CN203980679U - 双节能热水系统plc可编程集中控制系统 - Google Patents

双节能热水系统plc可编程集中控制系统 Download PDF

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方旭
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陈潜
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Abstract

本实用新型涉及一种双节能热水系统PLC可编程集中控制系统，其特征在于：包括多个温度传感器及压力传感器，在保温水箱、太阳能集热器的联箱及太阳能热水系统的管路上的各温度测点分别布置一个温度传感器，在保温水箱的侧下部设有用于测量保温水箱实时水位的压力传感器，所有温度传感器与一体化温度变送器相连，所有压力传感器亦连接模拟量模块，至少一台热泵机组与运行参数及控制信号采集电路板相连，运行参数及控制信号采集电路板连接至PLC控制器，PLC控制器还连接人机交互模块。本实用新型提供了一种操作界面美观，面向实际工程的可编程人性化的集中控制系统，用以提高太阳能和热泵两者结合的可操作性，使现场操作更简单，故障排查更方便。

Description

双节能热水系统PLC可编程集中控制系统
技术领域
本实用新型涉及一种双节能热水系统PLC可编程集中控制，用于于太阳能热泵双节能热水系统中电气智能控制。
背景技术
现有太阳能热水系统的控制部分多采用多个单一功能仪表组合在一块，来完成整套系统的运行，且不包含热泵机组的控制，如：温度控制器用来测试各点的温度，液位控制器用来显示水箱的水位，定时器用做系统中的定时操作。热泵机组的启动温度控制采用机组自带的操作面板进行操作。当热泵机组较多时，需要手动操作多个面板，进行控制。操作起来较繁琐，增加了故障点。虽然市面上生产太阳能控制表和生产热泵的厂家都较多，但都是各自开发生产自己的产品，缺乏一种包括太阳能控制和热泵控制的集中控制，程序及界面均为出厂设定好的，可调节性不足。
发明内容
本实用新型的目的是实现太阳能控制和热泵控制的集中控制。
为了达到上述目的，本实用新型的技术方案是提供了一种双节能热水系统PLC可编程集中控制系统，其特征在于：包括多个温度传感器及压力传感器，在保温水箱、太阳能集热器的联箱及太阳能热水系统的管路上的各温度测点分别布置一个温度传感器，在保温水箱的侧下部设有用于测量保温水箱实时水位的压力传感器，所有温度传感器与一体化温度变送器相连，由一体化温度变送器将做为模拟量的温度信号转换为数字信号后通过模拟量模块送至PLC控制器，所有压力传感器亦连接模拟量模块，至少一台热泵机组与运行参数及控制信号采集电路板相连，运行参数及控制信号采集电路板连接至PLC控制器，PLC控制器还连接人机交互模块。
优选地，所述温度传感器选用PTl00温度传感器，所述一体化温度变送器选用PTl00温度变送器，所述模拟量模块选用EM235模拟量模块。
优选地，所述压力传感器选用工作电压24VDC，输出4～20mA，量程2.5M的压力传感器。
本实用新型提供了一种操作界面美观，面向实际工程的可编程人性化的集中控制系统，用以提高太阳能和热泵两者结合的可操作性，使现场操作更简单，故障排查更方便。
附图说明
图1为本实用新型提供的一种双节能热水系统PLC可编程集中控制系统的系统框图。
具体实施方式
为使本实用新型更明显易懂，兹以优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
结合图1，本实用新型提供了一种双节能热水系统PLC可编程集中控制系统，包括：PLC控制器(S7-200)、模拟量模块(EM235)、SBWZ一体化温度变送器(24VDC，4～20mA，-50℃～200℃)、触摸屏(威纶TK6070IP)、PTl00温度传感器(数量若干)、压力传感器(24VDC，4～20mA，2.5M)。
PTl00温度传感器分别安装在保温水箱、太阳能集热器的联箱及管路的各个测温点上，用来实时测量各点的温度。PTl00温度传感器通过导线连接到控制部分的SBWZ一体化温度变送器上。SBWZ一体化温度变送器把模拟量(温度信号)转换成4～20mA的相应数字量信号。温度变送器与模拟量模块导线连接，模拟量模块把传过来的数字量信号送到PLC控制器中。
压力传感器安装在保温水箱的侧下部，用来测试保温水箱的实时水位，并通过导线连接至模拟量模块上，进而把信号送至PLC控制器中。
通过485电缆线把多台热泵机组(机组带通信接口)的运行参数及控制信号采集到一块电路板上，电路板再通过485电缆线连接至PLC控制器上。
触摸屏通过485电缆线连接在PLC控制器的接口上，触摸屏通过不断读取PLC控制器中的信息(如：时钟、温度、液位、各电气软元件的工作状态)来显示当前整套系统的运行状态。通过在触摸屏上设置各项系统参数，来确保系统的正常运行，及超出系统正常运行状态后，发出报警信息。
各种温度、压力等信号送入PLC控制器中后，PLC控制器给各种信号进行处理，结合内部预先编好的程序，通过对各软元件的控制，实现定时定温的上水、供水、回水、加热，缺水补水，高温保护，防冻保护，温差循环等功能。
因PLC可编程控制器使用的程序软元件，数量较多，可根据需要相应的增多和减少，而不受硬件的限制。而且修改和扩容方便，扩容成本较市面上的一般控制器低很多。另外，PLC可编程控制器内的程序是针对实际工程来编写的，可以最大化利用设备，实现设备工作的最优化，达到系统节能最大化。在本实施例中，所述PLC控制器实现如下功能：
功能一)定时上水：多段时间上水，达到设定的时间后，由PLC控制器将电磁阀打开使得所述保温水箱上水，设定时间结束后，PLC控制器将电磁阀关闭，停止所述保温水箱上水，在上水的过程中，如果所述压力传感器测得水位达到最高设定水位，由PLC控制器及时关闭电磁阀，停止保温水箱上水；
功能二)定温上水：通过设定上水的温度，由PLC控制器控制电磁阀的打开与关闭，在上水的过程中，如果所述压力传感器测得水位达到最高设定水位，由PLC控制器及时关闭电磁阀，停止保温水箱上水；
功能三)太阳能集热器及储热水箱间的温差循环：由温度传感器检测太阳能集热器上两个测点的温度T0及温度T1，由温度传感器检测储热水箱内的温度T2，通过设定(T0-T2)或(T1-T2)温差循环的启动值、停止值，由PLC控制器控制太阳能循环泵的启动与停止；
功能三)保温水箱的缺水补水：当所述压力传感器测得保温水箱内的水位小于或等于缺水设定值时，由PLC控制器启动中间泵进行补水，把集热水箱内的水抽送到供热水箱内，通过所述压力传感器检测保温水箱达到设定的高水位后，由PLC控制器控制中间泵停止补水；
功能四)供热水箱的定温补水：预先设定补水温度，当通过所述温度传感器检测到供热水箱达到补水温度时，由PLC控制器控制中间泵工作，达到补水停止温度或水位达到设定水位后，由PLC控制器停止中间泵；
功能五)供水回水：
当采用自然压力供水，回水泵回水时，由所述PLC控制器控制回水泵定时工作或定温工作；
当采用供水泵供水，电磁阀回水时，预先设定定时启动供水泵及电磁阀，或预习设定定温启动供水泵及电磁阀工作，到达设定时间或设定温度时，由所述PLC控制器启动供水泵及电磁阀。
另外，本实用新型提供的双节能热水系统PLC可编程集中控制系统还包括控制箱其它电气(断路器、交流接触器、热过载保护器、接线端子等按照实际工程选配)。
本实用新型中采用输出4～20mA电流信号、量程-50℃～200℃的Ptl00温度变送器和PTl00温度传感器。温度变送器根据PTl00温度传感器上的温度模拟量大小，把相对应的电流值输送给PLC模拟量模块中，经过信号转换为与之成比例变化的数字量。
以此温度变送器为例，其测量温度范围为-50℃～200℃，对应输出为4～20mA电流信号，即-50℃对应输出电流为4ma，200℃对应输出电流为20ma，但是EM235模拟量模块的模拟量输入设置为0～20ma，这样当输入0～20ma信号给EM235的模拟量输入端时，EM235将其电流信号转换为0～32000的数字量。即：lma对应数字量为：32000÷20＝1600，故当输入4～20ma电流信号给EM235的模拟量输入端时，EM235转换的数字量为6400～32000。被测温度Tx与对应的数字量AIWx的关系为： T x = AIW x - 6400 32000 - 6400 × 250 - 50 .
当压力传感器选用工作电压24VDC，输出4～20mA，量程2.5M的压力传感器，则被测液位Yh与对应的数字量AIVh的关系为：
本实用新型的工作过程为：
第一步：结合实际工程情况，通过软件把编写好的程序下载至PLC控制器和触摸屏中。
第二步：数据采集，通过设在工程系统中的温度传感器、压力传感器、热泵数据采集板来完成。
第三步：数据传输、转换，通过控制系统中的温度变送器、压力传感器把各数据信号转换成电流信号；之后再通过扩展模块把数据传输至PLC控制器中。
第四步：触摸屏、PLC控制器结合传回的数据，通过预先写好的程序来控制相关的电气元件(交流接触器等)，进而控制相应的电气设备(电磁阀、水泵、热泵机组等)的工作。

Claims (3)

1.一种双节能热水系统PLC可编程集中控制系统，其特征在于：包括多个温度传感器及压力传感器，在保温水箱、太阳能集热器的联箱及太阳能热水系统的管路上的各温度测点分别布置一个温度传感器，在保温水箱的侧下部设有用于测量保温水箱实时水位的压力传感器，所有温度传感器与一体化温度变送器相连，由一体化温度变送器将做为模拟量的温度信号转换为数字信号后通过模拟量模块送至PLC控制器，所有压力传感器亦连接模拟量模块，至少一台热泵机组与运行参数及控制信号采集电路板相连，运行参数及控制信号采集电路板连接至PLC控制器，PLC控制器还连接人机交互模块。
2.如权利要求l所述的一种双节能热水系统PLC可编程集中控制系统，其特征在于：所述温度传感器选用PTl00温度传感器，所述一体化温度变送器选用PTl00温度变送器，所述模拟量模块选用EM235模拟量模块。
3.如权利要求1所述的一种双节能热水系统PLC可编程集中控制系统，其特征在于：所述压力传感器选用工作电压24VDC，输出4～20mA，量程2.5M的压力传感器。
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