太阳能热水器控制系统的设计
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主电路图.DWG
主程序控制系统流程图.DWG
太阳能热水器控制系统的设计开题报告.doc
太阳能热水器控制系统的设计说明书.doc
水位子程序流程图.DWG
温度子程序流程图.DWG
系统控制原理图.DWG
系统控制框图.DWG
系统结构图.DWG
除尘子程序流程图.DWG
摘 要
针对太阳能热水器存在着受季节和天气的影响、提供的热水量不够、不能实现全年正常使用的不足，设计了一种基于PLC控制的太阳能热水器。该控制器是在现有太阳能热水器的基础上开发的，该系统利用PLC实时监测水温及水位。用水时，若日晒水温达不到设定值，单片机控制电加热器自动补温至设定温度，无须人为控制加热时间；缺水时能自动上水到设定值，不必全部加满。在无光照阴雨天或寒冷季节进行辅助电加热，且温度可由用户设置。
本文利用PLC对太阳能热水器的自动控制系统进行设计，通过使用PLC，可以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：影响 太阳能热水器 控制系统 PLC
Abstract
This paper is based on the machinery design and machinery(PLC) principle and the 3d drawing software and related knowledge and theory, by collecting relevant data of sewing machine and reading the related literature books and referring to the sewing machine in the tailor shop, first of all, due PLC uese the main parts institutional model of the sewing machine, secondly use the Solidworks drawing software to conduct the part modeling which was designed well.
This paper use and the conduct assembly design which the PLC parts was built, get the corresponding assembly model, finally conduct movement simulation to the corresponding assembly model.
Keywords： sewingmachine,PLC,part modeling, assembly
目 录
摘 要 I
目 录 II
1 绪 论 1
2 本课题研究的目的、意义 1
3 国内外发展现状 1
3 系统总体设计 3
3.1 系统原理框图 3
3.2 控制系统的组成及工作原理 4
4 硬件功能模块的设计 7
4.1 单片机系统 7
4.2 水温测量电路 8
4.3 水位测量电路 10
4.4 实时时钟电路 12
4.5 显示电路 13
4.6 电源电路 15
4.7 键盘电路 16
4.8 自动上水和报警电路 18
4.9 辅助电加热电路 19
5 软件部分的设计 20
5.1 软件的总体设计 20
5.2 温度检测 20
5.3 实时时钟 20
6 结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
附 录 27
附录1：源程序 27
附录2：总原理图 41
1 绪 论
1.1 太阳能热水器的应用及意义
众所周知，太阳能是取之不尽，用之不竭，没有污染的巨大能源。随着世界上煤、油、气的储量日益减少，能源危机已增长，环境的危机已威胁着生态平衡，太阳能开发利用的课题已提到人类的面前，有人预测：二一十世纪太阳能将由辅助能源上升为主要能源，但由于太阳能的分散性、季节性和地区性又给太阳能利用带来重重困难，有些技术难点尚未突破，产品造价偏高。因而尚未被人们大规模的使用。
在太阳能热利用技术中，太阳能热水器是技术上比较成熟、造价比较低廉的产品，同时给人民提供不耗能源、保护环境、绝对安全的热水而受到人们的欢迎。
我国从“六五”计划期间开始推广太阳能热水器，到目前全国已有250万平方米采光面积的太阳能热水器，厂家又几家发展到全国约有180家左右，是目前世界上推广最大的国家之一，而且形成了规模，形成了中国特色的太阳能企业，有中国太阳能协会为中心，以中国农村能源企业协会太阳能热利用专业委员会为中心，制定了产品标准、测试条件、产品合格证颁发等一系列措施。
世界各国的太阳能热水器生产发展也很快。例如：澳大利亚政府规定，在北部地区新建房屋一定要设置太阳能热水器，西澳大利亚已有25%的新住宅安装了太阳能热水器。
国内外太阳能热水器使用量增长如此之快，其根本原因是：能源问题、环保问题是当今世界面临的主要问题之一。太阳能热水器是节能、环保产品，故受到广泛重视，发展极快，预计今后每年将以15%至20%的速度发展。
根据理论计算及实际应用证明，太阳能热水器每平方米光面积一年可节约标准煤200-300公斤节电1500度，或节约液化气180公斤，设计可以参考以下的几个意见：
在设计民用建筑时，若此地区没有集中热水供应，可给用户安装太阳能热水器，以提供热水，提高住房的档次，在设计时将冷、热水线预埋，以平均每套住宅建筑面积65平方米计算，工程造价大约每平方米增加18-20元。
在设计工厂浴室时，可考虑采用太阳能热水系统，每平方米采光面积产热水100升计算，100平方米太阳能热水系统可产热水10吨，每人每次标准用水40升，可解决250人的洗浴用水。作为工厂中低温工业热水，可根据当地各种各样的不同条件予以特殊设计。
采用太阳能热水器与电热水器、燃气热水器相比，还具有绝对安全，最为卫生的特点，在电费，液化气、煤气价格较高的地区，用户1-3年及收回投资，在这以后提供的热水是免费的。
太阳能热水器的推广应用及经济效益据不完全统计，迄今全国太阳能热水器累计安装使用总量以达300万平方米以上，所以该控制器具有使用方便、性价比高、工作可靠、精度高等特为太阳能热水器的进一步推广具有积极的推动作用。
1.2 太阳能热水器的发展状况及市场竞争分析
目前，中国已经成为世界上最大的太阳能热水器生产国，年产量约为世界各国之和，已经有一百多家太阳能热水器生产厂，但是与之配套的太阳能热水器控制器却一直处在研究与开发阶段。这种控制器只具有温度和液位显示功能，而且分段显示，温度显示误差为10%，水位显示误差为25%，这种显示器不具有温度控制功能，当由于天气原因而光强不足时，就会给热水器用户带来不便；即使热水器具有辅助加热功能，由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费大量的电能，本文设计的太阳能热水器控制器以AT89S52单片机为检测控制核心，不仅实现了时间、温度和水位三种参数实时显示和控制功能，而且具有时间设定、温度设定与控制功能。温度控制采用模糊控制，控制器可以根据天气情况利用辅助加热装置使蓄水箱内的水温在设定时间达到预先设定的温度，从而达到24小时供应热水的目的。太阳能热水器时太阳能利用中最常见的一种装置，经济效益明显，正在迅速的推广应用，太阳能热水器能够将太阳能辐射转换热能，供生产和生活使用，他主要有平板集热器、蓄水器和连接管道等部件组成，可分循环式、直流式闷晒式。
6 结束语
该控制器和以往显示仪相比性能价格比高、温度控制与显示精度高、使用方便和性能稳定等优点。单片机系统具有低价、智能的优势，能够根据需求的不同而做相应的调整，更加个性化。同时，使用单片机控制系统能够节约能源，保护设备，延长设备的使用时间。
该热水器具备以下特点：
（1）结构简单、运行可靠、操作维护简便。
（2）热源取之不尽用之不竭，不需要运输，节省采料。
（3）无污染，不会对周围环境造成任何影响。
（4）热水产量受季节、地区维度、才热面积、采热器类型、环境温度、供水温度、风速、日照实际等因素影响较大。
（5）该系统加装减压阀后可与锅炉配套使用，解决冬季用水。
（6）不用考虑玻璃盖的防冻装置。
该热水器装置置于浴室屋占地面积较大，同时增加了建筑物的负载荷。
在试制和安装过程中我们体会到只有注意以下几个方面才能保证热水器的正常运行，第一是循环管道水流方向不允许有反坡现象，拐弯要和缓，管道内要清洁无阻塞。第二是冷水箱、热水箱、集热器以及热水保温的相对位置及标高合理，符合水流的规律，第三是补充给热水箱的水流不允许冲击，第四是电磁阀的选择及安装位置要合理，保证动作灵敏可靠。
总之，无论从市场或技术抑或价格的角度来说，此款热水器具有很大的优势。它市场前景广阔、技术先进、价格合理、高度智能化，方便省事，是当前市面上热水器的升级产品。它不但适合于城乡民宅需求，还适合于写字楼、餐饮、娱乐、商业服务浴室、理发店、旅馆、招待所、托儿所、敬老院以及外贸出口等各种需求。
致 谢
从论文的选题到搜集资料，从论文的初稿的完成到正文的反复修改，我经历了喜悦、聒噪、痛苦和彷徨，在写做作的过程中，心情是如此的复杂。如今，伴随着这篇毕业论文的最终完成，心情也逐渐舒畅了许多，自己甚至还有点成就感。
在设计的过程中，我要感谢我的指导老师-贲礼进老师，他为人随和热情，治学严谨细心，在从初稿到整个论文的完成，老师始终认真负责的给予我深刻而细致的指导。正是有了他的无私帮助与热忱鼓励，我的毕业论文才得以顺利完成。
我还要感谢的班主任张新亮老师以及在大学三年中给我们授课的老师们，是他们让我学到了许多许多的知识，让我看到了世界的精彩，让我学会了做人做事，同时还要对教导过我的老师表示深深地敬意和谢意。
最后感谢三年里陪伴我的同学、朋友们，有了她们的帮助，我的人生才丰富，使我看到了未来的美好，让我在奋斗的路上才不孤单。
参考文献
[1] 阎石. 数字电子技术[M]. 高等教育出版社，1997
[2] 胡汉才. 单片机原理及接口技术[M] 清华大学出版社，1996
[3] 童诗白. 模拟电子技术基础[M] 高等教育出版社，2001
[4] 王建平. 串行LED显示驱动器及应用[M] 电子技术应用，1996
[5] 金伟正. 单线数字温度传感器的原理及应用[M] 电子技术应用，2000
[6] 单片机原理与应用实例教程[M] 北京交通大学出版社
[7] 李全利. 单片机原理及应用技术第2版[M] 高等教育出版社