雙節(jié)能熱水系統(tǒng)plc可編程集中控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種雙節(jié)能熱水系統(tǒng)PLC可編程集中控制系統(tǒng)，其特征在于：包括多個(gè)溫度傳感器及壓力傳感器，在保溫水箱、太陽能集熱器的聯(lián)箱及太陽能熱水系統(tǒng)的管路上的各溫度測(cè)點(diǎn)分別布置一個(gè)溫度傳感器，在保溫水箱的側(cè)下部設(shè)有用于測(cè)量保溫水箱實(shí)時(shí)水位的壓力傳感器，所有溫度傳感器與一體化溫度變送器相連，所有壓力傳感器亦連接模擬量模塊，至少一臺(tái)熱泵機(jī)組與運(yùn)行參數(shù)及控制信號(hào)采集電路板相連，運(yùn)行參數(shù)及控制信號(hào)采集電路板連接至PLC控制器，PLC控制器還連接人機(jī)交互模塊。本實(shí)用新型提供了一種操作界面美觀，面向?qū)嶋H工程的可編程人性化的集中控制系統(tǒng)，用以提高太陽能和熱泵兩者結(jié)合的可操作性，使現(xiàn)場(chǎng)操作更簡(jiǎn)單，故障排查更方便。
【專利說明】雙節(jié)能熱水系統(tǒng)PLC可編程集中控制系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種雙節(jié)能熱水系統(tǒng)PLC可編程集中控制，用于于太陽能熱泵雙節(jié)能熱水系統(tǒng)中電氣智能控制。

【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有太陽能熱水系統(tǒng)的控制部分多采用多個(gè)單一功能儀表組合在一塊，來完成整套系統(tǒng)的運(yùn)行，且不包含熱泵機(jī)組的控制，如:溫度控制器用來測(cè)試各點(diǎn)的溫度，液位控制器用來顯示水箱的水位，定時(shí)器用做系統(tǒng)中的定時(shí)操作。熱泵機(jī)組的啟動(dòng)溫度控制采用機(jī)組自帶的操作面板進(jìn)行操作。當(dāng)熱泵機(jī)組較多時(shí)，需要手動(dòng)操作多個(gè)面板，進(jìn)行控制。操作起來較繁瑣，增加了故障點(diǎn)。雖然市面上生產(chǎn)太陽能控制表和生產(chǎn)熱泵的廠家都較多，但都是各自開發(fā)生產(chǎn)自己的產(chǎn)品，缺乏一種包括太陽能控制和熱泵控制的集中控制，程序及界面均為出廠設(shè)定好的，可調(diào)節(jié)性不足。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的是實(shí)現(xiàn)太陽能控制和熱泵控制的集中控制。
[0004]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型的技術(shù)方案是提供了一種雙節(jié)能熱水系統(tǒng)PLC可編程集中控制系統(tǒng)，其特征在于:包括多個(gè)溫度傳感器及壓力傳感器，在保溫水箱、太陽能集熱器的聯(lián)箱及太陽能熱水系統(tǒng)的管路上的各溫度測(cè)點(diǎn)分別布置一個(gè)溫度傳感器，在保溫水箱的側(cè)下部設(shè)有用于測(cè)量保溫水箱實(shí)時(shí)水位的壓力傳感器，所有溫度傳感器與一體化溫度變送器相連，由一體化溫度變送器將做為模擬量的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后通過模擬量模塊送至PLC控制器，所有壓力傳感器亦連接模擬量模塊，至少一臺(tái)熱泵機(jī)組與運(yùn)行參數(shù)及控制信號(hào)采集電路板相連，運(yùn)行參數(shù)及控制信號(hào)采集電路板連接至PLC控制器，PLC控制器還連接人機(jī)交互模塊。
[0005]優(yōu)選地，所述溫度傳感器選用PT100溫度傳感器，所述一體化溫度變送器選用PT100溫度變送器，所述模擬量模塊選用EM235模擬量模塊。
[0006]優(yōu)選地，所述壓力傳感器選用工作電壓24VDC，輸出4?20mA，量程2.5M的壓力傳感器。
[0007]本實(shí)用新型提供了一種操作界面美觀，面向?qū)嶋H工程的可編程人性化的集中控制系統(tǒng)，用以提高太陽能和熱泵兩者結(jié)合的可操作性，使現(xiàn)場(chǎng)操作更簡(jiǎn)單，故障排查更方便。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]圖1為本實(shí)用新型提供的一種雙節(jié)能熱水系統(tǒng)PLC可編程集中控制系統(tǒng)的系統(tǒng)框圖。

【具體實(shí)施方式】
[0009]為使本實(shí)用新型更明顯易懂，茲以優(yōu)選實(shí)施例，并配合附圖作詳細(xì)說明如下。
[0010]結(jié)合圖1，本實(shí)用新型提供了一種雙節(jié)能熱水系統(tǒng)PLC可編程集中控制系統(tǒng)，包括:PLC控制器(S7-200)、模擬量模塊(EM235)、SBffZ 一體化溫度變送器(24VDC，4?20mA, -50°C?200°C )、觸摸屏(威綸TK6070IP)、PT100溫度傳感器(數(shù)量若干)、壓力傳感器(24VDC, 4 ?20mA, 2.5M)。
[0011]PT100溫度傳感器分別安裝在保溫水箱、太陽能集熱器的聯(lián)箱及管路的各個(gè)測(cè)溫點(diǎn)上，用來實(shí)時(shí)測(cè)量各點(diǎn)的溫度。PT100溫度傳感器通過導(dǎo)線連接到控制部分的SBWZ —體化溫度變送器上。SBWZ —體化溫度變送器把模擬量(溫度信號(hào))轉(zhuǎn)換成4?20mA的相應(yīng)數(shù)字量信號(hào)。溫度變送器與模擬量模塊導(dǎo)線連接，模擬量模塊把傳過來的數(shù)字量信號(hào)送到PLC控制器中。
[0012]壓力傳感器安裝在保溫水箱的側(cè)下部，用來測(cè)試保溫水箱的實(shí)時(shí)水位，并通過導(dǎo)線連接至模擬量模塊上，進(jìn)而把信號(hào)送至PLC控制器中。
[0013]通過485電纜線把多臺(tái)熱泵機(jī)組(機(jī)組帶通信接口)的運(yùn)行參數(shù)及控制信號(hào)采集到一塊電路板上，電路板再通過485電纜線連接至PLC控制器上。
[0014]觸摸屏通過485電纜線連接在PLC控制器的接口上，觸摸屏通過不斷讀取PLC控制器中的信息(如:時(shí)鐘、溫度、液位、各電氣軟元件的工作狀態(tài))來顯示當(dāng)前整套系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)。通過在觸摸屏上設(shè)置各項(xiàng)系統(tǒng)參數(shù)，來確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行，及超出系統(tǒng)正常運(yùn)行狀態(tài)后，發(fā)出報(bào)警信息。
[0015]各種溫度、壓力等信號(hào)送入PLC控制器中后，PLC控制器給各種信號(hào)進(jìn)行處理，結(jié)合內(nèi)部預(yù)先編好的程序，通過對(duì)各軟元件的控制，實(shí)現(xiàn)定時(shí)定溫的上水、供水、回水、加熱，缺水補(bǔ)水，高溫保護(hù)，防凍保護(hù)，溫差循環(huán)等功能。
[0016]因PLC可編程控制器使用的程序軟元件，數(shù)量較多，可根據(jù)需要相應(yīng)的增多和減少，而不受硬件的限制。而且修改和擴(kuò)容方便，擴(kuò)容成本較市面上的一般控制器低很多。另夕卜，PLC可編程控制器內(nèi)的程序是針對(duì)實(shí)際工程來編寫的，可以最大化利用設(shè)備，實(shí)現(xiàn)設(shè)備工作的最優(yōu)化，達(dá)到系統(tǒng)節(jié)能最大化。在本實(shí)施例中，所述PLC控制器實(shí)現(xiàn)如下功能:
[0017]功能一)定時(shí)上水:多段時(shí)間上水，達(dá)到設(shè)定的時(shí)間后，由PLC控制器將電磁閥打開使得所述保溫水箱上水，設(shè)定時(shí)間結(jié)束后，PLC控制器將電磁閥關(guān)閉，停止所述保溫水箱上水，在上水的過程中，如果所述壓力傳感器測(cè)得水位達(dá)到最高設(shè)定水位，由PLC控制器及時(shí)關(guān)閉電磁閥，停止保溫水箱上水；
[0018]功能二 )定溫上水:通過設(shè)定上水的溫度，由PLC控制器控制電磁閥的打開與關(guān)閉，在上水的過程中，如果所述壓力傳感器測(cè)得水位達(dá)到最高設(shè)定水位，由PLC控制器及時(shí)關(guān)閉電磁閥，停止保溫水箱上水；
[0019]功能三)太陽能集熱器及儲(chǔ)熱水箱間的溫差循環(huán):由溫度傳感器檢測(cè)太陽能集熱器上兩個(gè)測(cè)點(diǎn)的溫度TO及溫度Tl，由溫度傳感器檢測(cè)儲(chǔ)熱水箱內(nèi)的溫度T2，通過設(shè)定(T0-T2)或(T1-T2)溫差循環(huán)的啟動(dòng)值、停止值，由PLC控制器控制太陽能循環(huán)泵的啟動(dòng)與停止;
[0020]功能三)保溫水箱的缺水補(bǔ)水:當(dāng)所述壓力傳感器測(cè)得保溫水箱內(nèi)的水位小于或等于缺水設(shè)定值時(shí)，由PLC控制器啟動(dòng)中間泵進(jìn)行補(bǔ)水，把集熱水箱內(nèi)的水抽送到供熱水箱內(nèi)，通過所述壓力傳感器檢測(cè)保溫水箱達(dá)到設(shè)定的高水位后，由PLC控制器控制中間泵停止補(bǔ)水；
[0021]功能四)供熱水箱的定溫補(bǔ)水:預(yù)先設(shè)定補(bǔ)水溫度，當(dāng)通過所述溫度傳感器檢測(cè)到供熱水箱達(dá)到補(bǔ)水溫度時(shí)，由PLC控制器控制中間泵工作，達(dá)到補(bǔ)水停止溫度或水位達(dá)到設(shè)定水位后，由PLC控制器停止中間泵；
[0022]功能五)供水回水:
[0023]當(dāng)采用自然壓力供水，回水泵回水時(shí)，由所述PLC控制器控制回水泵定時(shí)工作或定溫工作；
[0024]當(dāng)采用供水泵供水，電磁閥回水時(shí)，預(yù)先設(shè)定定時(shí)啟動(dòng)供水泵及電磁閥，或預(yù)習(xí)設(shè)定定溫啟動(dòng)供水泵及電磁閥工作，到達(dá)設(shè)定時(shí)間或設(shè)定溫度時(shí)，由所述PLC控制器啟動(dòng)供水泵及電磁閥。
[0025]另外，本實(shí)用新型提供的雙節(jié)能熱水系統(tǒng)PLC可編程集中控制系統(tǒng)還包括控制箱其它電氣(斷路器、交流接觸器、熱過載保護(hù)器、接線端子等按照實(shí)際工程選配)。
[0026]本實(shí)用新型中采用輸出4?20mA電流信號(hào)、量程_50°C?200°C的PtlOO溫度變送器和PT100溫度傳感器。溫度變送器根據(jù)PT100溫度傳感器上的溫度模擬量大小，把相對(duì)應(yīng)的電流值輸送給PLC模擬量模塊中，經(jīng)過信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之成比例變化的數(shù)字量。
[0027]以此溫度變送器為例，其測(cè)量溫度范圍為-50°C?200°C，對(duì)應(yīng)輸出為4?20mA電流信號(hào)，即-50°C對(duì)應(yīng)輸出電流為4ma，200°C對(duì)應(yīng)輸出電流為20ma，但是EM235模擬量模塊的模擬量輸入設(shè)置為O?20ma，這樣當(dāng)輸入O?20ma信號(hào)給EM235的模擬量輸入端時(shí)，EM235將其電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為O?32000的數(shù)字量。即:lma對(duì)應(yīng)數(shù)字量為:32000 + 20=1600，故當(dāng)輸入4?20ma電流信號(hào)給EM235的模擬量輸入端時(shí)，EM235轉(zhuǎn)換的數(shù)字量為
6400?32000。被測(cè)溫度Tx與對(duì)應(yīng)的數(shù)字量AIWx的關(guān)系為:Tx - ^aaa X 250 ~50 °




32000 — 6400
[0028]當(dāng)壓力傳感器選用工作電壓24VDC，輸出4?20mA，量程2.5M的壓力傳感器，則被


AfW -Λ400
測(cè)液位Yh與對(duì)應(yīng)的數(shù)字量AIVh的關(guān)系為:一xl900。


32000-6400
[0029]本實(shí)用新型的工作過程為:
[0030]第一步:結(jié)合實(shí)際工程情況，通過軟件把編寫好的程序下載至PLC控制器和觸摸屏中。
[0031]第二步:數(shù)據(jù)采集，通過設(shè)在工程系統(tǒng)中的溫度傳感器、壓力傳感器、熱泵數(shù)據(jù)采集板來完成。
[0032]第三步:數(shù)據(jù)傳輸、轉(zhuǎn)換，通過控制系統(tǒng)中的溫度變送器、壓力傳感器把各數(shù)據(jù)信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)；之后再通過擴(kuò)展模塊把數(shù)據(jù)傳輸至PLC控制器中。
[0033]第四步:觸摸屏、PLC控制器結(jié)合傳回的數(shù)據(jù)，通過預(yù)先寫好的程序來控制相關(guān)的電氣元件(交流接觸器等)，進(jìn)而控制相應(yīng)的電氣設(shè)備(電磁閥、水泵、熱泵機(jī)組等)的工作。
【權(quán)利要求】
1.一種雙節(jié)能熱水系統(tǒng)PLC可編程集中控制系統(tǒng)，其特征在于:包括多個(gè)溫度傳感器及壓力傳感器，在保溫水箱、太陽能集熱器的聯(lián)箱及太陽能熱水系統(tǒng)的管路上的各溫度測(cè)點(diǎn)分別布置一個(gè)溫度傳感器，在保溫水箱的側(cè)下部設(shè)有用于測(cè)量保溫水箱實(shí)時(shí)水位的壓力傳感器，所有溫度傳感器與一體化溫度變送器相連，由一體化溫度變送器將做為模擬量的溫度信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后通過模擬量模塊送至PLC控制器，所有壓力傳感器亦連接模擬量模塊，至少一臺(tái)熱泵機(jī)組與運(yùn)行參數(shù)及控制信號(hào)采集電路板相連，運(yùn)行參數(shù)及控制信號(hào)采集電路板連接至PLC控制器，PLC控制器還連接人機(jī)交互模塊。
2.如權(quán)利要求1所述的一種雙節(jié)能熱水系統(tǒng)PLC可編程集中控制系統(tǒng)，其特征在于:所述溫度傳感器選用PTlOO溫度傳感器，所述一體化溫度變送器選用PT100溫度變送器，所述模擬量模塊選用EM235模擬量模塊。
3.如權(quán)利要求1所述的一種雙節(jié)能熱水系統(tǒng)PLC可編程集中控制系統(tǒng)，其特征在于:所述壓力傳感器選用工作電壓24VDC，輸出4?20mA，量程2.5M的壓力傳感器。
【文檔編號(hào)】F24J2/40GK203980679SQ201420391380
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年7月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月16日
【發(fā)明者】黃海鷹, 方旭, 彭嬌, 陳潛, 宋維新, 陳福浩 申請(qǐng)人:上海申花光能科技有限公司