新聞中心

EEPW首頁 > EDA/PCB > 設(shè)計(jì)應(yīng)用 > 臺(tái)達(dá)PLC實(shí)現(xiàn)太陽能自動(dòng)供水恒溫系統(tǒng)控制

臺(tái)達(dá)PLC實(shí)現(xiàn)太陽能自動(dòng)供水恒溫系統(tǒng)控制

作者: 時(shí)間:2017-10-14 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  1 引言

  本系統(tǒng)應(yīng)用廣泛,適用于需要熱水供應(yīng)的場(chǎng)合,比如辦公大樓,賓館洗浴等,尤其適合資源比較豐富的地區(qū)??刂葡到y(tǒng)采用DVP40ES2 PLC、DVP04PT-E2、DVP04AD-E2,人機(jī)界面 HMI B07S515。本系統(tǒng)工作性能穩(wěn)定,自動(dòng)化程度高,尤其是恒溫出水的設(shè)計(jì)節(jié)約了大量水資源,集熱循環(huán)的設(shè)計(jì)使得熱水高效循環(huán)進(jìn)入水箱,輔助熱源的加入很好的解決了資源不足天氣情況下的熱水供應(yīng)。

本文引用地址:http://2s4d.com/article/201710/366233.htm

  2 系統(tǒng)構(gòu)成

  系列人機(jī)界面,臺(tái)達(dá)ES2系列CPU、臺(tái)達(dá)PT-E2系列溫度控制模塊,臺(tái)達(dá)AD-E2系列模擬量轉(zhuǎn)數(shù)字量模塊、太陽能集熱器、電熱絲(或空氣源熱泵等其它輔助熱源)、保溫水箱、洗浴控制泵、集熱循環(huán)泵、電磁閥、溫度傳感器、液位傳感器、功率變送器等,如圖1所示。

  3 系統(tǒng)工作原理及循環(huán)過程

  (1)自動(dòng)上水

  水箱內(nèi)裝液位傳感器p,水箱內(nèi)水低于一定值時(shí)(20%),自動(dòng)補(bǔ)水閥上電,水箱自動(dòng)補(bǔ)水,水位達(dá)到設(shè)定值時(shí)(90%),自動(dòng)補(bǔ)水閥斷電,自動(dòng)補(bǔ)水停止。

  (2)集熱循環(huán)

  當(dāng)集熱器出水口水溫(出水口安裝溫度傳感器)高于水箱內(nèi)水溫,達(dá)到PLC設(shè)定啟動(dòng)溫差(6-10攝氏度)時(shí),集熱循環(huán)泵啟動(dòng);集熱水箱中的低溫水進(jìn)入到真空管集熱器組中,集熱器中的相對(duì)高溫水循環(huán)到集熱水箱中,使水箱中的水溫升高。當(dāng)溫差值降低到系統(tǒng)設(shè)定停止溫差時(shí)(1-3攝氏度),循環(huán)泵停止,集熱循環(huán)停止。如此反復(fù)進(jìn)行,逐漸將熱量傳遞到水箱,使水箱中的水溫度逐漸提升,直到達(dá)到洗浴要求的溫度。

  (3)管路恒溫出水

  恒溫回水管路循環(huán)主要是針對(duì)室內(nèi)的洗浴熱水管道而言,為了保證洗浴時(shí)一開噴頭閥門即有熱水,同時(shí)減少無效冷水的浪費(fèi),必須安裝熱水回水管路,采取管路循環(huán)措施。管路循環(huán)采用定溫循環(huán)方式,在室內(nèi)熱水回水管路中適當(dāng)位置安裝溫度檢測(cè)傳感器和循環(huán)泵,設(shè)置一個(gè)溫度范圍來控制泵的運(yùn)行。當(dāng)管道內(nèi)水溫低于設(shè)定值時(shí),啟動(dòng)洗浴管道循環(huán)泵,將管路中的低溫?zé)崴蛉氡厮?,?dāng)水溫達(dá)到設(shè)定值時(shí),管道循環(huán)泵停止運(yùn)行。

  (4)恒溫控制

  當(dāng)水箱內(nèi)水溫低于一定值時(shí),集熱器不能達(dá)到洗浴熱水的溫度要?dú)?,此時(shí)開啟水箱內(nèi)電加熱或其它輔助熱源(空氣源熱泵),以實(shí)現(xiàn)任何天氣條件下都能保證有熱水供應(yīng)的要?dú)狻?/p>

  (5)冬季防凍循環(huán)

  室外管道(保溫水箱和集熱器之間)在寒冷的冬天可能被凍,因此必須有防凍循環(huán)功能;當(dāng)集熱器溫度(檢測(cè)傳感器測(cè)溫)低于一定值(2-5攝氏度)時(shí),啟動(dòng)集熱循環(huán)泵,將保溫水箱中的熱水打進(jìn)集熱器,防止管路結(jié)凍。

  4 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

  系統(tǒng)上位機(jī)選用HMI b7s515型號(hào)觸摸屏以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)運(yùn)行的可視化監(jiān)測(cè)與控制,下位機(jī)選用臺(tái)達(dá)系列PLC,主機(jī)CPU選用DVP40ES2,溫度模塊選用04PT-E2,AD模塊選用04AD-E2。擴(kuò)展模塊還可加入功率變送器,監(jiān)測(cè)電磁閥,循環(huán)泵以及輔助熱源的功率,如圖2所示。

  (1)溫度傳感器所測(cè)得溫度相關(guān)信號(hào)經(jīng)PT模塊轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后傳回PLC的CPU,PLC的狀態(tài)反應(yīng)到觸摸屏上,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)控,如圖3所示。

  圖3 溫度傳感器PT100與DVP04PT模塊的外部接線圖

  (2)水箱液位傳感器測(cè)得電信號(hào)后,經(jīng)液位變送器將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為4-20mA的標(biāo)準(zhǔn)電流信號(hào)后,經(jīng)AD模塊轉(zhuǎn)換為數(shù)字量信號(hào)傳回PLC,PLC根據(jù)設(shè)定值做出判斷,控制水箱電磁閥的開啟與斷開,如圖4所示。

  圖4 液位變送器與04AD-E2模塊的外部接線圖

  另外,各溫度傳感器的測(cè)量溫度直接代表各個(gè)組成部分的溫度,以此來控制系統(tǒng)的運(yùn)行,因此,溫度傳感器的安裝位置極其重要。溫度傳感器安裝處的水溫必須能代表所測(cè)部分的平均溫度。

  5 電氣控制系統(tǒng)軟件開發(fā)

  (1)WPL Soft開發(fā)PLC控制程序

  WPL Soft為臺(tái)達(dá)電子可編程控制器DVP系列在Windows存在系統(tǒng)環(huán)境下所使用的程序編程軟件,臺(tái)達(dá)PLC采用可以編制程序的存儲(chǔ)器,用來在其內(nèi)部執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令,并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。

  系統(tǒng)控制的關(guān)鍵是溫度、液位的比較,通過PLC的比較指令可方便的實(shí)現(xiàn)。

  各擴(kuò)展模塊讀取參數(shù)的頻率、精度是本控制系統(tǒng)的關(guān)鍵,臺(tái)達(dá)PLC提供的溫度控制模塊、AD轉(zhuǎn)換模塊可以輕松的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)化精確控制。

  (2)觸摸屏人機(jī)界面(HMI)程序

  觸摸屏替代鼠標(biāo)及鍵盤部分功能,安裝在顯示屏前端的輸入設(shè)備,是人與控制系統(tǒng)之間傳遞、交換信息的媒介和對(duì)話接口,包括遠(yuǎn)距離的信息傳遞與控制,是控制系統(tǒng)的重要組成部分。在PLC控制程序中加入開關(guān)量,與HMI的寄存器相關(guān)聯(lián),實(shí)現(xiàn)HMI與PLC的關(guān)聯(lián),如圖5所示。

  圖5 PLC程序控制集熱循環(huán)泵的啟動(dòng)與停止

  6 結(jié)論

  本應(yīng)用通過臺(tái)達(dá)PLC及其觸摸屏實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱水系統(tǒng)的自動(dòng)化控制及其監(jiān)測(cè),輔助熱源的加入解決了單一太陽能受天氣狀況影響大的缺點(diǎn)(若輔助熱源選用空氣源熱泵,則系統(tǒng)較之電加熱具有顯著的耗電量低、安全、舒適、綠色環(huán)保、低碳的優(yōu)點(diǎn))。

  控制系統(tǒng)上,加入了溫度、液位、功率等多個(gè)參數(shù),反映到觸摸屏上實(shí)現(xiàn)了運(yùn)行系統(tǒng)的重要參數(shù)可視化監(jiān)控。使用戶對(duì)水箱內(nèi)水溫度,洗浴熱水溫度、水箱內(nèi)水量,系統(tǒng)耗電量等多項(xiàng)參數(shù)有明確的掌握。實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,維護(hù)保養(yǎng)方便,可推廣性極強(qiáng),尤其適合賓館洗浴、辦公大樓等場(chǎng)合的熱水供應(yīng)。此外,還可根據(jù)冬季室內(nèi)取暖的要求,自動(dòng)控制適宜溫度的熱水進(jìn)入暖氣管道,實(shí)現(xiàn)洗浴、采暖兼容的熱水控制系統(tǒng),如附表所示。



關(guān)鍵詞: 臺(tái)達(dá) 太陽能 plc

評(píng)論


相關(guān)推薦

技術(shù)專區(qū)

關(guān)閉