CN110442080A - 一种基于plc的节能厂房控制系统及其控制方法 - Google Patents

一种基于plc的节能厂房控制系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于PLC的节能厂房控制系统，包括安装于房顶的若干个滑轨，滑轨上间隔设置有第一滑杆和第二滑杆，第一滑杆和第二滑杆分别通过电机驱动在滑轨上滑动，第一滑杆上轴接有若干个太阳能热水板，第二滑杆上轴接有若干个太阳能光伏板，太阳能热水板和太阳能光伏板上分别连接有气缸；厂房墙壁上安装有若干个换气扇，换气扇内安装有调温盘管；还包括一个控制器和若干个光照传感器和温度传感器，控制器的输入端连接光照传感器和温度传感器，控制器的输出端连接气缸和电机。本发明能够改进现有技术的不足，提高厂房的能源利用率，降低能耗水平。

Description

一种基于PLC的节能厂房控制系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及节能建筑技术领域，尤其是一种基于PLC的节能厂房控制系统及其控制方法。
背景技术
随着能源价格的上涨，如何在工业生产过程中进行节能减排成为了各个工业领域中研究的重点。节能厂房是近些年兴起的一种节能建筑，通过对其能源消耗的合理调整，实现厂房能耗指标的下降。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种基于PLC的节能厂房控制系统及其控制方法，能够解决现有技术的不足，提高厂房的能源利用率，降低能耗水平。
为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案如下。
一种基于PLC的节能厂房控制系统，包括安装于房顶的若干个滑轨，滑轨上间隔设置有第一滑杆和第二滑杆，第一滑杆和第二滑杆分别通过电机驱动在滑轨上滑动，第一滑杆上轴接有若干个太阳能热水板，第二滑杆上轴接有若干个太阳能光伏板，太阳能热水板和太阳能光伏板上分别连接有气缸；厂房墙壁上安装有若干个换气扇，换气扇内安装有调温盘管；还包括一个控制器和若干个光照传感器和温度传感器，控制器的输入端连接光照传感器和温度传感器，控制器的输出端连接气缸和电机。
作为优选，太阳能热水板包括第一外壳，第一外壳内平行排布有若干个换热管，换热管通过第一外壳相互接通，第一外壳与水管相连，在每个换热管底部铺设有弧形反射板，弧形反射板将太阳能的热量聚焦到换热管，提高导热温度与效率，换热管顶部贴合有保温层，保温层的宽度小于换热管的宽度；换热管底部设置有波浪折叠部，波浪折叠部与弧形反射板之间固定有若干个导热翅片。
作为优选，调温盘管在换气扇内螺旋布置；调温盘管的外壁设置有导流槽，导流槽与调温盘管的轴线夹角为20°，导流槽边缘设置有缺口，调温盘管内侧固定有导流片，导流片十字交叉安装，导流片上设置有若干个通孔。
一种上述的基于PLC的节能厂房控制系统的控制方法，包括以下步骤：
控制器采集光照传感器和温度传感器发送的测量数据，判断厂房内的光强与温度是否达到预设值；
在光强大于预设值下限且小于预设值上限时，若温度高于预设值上限，则将太阳能热水板保持竖直状态，而将太阳能光伏板保持平铺状态，进行光伏发电，实现节能，太阳能光伏板将太阳能转换为电能，并且通过逆变器进行升压，便于正常使用；
若温度小于预设值下限时，则将太阳能光伏板保持竖直状态，将太阳能热水板保持平铺状态，利用太阳能对调温盘管内的水源进行加热；太阳能热水板吸收太阳能，将太阳能转换为热能，从而通过换气扇将加热后从调温盘管流出的温水带入厂房，保持温度和湿度；
在光强小于预设值下限时，将太阳能热水板和太阳能光伏板均保持竖直状态，利用换气扇对温度进行实时控制；
在光强大于预设值上限时，将太阳能热水板和太阳能光伏板均保持平铺状态，利用换气扇对温度进行实时控制。
作为优选，对温度进行实时控制的过程中，控制器根据温差对厂房内进行分区，然后建立不同区域与每个换气扇的调整关联函数关系集合；同时建立不同区域之间的热交换函数关系集合；然后利用调温盘管的热交换延时率与上述函数关系集合进行维度和线性度的归一化，得出统一的温控函数，进行温度的控制。
采用上述技术方案所带来的有益效果在于：本发明通过太阳能光伏板将太阳能转换为电能，可以将太阳能转换为电能进行储存，从而降低能源的损耗，而太阳能热水板可以便于保证厂房内的稳定温度，从而达到节能减排的效果。本发明提高了能源利用效率，可以有效利用太阳能进行节能减排。建筑内的环境参数控制精度高，进一步减少了由于调控参数波动带来的能源浪费。
附图说明
图1为本发明一个具体实施方式的房顶结构图。
图2为本发明一个具体实施方式中太阳能热水板的结构图。
图3为本发明一个具体实施方式中太阳能热水板内部剖视结构图。
图4为本发明一个具体实施方式中太阳能光伏板的结构图。
图5为本发明一个具体实施方式中控制系统的原理图。。
具体实施方式
参照图1-5，本发明一个具体实施方式包括安装于房顶的若干个滑轨1，滑轨1上间隔设置有第一滑杆2和第二滑杆3，第一滑杆2和第二滑杆3分别通过电机12驱动在滑轨1上滑动，第一滑杆2上轴接有若干个太阳能热水板4，第二滑杆3上轴接有若干个太阳能光伏板5，太阳能热水板4和太阳能光伏板5上分别连接有气缸6。厂房墙壁上安装有若干个换气扇7，换气扇7内安装有调温盘管8。还包括一个控制器9和若干个光照传感器10和温度传感器11，控制器9的输入端连接光照传感器10和温度传感器11，控制器9的输出端连接气缸6和电机12。
太阳能热水板4包括第一外壳13，第一外壳13内平行排布有若干个换热管14，换热管14通过第一外壳13相互接通，而第一外壳13与水管相连，在每个换热管14底部铺设有弧形反射板15，弧形反射板15将太阳能的热量聚焦到换热管14，提高导热温度与效率，而换热管14顶部贴合有保温层16，保温层16的宽度小于换热管14的宽度。换热管14底部设置有波浪折叠部17，波浪折叠部17便于放置换热管14，并且防止换热管14的滚动，而波浪折叠部17与弧形反射板15之间固定有若干个导热翅片18，导热翅片18可以将弧形反射板15的温度传递到换热管14。
调温盘管8在换气扇7内螺旋布置。调温盘管8的外壁设置有导流槽19，导流槽19与调温盘管8的轴线夹角为20°，导流槽19边缘设置有缺口20，调温盘管8内侧固定有导流片21，导流片21十字交叉安装，导流片21上设置有若干个通孔22。
控制器9采集光照传感器10和温度传感器11发送的测量数据，判断厂房内的光强与温度是否达到预设值。
在光强大于预设值下限且小于预设值上限时，若温度高于预设值上限，则将太阳能热水板4保持竖直状态，而将太阳能光伏板5保持平铺状态，进行光伏发电，实现节能，太阳能光伏板5将太阳能转换为电能，并且通过逆变器进行升压，便于正常使用；
若温度小于预设值下限时，则将太阳能光伏板5保持竖直状态，将太阳能热水板4保持平铺状态，利用太阳能对调温盘管8内的水源进行加热；太阳能热水板4吸收太阳能，将太阳能转换为热能，从而通过换气扇7将加热后从调温盘管8流出的温水带入厂房，保持温度和湿度；
在光强小于预设值下限时，将太阳能热水板4和太阳能光伏板5均保持竖直状态，利用换气扇7对温度进行实时控制；
在光强大于预设值上限时，将太阳能热水板4和太阳能光伏板5均保持平铺状态，利用换气扇7对温度进行实时控制。
对温度进行实时控制的过程中，控制器9根据温差对厂房内进行分区，然后建立不同区域与每个换气扇7的调整关联函数关系集合。同时建立不同区域之间的热交换函数关系集合。然后利用调温盘管8的热交换延时率与上述函数关系集合进行维度和线性度的归一化，得出统一的温控函数，进行温度的控制。
通过太阳能光伏板5将太阳能转换为电能，可以将太阳能转换为电能进行储存，从而降低能源的损耗，而太阳能热水板4可以便于保证厂房内的稳定温度，从而达到节能减排的效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (5)

1.一种基于PLC的节能厂房控制系统，其特征在于：包括安装于房顶的若干个滑轨，滑轨上间隔设置有第一滑杆和第二滑杆，第一滑杆和第二滑杆分别通过电机驱动在滑轨上滑动，第一滑杆上轴接有若干个太阳能热水板，第二滑杆上轴接有若干个太阳能光伏板，太阳能热水板和太阳能光伏板上分别连接有气缸；厂房墙壁上安装有若干个换气扇，换气扇内安装有调温盘管；还包括一个控制器和若干个光照传感器和温度传感器，控制器的输入端连接光照传感器和温度传感器，控制器的输出端连接气缸和电机。
2.根据权利要求1所述的基于PLC的节能厂房控制系统，其特征在于：太阳能热水板包括第一外壳，第一外壳内平行排布有若干个换热管，换热管通过第一外壳相互接通，第一外壳与水管相连，在每个换热管底部铺设有弧形反射板，弧形反射板将太阳能的热量聚焦到换热管，提高导热温度与效率，换热管顶部贴合有保温层，保温层的宽度小于换热管的宽度；换热管底部设置有波浪折叠部，波浪折叠部与弧形反射板之间固定有若干个导热翅片。
3.根据权利要求1所述的基于PLC的节能厂房控制系统，其特征在于：调温盘管在换气扇内螺旋布置；调温盘管的外壁设置有导流槽，导流槽与调温盘管的轴线夹角为20°，导流槽边缘设置有缺口，调温盘管内侧固定有导流片，导流片十字交叉安装，导流片上设置有若干个通孔。
4.一种权利要求1-3任意一项所述的基于PLC的节能厂房控制系统的控制方法，其特征在于包括以下步骤：
控制器采集光照传感器和温度传感器发送的测量数据，判断厂房内的光强与温度是否达到预设值；
在光强大于预设值下限且小于预设值上限时，若温度高于预设值上限，则将太阳能热水板保持竖直状态，而将太阳能光伏板保持平铺状态，进行光伏发电，实现节能，太阳能光伏板将太阳能转换为电能，并且通过逆变器进行升压，便于正常使用；
若温度小于预设值下限时，则将太阳能光伏板保持竖直状态，将太阳能热水板保持平铺状态，利用太阳能对调温盘管内的水源进行加热；太阳能热水板吸收太阳能，将太阳能转换为热能，从而通过换气扇将加热后从调温盘管流出的温水带入厂房，保持温度和湿度；
在光强小于预设值下限时，将太阳能热水板和太阳能光伏板均保持竖直状态，利用换气扇对温度进行实时控制；
在光强大于预设值上限时，将太阳能热水板和太阳能光伏板均保持平铺状态，利用换气扇对温度进行实时控制。
5.根据权利要求4所述的基于PLC的节能厂房控制系统的控制方法，其特征在于：对温度进行实时控制的过程中，控制器根据温差对厂房内进行分区，然后建立不同区域与每个换气扇的调整关联函数关系集合；同时建立不同区域之间的热交换函数关系集合；然后利用调温盘管的热交换延时率与上述函数关系集合进行维度和线性度的归一化，得出统一的温控函数，进行温度的控制。
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