温和水位,若检测到水流开关打开用水时,自动断开上水阀和电加热体电源,即实现水电联动,用水停电;当检测到水位过低时打开电磁阀上水;到达最高水位后,自动关闭电磁阀;在水位超过第二档时,将检测的实际水温与设置水温进行比较,若实际水温低于设置水温,则加热体通电进行辅助电加热;若实际水温高于设置水温时,切断加热体电源;若检测到水位低于第二档,不管设置温度高低,总是停止加热,以防止加热体干烧;。
基于AFS600的太阳能热水器通用控制器设计

关 闭 状 态 ; 接 受 淋 浴 指 令 后 , 水 电 磁 阀 打 开 , 水 当 热 热
流 出 , 动 节 流 阀 根 据 设 定 的 淋 浴 温 度 自 动 开 启 合 适 电
的角 度 。
入 85 单 片机 内核 , 大 扩展 了其 应 用 范 围。本 文 以 01 大
AF 6 0为 核 心 , 现 了 太 阳 能 热 水 器 的 控 制 器 系 统 。与 S0 实
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基 于 AF 6 0的太 阳 能 热 水 器 通 用 控 制 器 设 计 S0
熊 俊 俏 , 浩 , 志 芳 , 增 华 沈 杨 刘
( 汉 工 程 大 学 电气 信 息 学 院 , 武 武汉 4 0 7 ) 3 0 3
摘 要 :采 用数 模 混合 可 编程 芯 片 AF 6 0, 过 配 置其 嵌 入 的 8 5 S0 通 0 1软 核 和 内置 资 源构 造 了最 小控 制 系统 ; 完成 了 太 阳 能
太 阳 能 热 器 一 般 来 说 配 有 辅 助 控 制 装 置 , 如 水 箱 例
目前 采用 微 处 理 器 、L P C或 F GA 芯 片 设 计 的 系统 相 比 , P 该 系 统具 有结 构 简单 、 围元 件 少 、 定性 高 等 优 点 。 外 稳
内增 加 一 个 电加 热 器 来 辅 助 加 热 , 位 、 温 探 测 器 安 装 水 水 在 水 箱 中以 检 测 水 箱 中的 水 位 高 度 和 水 温 , 通 过 缆 线 接 并 入 控 制 器 显 示 。水 流 量 的 大 小 控 制 是 通 过 步 进 电机 精 确
水 指令 后 , 水 电磁 阀 打开 , 上 自来 水 经 过 三 通 由上 水 电 磁 阀 流 向 水 箱 , 时 电 动 节 流 阀 和 热 水 电 磁 阀 仍 处 于 此
太阳能热水系统设计

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太阳能系统常见的运行方式
---自然循环系统(2-5) ---自然循环系统(2自然循环系统(2
ห้องสมุดไป่ตู้按储水箱水被加热方式
直接式
间接式
按传热工质与大气相通 按集热器内介质状况
敞开式 充满式
开口式 回流式
封闭式 排放式
按加热工质循环动力
自然循环
强制循环
按加热工质流动方式
循环式
直流式
接集热器与储水箱位置
分离式
紧凑式
闷晒式
太阳热水系统设计的主要方面
1、用户情况与要求 2、系统运行方式确定 3、太阳集热器选型 4、太阳集热器面积确定 5、贮水箱设计 6、辅助热源选择与系统设计 7、系统布局 8、太阳集热器倾角与前后排间距确定 9、泵、阀及管路选型与管路系统设计 10、 10、电气控制系统设计 11、 11、管路与设备的保温与防冻 12、系统安全防护(防雷/防雨/防漏电/防腐蚀/抗风雪等) 12、系统安全防护(防雷/防雨/防漏电/防腐蚀/抗风雪等)
太阳能系统常见的运行方式
---自然循环系统(2-3) ---自然循环系统(2自然循环系统(2
多台家用热水器并联组成的顶水系统 多台家用热水器并联组成的顶水系统
补水箱
自 来 水
a) 如果冷水供应慢,热水下水快,就会造成断断续续 出热水; b) 如果没有冷水,就无法将热水顶出。 C) 存在冷热水混水问题,造成热水使用率下降。
的需要不一致;有些用户所提的要求可能无法实现。 的需要不一致 有些用户所提的要求可能无法实现。 有些用户所提的要求可能无法实现
●设计人员必须对用户所提供的情况进行分析判断,或者进 设计人员必须对用户所提供的情况进行分析判断, 设计人员必须对用户所提供的情况进行分析判断 行现场考察核实,以便掌握真实客观的第一手资料。 行现场考察核实,以便掌握真实客观的第一手资料。
简易太阳能热水器设计方案

简易太阳能热水器设计方案太阳能热水器是一种能够利用太阳能将水加热的设备,它不仅可以在环保的同时降低能源消耗,还可以为我们提供热水。
本文将为大家介绍一种简易的太阳能热水器设计方案。
一、原理介绍太阳能热水器的工作原理主要是利用太阳能将水加热。
一般来说,太阳能热水器由太阳能集热器、储热水箱和管路系统等组成。
太阳能集热器通过吸收太阳能将水加热,然后将加热后的热水储存在储热水箱中,最后通过管路系统将热水输送到我们需要的地方。
二、材料准备1. 太阳能集热器:可以使用黑色的铝板或黑色的太阳能吸热器作为集热器,它们能够更好地吸收太阳辐射。
2. 储热水箱:选择一个适当大小的容器作为储热水箱,可以使用塑料桶或不锈钢容器等。
3. 管路系统:选用耐高温的管道材料,如聚丙烯管或铜管,并配备相应的接头和阀门。
三、制作步骤1. 太阳能集热器制作:a. 在铝板或太阳能吸热器上涂刷黑色涂料,增加吸热效果。
b. 将太阳能集热器固定在支架上,确保它能够与太阳保持最佳角度。
c. 将集热器连接到管路系统的进水口。
2. 储热水箱制作:a. 选择一个适当大小的容器,确保能够储存足够的热水。
b. 在容器上开启进水口和出水口,并确保它们与管路系统相连接。
3. 管路系统搭建:a. 将管道与太阳能集热器和储热水箱连接起来,确保管道畅通无阻。
b. 根据需要,可以在管道上安装调节阀和水泵等设备来控制水流量和水温。
四、使用与维护1. 使用前,需要确保太阳能集热器的方位与太阳保持一致,以便最大程度地吸收太阳能。
2. 水箱和管路系统中的水需要定期更换,以保持水质清洁。
3. 涂刷在集热器表面的黑色涂料可能会因长时间使用而磨损,需要定期检查并修复。
五、效果展示这种简易太阳能热水器设计方案可以充分利用太阳能将水加热。
在晴朗的天气条件下,它可以为我们提供足够的热水供应,减少我们对传统能源的依赖。
而且,这种方案的制作和使用成本相对较低,非常适合个人使用。
六、结论通过本文的介绍,我们了解到了一种简易的太阳能热水器设计方案。
太阳能热水器的组成及工作原理
太阳能热水器的组成及工作原理2.1 系统总体结构设计图2-1系统结构图图2-1为系统设计的结构图,该图的系统控制原理图如下图2-2:T3T2F 3热集水热太阳光F1箱器T1D自来水图2-2 系统控制原理图注释:T1: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:循环水阀门F2:冷水阀门F3:热水阀门此款热水器利用微机控制主要有以下几种控制功能:晨水加热控制、温水循环控制、冷水集热控制、水箱加热控制。
1.早晨水温控制由于清晨太阳光较弱,所以太阳能热水器从系统发挥作用。
为了提供温度不低于30摄氏度的水,热水器在清晨4-7点之间对水箱进行电加热,具体控制过程如下:首先,关闭冷水阀门F2和循环水阀门F1,然后微机开始进行水箱的温度采集,同时进行温度的比较,当水箱的温度小于30摄氏度时,电热器D接通进行加热,同时微机继续对热水箱的温度进行采集。
当温度加热到大于30摄氏度时电热器断开,如此反复循环保证了温度的稳定。
2.循环水集热过程早晨水温控制之后(7~9点),设定当日的水箱温度N(由两位BCD次齿轮开关设定),输入微机,再利用微机控制系统,通过太阳光能对热水箱加热以达到理想温度N。
具体控制过程如下:打开循环阀门F1,关闭冷水进水阀门F2,热水阀门F3处于空控状态.然后开始比较温度,若(T3—T1>5摄氏度,T2〉T1)为止.如若T1=N,那么循环水集热过程结束,进入冷水集热控制过程。
3.冷水集热控制此时热水箱温度已达到了N,冷水要进入太阳能集热器,这时温度为T3,和当日的设定温度值相比较,若T3〉N则将已加热的水送入热水箱,每天的控制时段大概为9点~20点。
具体控制过程如下:关闭循环水阀门F2,打开冷水阀门F2,热水阀门F3处于可控状态.若T3>N,打开热水阀门F3并将保持一段时间,若T3<N,关闭F3继续给太阳能集热器加热,知道温度答应N,当打开F3时此时比较水管水温T2与N的值,若T2>N阀门F3继续保持打开状态,否则关闭F3。
浅谈太阳能热水器智能控制器设计
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平 ,将 P1 4置 . 1 时 ,打 开 电 磁 阀 上 水 ,将 P1 4清 0时 , . l 调显示子程序 l 关 电 磁 阀 。 P3. 口是定 4 时 /计数器 TO 的 接 口 ,用 于 — 对 温 度 传 感 器 ,通 过 环 形 JN , l 开电磁阀 l 振 荡 器 产 生 的 方 波 进 行 计 l 送循环状数 l ■ 、 数 ,以 求 通 过 I 开电磁阀 l 软件来计算 出 I 调显示子程序 I J r 所 测 温 度值 。 延时3 0 l 送循环次数 l P3. 用于定 5 分钟 —————— t l调显示子程序 l 时 /计数器 T1 低水 压 的 接 口 ,水 位 声 光报 网 传 感 器通 过 环 罄 冲 l 形 振 荡 器后 , 产 生 的 方 波 的 频 率 (或 周 期 ), 即 可 由 Tl的计数 ,与 T 0 的定 时来 求得 。 5结论 以85 0 l单 片机 为 检 测 控 l 关电磁阀 l 制 核 心 太 阳 能 热 水 器 微 控 制 图 2 器 , 实 现 了时 间 、温 度 和 水位 参 数 的 实 时 显示 ,而 且 具 4 I /o口的说明 : 有 时 间 设 定 、温 度 设 定 、水 位 设 定 与控 制 P0. 6分男 用于输 出 7个字型码给 0 0. U 功 能。 显示 器 ,同时 ,P0. 0也作为 缺水灯指 示控 制 口,P . 作为 2 % 水位灯指示的控制 口, 01 0 参考 文 献 P0. 4作 为 5 %水位灯指示的控 制 口,P0. 0 5 [ 】 苏平、 李晓荃 , 单片机原理 与接 口 术? 1 ? 技 作为 8 %水 位灯指示的控制 口,P . 0 0 6作 为 北 京 : 电子 工 业 出 版 社 ,20 5 0 l % 水 位灯指 示的控制 口。 00 [] 李广 弟, 单片机基础? 北京 :北京航 空航 2 ? P0. 3口还 作为水位设 置的输 入 口,在 天 大 学 出版 社 , 1 96 9 软件 中可 查 看该 口的 电平 高 低 ,以 确 认 水 [】 鲍 小南 , 单 片机基础? 杭州:浙江大学 5 ? 位设置键是 否被按 下。 同理 ,P0. 2口作 为 出版 社 .2 2 00 上水 键 的 输 入 I ,在 软 件 中可 查 看 该 1 S l 3的 [] 治占友, 单 片机外围电路设计? 电子工业 4 ? 电 平 高 低 , 以 确 认 水 位 设 置 键 是 否 被 按 出版 社 ,20 01 下 。P 1 0作为显 示器显示温 度值 十位的位 . 选 ,当 P1. 0=0时 ,显示器才 能显示个位 , 否 则不 显示 。P 1.7作 为水 位 灯显 示 的位 选 ,P1. 7为高 电平时 ,不显示水位灯 ,P1 . 7为 低 电平 时 ,水 位灯才 能显示 。P1. 3口 用 于控 制 低 水 压上 水 指 示 灯 ,当 系统 正 处 于 低 水 压 上 水 时 , 低 水 压 上 水 指 示 灯 闪 亮 ,即 P1 3先处于高 电平 l ,再处于低 1 , . s S 重 复一段 时 间。P 1 6 口用于 控制 蜂鸣 器 , . 当系 统处 于 缺 水状 态 或 低 水 压 上水 时 ,蜂 鸣器都 会鸣叫 ,即让 P1 6处于高 电平 1 , . S 低 电平 1S,重 复一 定 时 间 ,以 实现 蜂鸣 。 P1. 口控制 电磁阀 ,当系统需 要上水或 不 4
家用太阳能热水器控制器系统设计
家用太阳能热水器控制器系统设计作者:王磊来源:《科技创新与应用》2016年第19期摘要:此设计以TI公司单片机MSP430F149为控制核心并调用外围模块一起工作,通过使用温度传感器模块检测水箱里使用水的温度,由于此模块输出的是数字信号,所以可以直接放入微处理器内直接处理,通过数值转换后在液晶12864上显示水箱的温度值。
放在水箱里的水压传感器通过测量与水之间的压力得到当前水箱里的水位值,由于水压传感器输出的是模拟量,所以要经过微处理器里的A/D转换成为数字量再进行处理,处理之后的值在液晶12864上显示。
用户通过按键可以设定适合自己的水温值,单片机通过程序将用户设定的水温值和当前水温值进行比较,如果当前水温值小于设定水温值时就会闭合电磁开关,开启加热装置。
高于设定温度时断开开关停止加热。
温度和水位值都是在时时检测,达到控制目的。
关键词:太阳能热水器控制器;MSP430F149单片机;水位温控检测系统1 概述这些年人类无止境的使用能源,使得能源问题越来越严重,从而想利用其它资源来代替这些不可再生资源。
由于太阳能是人类接触最多的能源,而且在人类认知范围内几乎是取之不尽用之不竭的。
所以太阳能的利用必将是未来的一个趋势,也是主要可循环利用的能源之一。
本次设计就是利用太阳能来控制水箱里水的温度,从而给人们带来便利和减少环境污染,保护地球。
2 太阳能热水器控制器系统硬件设计方案本设计主要是以微处理器MSP430为核心,选择温度传感器和水位传感器作为单片机信号的采集来源,温度传感器采用的是数字式不锈钢的DS18B20温度探头。
水位检测选择水位检测模块,将检测到的模拟信号通过捕获之后送入单片机进行处理。
通过液晶12864来时时显示温度和水位。
全部计划需要经过几个部分的设计来完成:(1)DS18B20温度采集电路的设计;(2)液晶12864电路的设计;(3)经由电磁阀控制太阳能的温度和水位电路设计;(4)经由按键设置温度初始值和水位初始值的电路设计;从设计需求可以看出,本设计需要做的主要工作有:查阅相关资料,了解各部分功能原理。
家用光伏智能热水器控制系统的设计
家用光伏智能热水器控制系统的设计摘要:近年来,我国的光伏技术有了很大进展,光伏热水器的应用也越来越广泛。
相比于太阳能热水器,光伏热水器具有安装维护简单、运行简单、可靠性高、加热稳定、温度可控、节能节电等的突出优点,在目前国内外能源价格持续走高。
本文就家用光伏智能热水器控制系统的设计工作进行研究,以供参考。
关键词:太阳能;光伏发电;热水器;智能控制引言光伏发电系统绿色环保,便于使用、维护和管理,适用于家庭、企业等各类用户。
光伏发电系统主要分为独立型和并网型两种,太阳能与储能的结合是太阳能产业未来的发展趋势。
目前,我国的太阳能光伏发电技术主要应用于农村电气化和离网型太阳能光伏产品,而关于家用光伏智能热水器控制系统的研究较少。
作为光伏发电的重要应用领域,家用光伏发电系统安装便捷、使用维护简单,已经成为某些国家光伏市场的主流产品。
在我国,大部分家庭仍然使用燃气热水器或电热水器,其中,燃气热水器对室内外环境有一定污染性,而电热水器电能消耗较大,且使用220V交流电,有一定的触电风险,如果不对电热水器定期进行除垢等日常维护,还存在爆管等安全隐患。
对此,文章设计了适合家用的小型光伏智能热水器控制系统。
1家用光伏智能热水器控制系统的设计方案1.1主程序流程图设计程序流程框图是智能热水器软件设计的基础,系统的软件设计都是要根据这个主程序设计的,是整体设计的程序的思路,简单明了的表达了智能热水器的电路设计的流程结构。
使用数字温度传感器采集温度,使用投入式液位变送器通过A/D转换后采集水位,可以显示温度、水位等实时数据和设置的系统各类参数。
可以通过4位独立按键进行系统启停及功能参数设置,使用继电器控制加热部件,自动切断电加热棒,防止干烧。
根据系统模块化编程的整体思路,使用C语言编写温度检测、水位检测、数据显示、数据判断处理等功能的程序,然后通过PROTEUS软件进行系统控制程序的仿真调试工作。
程序流程框图是本次智能热水器软件设计的基础,系统的软件设计都是要根据这个主程序设计的,是整体设计的程序的思路,简单明了的表达了智能热水器的电路设计的流程结构,本次设计的家用智能热水器的主程序的流程图如图1所示。
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I 分享无罪
太阳能热水器控制器的设计 摘 要 太阳能是现在社会巨大的能源,人们利用太阳能可以节省好多的能源,所以要好好利用太阳能,发挥它应有的作用。太阳能热水器因利用太阳能、无污染、使用方便、长期使用投入费用低等特点而倍受人们的青睐,得到很好的发展。 本设计以单片机89S52做为控制核心并协调整个系统的工作,通过数字温度传感器检测当前水的温度,由于是数字信号就直接送入单片机89S52内,通过单片机的处理在LED数码管上显示当前的温度值。另外一路是在水箱中的水压传感器测水的压力从而得到水位的高低,水压传感器输出的是0~5V的模拟量,要经过A/D转换成为数字量再送入单片机89S52进行处理,在LED数码管上显示水位值。按键用来设定想要控制的温度值,单片机在内部通过比较设定的温度和当前温度,当前温度小于设定温度时就会闭合电磁开关,开启加热装置。高于设定温度时断开开关停止加热。自动上水方面是设置水位的上限和下限,水位低于下限时就会闭合电磁开关,开始上水,当水位高于上线时就会自动断开电磁开关,停止上水。温度和水位值在时时检测,达到控制目的。
关键词:太阳能热水器,传感器,控制,单片机 II Design of Controller of Solar Water Heater ABSTRACT Solar energy is now a great resources, people use solar energy can save a lot of energy, so make good use of solar energy, to play its proper role. Solar water heater due to use of solar energy, no pollution, easy to use, long-term use of inputs and low cost has attracted people's favor, well developed. This design mostly 89S52 microcontroller core as a control and coordinate the work of the entire system, digital temperature sensor by detecting the current water temperature, because the number of digital signal directly into the MCU 89S52, through SCM handle LED digital tube displays the current temperature. Another way is the pressure in the tank pressure sensor measuring the water level to get the water level, water pressure sensor output is 0 ~ 5V for analog to go through A/D converted into digital and then processed into the MCU 89S52, in LED digital tube display level value. Button is used to set the desired temperature, microcontroller internally by comparing the set temperature and current temperature, current temperature is less than the set value will be closed when the electromagnetic switch, open the heating device. Sheung Shui aspect automatically set the upper limit water level, water level less than the lower limit will be closed electromagnetic switch, will begin to water, the water level reaches the line is automatically disconnected when the electromagnetic switch, stop watering . Temperature and water values detect constantly to controlling purposes.
KEY WORDS: Solar heater, Sensor, control ,MCU III 目 录 摘要 ..................................................................... I ABSTRACT ................................................................ II 1 前言 ................................................................... 1 1.1 课题背景和意义 .................................................... 1 1.2 本课题研究内容与主要工作 .......................................... 2 1.3 本课题的研究预期成果 .............................................. 2 2 总体系统设计 ........................................................... 3 3 总体硬件设计 ........................................................... 4 3.1 系统总体硬件框图与工作原理 ........................................ 4 3.2 温度传感器 ........................................................ 4 3.2.1 温度传感器DS18B20 ........................................... 4 3.2.2 DS18B20的结构 ............................................... 6 3.3 水压传感器及A/D转换 .............................................. 7 3.3.1 水压传感器 .................................................. 7 3.3.2 ADC0832结构及原理 ........................................... 7 3.4 电磁开关电路及原理 ................................................ 8 3.4.1 光电隔离器的原理 ............................................ 9 3.4.2 电磁继电器的原理 ........................................... 10 3.5 单片机控制系统 ................................................... 11 3.6 LED数码管显示电路 ............................................... 13 3.7按键电路设计 ..................................................... 15 4 软件设计方案 .......................................................... 16 4.1 DS18B20驱动程序设计 ............................................. 17 4.1.1 DS18B20工作过程及时序 ...................................... 17 4.1.2 DS18B20的驱动程序 .......................................... 19 4.2串行AD转换器ADC0832程序设计 .................................... 21 4.3 按键控制程序设计 ................................................. 25 IV 4.4 LED数码管显示程序设计 ........................................... 27 5 硬件电路仿真结果 ...................................................... 30 5.1 温度仿真 ......................................................... 30 5.1.1 温度显示仿真 ............................................... 30 5.1.2 温度控制仿真 ............................................... 30 5.2 水位仿真 ......................................................... 32 5.2.1 水位显示仿真 ............................................... 32 5.2.2 水位控制仿真 ............................................... 32 5.3 仿真结果分析 ..................................................... 33 致谢 .................................................................... 35 参考文献 ................................................................ 36 附录Ⅰ 系统总原理图 ..................................................... 37 附录Ⅱ 系统源程序 ....................................................... 38