基于plc的太阳能热水器自动控制系统的设计--大学毕业设计论文.doc

北京化工大学北方学院毕业设计（论文）诚信申明本人申明：我所呈交的本科毕业设计（论文）是本人在导师指导下对四年专业知识而进行的研究工作及全面的总结。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中创新处不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京化工大学北方学院或其它教育机构的学位或证书而已经使用过的材料。与我一同完成毕业设计（论文）的同学对本课题所做的任何贡献均已在文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人承担一切相关责任。本人签名： 年 月 日基于PLC的太阳能热水器控制系统设计贾梦龙自动化专业自控1209班学号120240248指导教师程杰副教授摘要这篇论文主要讲的是可编程控制与太阳能热水器控制系统的结合使用。论文主要讲了五个方面，第一章是绪论主要讲的是研究太阳能热水器的目的和意义，第二章主要讲的是太阳能热水器的组成介绍与可编程控制器的工作原理，第三章主要讲的是热水器控制系统的设计方案，第四章主要讲的是软件部分设计的方案，第五章主要讲的是可编程太阳能热水器能够很好的让人享受科技带来的便利，而且我所设计的太阳能热水器简化了接线，提高了加热效率，即使在阴天或者晚上也能够通过电加热使水温升高让人们舒舒服服的洗上热水澡。关键词: PLC太阳能自动控制系统热水器Design of Solar Water Heater Control System Based on PLCABSTRACTApplication of PLC in solar water heater automatic control system is researched in this paper. The content of this paper on the process of system hardware constitution and the system software design is emphasized . And the key of PLC design that is to satisfy the basic control function is pointed out , meanwhile maintenance convenience and system extension are also considerated. The content of this paper is divided into four parts. In the first part, the procedure of the system is established, and then the treatment flow chart is drawed out; In the second part, The address of I/O is resigned .and the suitable PLC type is choosed. The third part, the control ladder diagram is designed according to the requirement; In the end, the electrical principle diagram and the interconnection diagram are drawn. Through the design of the solar water heater automatic control system, the components that is used in the solar water heater automatic control system are decreased. The performance of the system is lifted, and it has the feature such as simply interconnection, rapid and easy fault detecting and maintenance, and high reliability. In a word, the system becomes more advanced because of my design.Key words:PLCsolarautomatic control systemwater heater目录前言1第1章概述2第1.1节 研究本课题的目的、意义2第1.2节 当前研究现状2第1.3节 目前我国太阳能热水器的种类3第1.4节 研究的内容5第2章 太阳能热水器的组成介绍与可编程控制器的工作原理6第2.1节 太阳能热水器系统功能简介6第2.2节 可编程控制器（PLC）简介10第3章 热水器控制系统的设计方案12第3.1节 系统硬件的设计方案12第3.2节 系统软件设计方案19第4章 软件部分设计23第4.1节 系统的I/O口地址及相关的软元件功能设置23第4.2节 编程软件的介绍24第4.3节 PID闭环控制24第5章 可编程控制器（PLC）的安装、维护和检修27第5.1节 PLC的安装27第5.2节 PLC系统的电源接线27第5.3节 接地28 第5.4节 输入接线28第5.5节 输出接线29第5.6节 PLC的维护和检修29结 论30附录 梯形图32附录 指令表35参考文献41致 谢42V前言身为北京化工大学北方学院的一名学生，我深深的体会到了我们学院对我们同学在教育方面是如何的用心，学院老师是如何的负责。而且我们学院在自动化专业早已形成了一套规范的管理模式、我完善的教学体制。无论是在对教学材料的选择和老师在备课教案的制作，老师们都是煞费苦心。2003年4月，教育部在认真总结各地各校办学经验、广泛听取各方面意见的基础上，制定并下发了名为关于规范并加强普通高校以新的机制和模式试办独立学院管理的若干意见(以下简称若干意见)的第8号文件，文件提出了发展独立学院的“积极支持、规范管理”原则。从而，高等教育的这一改革创新得到政策的认可，进入了保护性和规范性的发展阶段。伴随着独立学院得到政策的认可，独立学院学生管理体制问题也逐步摆在人们的面前。第1章概述第1.1节研究本课题的目的、意义太阳能热水器是通过太阳照射使太阳能热水器内部的水温升高从而使人们能够方便的使用热水。使用太阳能热水器不仅能够给人们提供便利还能够节约资源为人们达到省钱省力的目的。目前我们国家有着广阔的太阳能热水器的市场，太阳能热水器也应用在我们的方方面面，涉及到我了很多工作。例如我们的太阳能热水器可以使用在工业用水的加热、农业用水、商场大厦内的热水应用、还有温水养鱼、净化海水，当然了应用最为广泛的还是居民用用水的。现在我们国内市场上有很多种热水器例如：热管式太阳能热水器、平板式太阳能热水器、全玻璃真空管式太阳能热水器、热管真空管式太阳能热水器等等。但是如果我们能够在太阳能热水器中加入可编程控制器（PLC）的话这能够为我们的生活使用提供很多便利。可编程控制器加入到太阳能热水器中以后能够提高太阳能热水器的稳定性、可靠性、实用的便利性，这是可编程控制器应用在太阳能热水器中的种种优点。现在，我们国家的是市场上所存在的太阳能热水器的内部原件和系统操控来说具有很复杂，比较繁琐的缺点。而且使用了太多的电器原件导致了操作复杂，修理起来也是特别困难，这就为人们日常生活使用中产生了极大的不便利。而且目前市场所存在的太阳能热水器因为其中的原件过多导致了太阳能热水器的价格普遍偏高的特点。而可编程控制器应用在太阳能热水器中以后就可以解决这种问题了。可编程控制器价格比较便宜，适合大多数居民的选择，而且应用可编程控制器后可以很大程度上减少人们的操作，这样既方便了人们的生活又为人们减少了开支，可谓是一举多得的事情。第1.2节当前研究现状现如今我们国家的太阳能热水器的行业研究速度比较快，新型的产品不断涌现，但同样热水器的市场也特别的广阔，但是我们国家太阳能热水器的研究现状并不乐观，我们还没有掌握一些与太阳能热水器相关的核心技术，这些技术长期掌握在国外一些公司的手中。这就使我们的受制于人，所以我国应该加大热水器核心技术的开发利用和开拓。在我国经过一段时间的发展以后我国太阳能热水器的技术有了明显的发展态势还是处于较低的水平，系统有时候会出现混乱有时候也会出现乱码。这些情况使人们在使用中苦不堪言，所以我们还得大力发展热水器的核心技术，是我国早日能够拥有完善的太阳能热水器。第1.3节目前我国太阳能热水器的种类1.3.1热管式太阳能热水器热管式太阳能热水器是我们国家使用范围最为广泛的的设备了，不管是南方。北方都有使用的。它是通过太阳加热使热水器内的水温升高。但是他同样拥有很多确定，热管式太阳能热水器通常的加热效率不高，热水器内的水温提升不够明显只能满足生活日常用水的基本需求，所以尽管它的应用范围比较广泛但是实际应用性能并不强。但是它的优点也是比较突出，它制作简单、价格便宜、很适合普通百姓使用。但同样维修起来不是特别的方便而且使用时间比较短一般也就在2-3年之间。1.3.2平板式太阳热水器平板式太阳能热水器也被称为“平板式太阳能集热器”，它是我们国内生产最为广泛的太阳热水器之一。平板式太阳能热水器在进行加热的时候水在循环时温差比例不一样，热水重量较轻，因此会向上升。而冷水密度则比较大，因此只能自下向上运动。集热器使水箱的水循环加温，渐渐使水温达到一个稳定值，此后水箱达到水不再不再变化。这个时候冷水会不断进入水箱的下方补充热水直到水箱内的水达到了满值。这种原理与与热烟从烟囱冒出来的原理类似，这被称为“热虹吸”效应。这种热水器只要有太阳光的照射就会不断的使水箱内的水拥有一个温差从而不断循环加热直到水箱内的水的温度都变成一样的。这种集热器的优点是：（1）制作的流程特别简单，而且能够为我们节约很多钱。（2）集热器的吸热使水位进行反复循环与水位升高而且不需要其他资源环保无污染。（3）系统水流运行安全，没有任何压力设备，安全无任何危险。（4）在系统中不存在运转消耗设备，日常用水对吸热板没有任何侵蚀作用，因此具有较长的使用寿命。缺点是：（1）如果在一天当中有温差较大的现象产生的话，这个时候热水器就会产生往回留的现象。（2）在高温段集热器表面热量损失较大。（3）在比较寒冷的季节中，管道内的水会因为寒冷而导致体积变大超过管道的容纳程度导致管道变坏。（4）管道流通性能差，抗冻性低，因此使用范围仅仅局限在北方的夏天和南方较为温暖地区。1.3.3 全玻璃真空管式热水器这种集热器的优点是：（1）构造简洁、制作方便、稳定性好。（2）集热器集热效率好，具有良好的保温效果。（3）能够在温度较高的环境下使用，同时也能够在冬季比较寒冷的地区使用。（4）运行时间长，一整年都可以使用。缺点：（1）管道内积存太多的水，导致管道内水温回升速度过于慢，同时关于真空管南北放置的热水装置，管道内的热水没有办法都取出，以至于使系统热水使用效率变低。（2）不可以承受过高的压力，容易在玻璃管之中产生水垢，管子容易爆裂，并且在严寒环境下运行会冻住。（3）价格昂贵。1.3.4 热管真空管式太阳能热水器这种集热器的优点：（1）耐冰冻。热管由特别的材料和工质确保，即便在冬天比较长的一段时间内没有晴朗的天气以及夜间的低温的环境下，真空管也不能够爆裂。（2）启动快。热管能够容纳的热量很少，受热后会很快运行，因此再多变的太阳光辐射情况下能够提升集热器的输送量，并且在天气不是晴朗的情况下也能够使水加热。（3）保温好。热管拥有单向传热的特点，就是白天使太阳能转换的热量能够沿热管向上方输送去加热水，到了夜间被加热的水的热量却不能够从热管发散道四周环境中。（4）安装维修方便。装置操作简单，使用方便，能够简单的固定住，稳定性强。缺点:（1）生产成本。 （2）技术要求高。第1.4节 研究的内容本篇论文研究的主题是用PLC实现对太阳能热水器系统的控制，达到太阳能热水器系统能够自动化控制及手工控制的效果，使太阳能热水器能够满足实际中的各种控制需要、从而节省人力物力达到方便生活的效果、并增强系统稳定性与可靠行。详细的任务我们要根据下面的流程来开始：（1）设计控制系统的总体控制框架图，绘制控制系统的运行流程图。（2）对PLC进行选择及对I/O接口进行分配。（3）制作梯形图，实现所有系统控制要求。（4）设计原理图、外部接线图等。（5）根据系统设计的要求进行调试并取得成功。第2章 太阳能热水器的组成介绍与可编程控制器的工作原理第2.1节 太阳能热水器系统功能简介图2.1系统控制原理图注释: Tl，热水箱的温度传感器 T2，循环水管中的温度传感器 T3，集热器中的温度传感器 F1，循环水阀门 F2，冷水阀门 F3，热水阀门这个热水器主要使用微机控制大致有下列两种控制功能:对水温进行控制、对水箱内的水进行加热控制。（1）对水温进行控制为了能够使热水器内的水的温度能够达到我们使用所需要的水的温度我们应该按下面操作：在初始阶段，我们开始对热水器内的水温进行一个收集过程，等我们收集到了热水器内的水温开始和我们设定温度进行对比。如果太阳能热水器内的水温达不到我们使用的要求这个时候我们就开始了电加热的阶段直到水温达到我们的要求。（2）对水箱内的水进行加热控制当太阳光照射比较弱或者没有太阳光照射时，例如到了晚上我们还可以舒舒服服的洗上一个热水澡呢?这个结果是肯定的，不要忽略此款热水器还有另外一个从系统。此时它就要发挥出作用了。如此可知，即便没有太阳光照射我们依旧可以洗上一个舒舒服服的热水澡了。2.1.1 太阳能热水器组成、原理和工作过程（1）热水器组成及原理热水器大致由循环管道、集热器和水箱等构成。下图为经典的热水器装置简易图。图中集热器1按照最佳倾斜角度摆放，循环水管3的下部与降水管2的一端连接，集热器1与将水管2的另一端接通。每当集热器吸收到足够的太阳辐射后，集热器的温度会不断上升，与此同时水温也会不断升高。水温升高以后，水的重量会变轻，通过上升水管循环进循环水箱上部。而循环水箱下部重量比较大的冷水，就会顺水箱下部流到集热器下方，在集热器中升温以后同样上升。如此循环不断对流循，水温慢慢变高，一直到集热器所吸收的热量与损失的热量达到平衡时，水温不再升高。这种利用循环加热原理的热水器，又被叫做循环式热水器56。热水器装置简图1一集热器 2一下降水管 3一循环水管4一补给水箱 5一上升水管 6一自来水管7一热水出水管图2.2 热水器装置（2）热水器的基本工作过程 吸热过程。太阳光辐射同过玻璃盖板，经过集热板收集后沿肋片和管壁输送至吸热管内的水。吸热管内的水受热后温度不断变高，比重减小而上升，造成一个向上运动的过程，组建了一个热虹吸系统。伴随着热水的源源不断的上升并储存在储水箱上部，与此同时经过下循环管循环反复的补充温度较低的水，直至整箱内的水全部升高到特定的温度。水循环管路日常使用的太阳能热水器是通常按自然循环的方法工作的，无外界的动力，系统设计优良的太阳能热水器只要有56以上的温度差距就可以循环很好。水循环管路、管道直径管道路径分布的合理与不合理，能够直接对集热器的热交换效率造成影响。 一般状况下，日常家系用统自然循环管路中的流态均可看作层流。集热器内管路系统具有的阻力大部分来自于沿程阻力，局部阻力对其的作用要十分小，再分支管中的沿程阻力比主管的沿程阻力要大许多。如果水温升高后，因为运动粘度减弱，沿程阻力同样减弱，则局部阻力的影响作用要变大一些。在特定范围内，如果主管道管径不发生变化时，加大支管道管径，不仅能够使沿程阻力迅速减弱，而且能够使局部阻力也随之变弱。通常，支管的半径一般都会在10mm以上。如果主管道管径达到一定值之后，增加主管管径对削弱系统阻力一般会很少有作用7。2.1.2 太阳能热水器各单元介绍（1）热水器水箱及水箱配置水箱是热水器十分重要组成元件。它包含补给水箱和循环水箱；循环水箱与集热器与下水管相连接，以提供热水循环使用。补给水箱单独和循环水箱相连接，当循环水箱水位过低时候，使之以提供冷水使用。循环水箱循环水箱的作用是维持最高水位面，同一时间让水中所包含的空气在这里释放出来，防止把气体携带进入管道系统，避免造成气体阻止损失。 循环水箱的下方都包含冷水进入阻挡板。所以冷水进入循环水箱时候，经过挡板让他分散进入这将样能够避免箱内上方热水混乱。补给水箱补给水箱是为水箱提供冷水的地方。我们要通过自来水向补给水箱内进行提供水源，而且还要避免使水温降低 。水箱配管水箱配管是指进水管与出水管、排放热水管这些在水箱中的重要地位，这些对释放水温发挥着重要作用。所以，热水出水管在越高的位置，它所释放热水的温度也就越高；因此，使用恒定温度自动排放水时，热水出水管的热水出水口位置较高所以使用人工放水时，热水出水口位置就相对而言比较低。循环水箱中水的温度上升到了特定温度时，把循环水箱内热水近似都放掉，之后放入冷水再次循环加热。一般人工而言放水一天中 放水1-2次即可。（2）循环管在热水器表面制定计划完成后，集热器与循环水箱也近似确完成。但是想要热水器运转起来，还要配置合适的管道，把集热器与水箱有教的接连起来，就能构成一个完好的循环程序。热水器管道系统接通是否正确，对热水器循环系统的使用有效率同样有巨大且深远的很大影响。（3）集热器平板式太阳能集热器是平板式太阳能热水器的重要元件，它通过透明玻璃、吸热体、 能量与损失的能量相持平，这个时候金属片就不会再升高温度，这个就叫作“稳定温度”。金属片内如果拥有可以流通的流道，通过流道的流体就会把热量源源不断的带走，但为了能够实现稳定温度，所以金属片就要持续不断收集太阳光的辐射能量。通过这个道理，把装有流道的金属板密封在一个能够保持温度 的盒子里，在这上面用玻璃当做封盖，让太阳光的辐射能量通过玻璃到盒子里面，集热器因为吸热体的温度略低一些，它发散出来的绝大多数的的辐射能的波长与其他与对比而言都是略长长(位于远红外区域)，因此这些辐射不可以穿透玻璃因而被阻挡在集热器的空腔中，因此发生了一般而言的温室效应，很大程度上提升了集热器的集热功能效率。2.1.3 系统的要求按照人们对热水器的运用状况与以人为本的设理念 , 设计的操控系统具有以下功能：（1）自动控制功能。系统在主动工作模式下时 可以主动操控供水水泵的运转与终止和控制各个电磁阀的开关的状态。定时控制器在断电时正常计时 ,所以使用它当做PLC 的电源控制设备。在一操控定时间中 ,把定时操控连接 PLC 的电源 ,PLC 按照一开始编制的程序依次逐个打开各控制电源设备 ,而且依据输入信号的改变随时改变程序的执行指令。在不是系统工作时间中，定时器则主动切断 PLC 的电源。工作时间是 618 h。可以使用定时操控器与 PLC 原本就带有的定时命指令加以执行。（2）除尘功能。使用温度开关检验周围环境温度是不是适合除尘 ,符合要求的温度开关为 4 。使用除尘功能时是使用一个电磁阀接连工作2 min。（3）水箱液位操控功能。水箱容量是 200 L ,液位线应该控制在 180 L 。（4）水箱应该拥有提供热水和保温的最基本性能。（5） 报警功能。如果发生故障，故障指示灯开始闪烁并且开始报警电铃持续响,在操作人员按下“消音”按钮以后才能让铃声关闭，但是故障指示灯会一直处于闪烁状态；等到故障修复好之后；故障指示灯才能够熄灭。（6）节水功能。供水阀提供5 min的自来水， 运行2 min。（7）根据操控者需求可以再手动/自动控制两种状态中自由切换。第2.2节可编程控制器（PLC）简介可编程控制器（PragrammableLogicController, 又被叫做PLC，是一个数字运行的电子控制系统，早在20世纪60 年代末面向工业环境由美国一些著名科学家就率先创造成功了。它使用可编程序的存储设备，它内部储存执行逻辑运算、顺序操控、定时、计数和算术运算等控制命令，可以使用数字的、模拟的输入和输出，操控各种各样不同型号的机械或者生产流程。可编程序控制器和与它相关的装置，都是按照为了与工业操控系统成为一个整体、容易扩展她的功能的要求创造的。PLC从创造到现在仅仅有多年的历史，但是实现了快速的发展和在大范围的应用，变成了现在工业自动化控制的重要支柱的其中一个。再很长一段时间里，PLC在工业自动化控制领域着体现着巨大的影响，给各式各样的自动化控制设备给予了普遍的、稳定的控制使用。这时因为它可以给自动化操控应用给予极为安全的、可靠的与格外完美的解决计划，完全合适目前自动化工业企业的需求8。2.2.1 可编程序控制器的工作原理PLC使用的循环模拟工作模式，并且有些大、中型PLC还添加了终止工作模式。循环扫描可以依照固定顺序运行，同样可以依据用户程序所制定的第一个次序（高级和低级次序）亦或改变次序等运行。由于有的用户程序不需要每检查一个运行一次，同样是因为在控制系统要求处置的I/O点数量特别多的时候，应该各种各样的模块结合在一起排列的，运用不同时间不同方式的检测运行的方式，可以极大程度上减少反复检测的一遍所用的时间与操控的即时状态9。使用者可以根据设计者设计的系统、调整以后，根据程序编辑器输入进PLC的存储设备里面，同时让使用者所需要的输入信号与被驱动的运行部件彼此对照地连接在输入模块的输入的那一个端口和输出模块的输出的那一个端口钟，之后让PLC的控制开关将其一直在执行工作的模式，PLC可以通过反复检车的工作模式一直运行程序。然而会通过输入信号、使用者程序的操控上，出现相互对应的输出信号，实现使用者所预料的的操控计划。一个优秀的可编程序控制器在一个检测时间段内能够时间六个检测过程。根据所设定的程序系统软件的指示，在一个检测时间段内的其中一个检测过程的开端，一次检测以后还会来到这过程的开端即是一个检测周期。完成一个检测周期要使用的的时间被教做一个检测周期所需要的时间10。2.2.2可编程控制器的的特点（1）通用性强,使用方便。（2）功能性强,适应面广。（3）具有特别高的可靠性能,能够很好地忽略周围环境的干扰。（4）程序的编写方式极为简便,可以很好的学会PLC所具有的程序语言和梯形图语言。（5）PLC的操控系统的编写、组装和调节和修理简便。（6）占用空间小、所用的质量特别小、所消耗的功率比较低。第3章 热水器控制系统的设计方案太阳能原本就是一种持续不断改变的、但是能使其发生改变的原因又特别多、又有极为困难的的非线性改变量，太阳能热水系统它不是一个经常见到的线性系统，不容易制作一个十分准确的数学模型，所以使用普遍的的操控模式很不容易得到比较好的的操控效果。太阳能热水器操控设备使用PID操控算法，此算法对于数值固定的参数线性的稳定常见的系统是是十分有用的。通过调整PID控制器的参数，一般都能得到比较满意的控制效果。第3.1节 系统硬件的设计方案按照控制系统所指定的目标，第一应该先选定 PLC 的控制范围规模 ,第二要大致计算出要使用的I/O点数 (数字输入/输出量、模拟输入/输出量) ,之后要将范围上调20%25%的作为预备使用量，用来能够第一时间增添控制的功用，确保系统在日后使用过程中可以替换单个出现错误或者修复所丢失的点数。计算出I/O点数，并且根据I/O点数来制定PLC的大小规模 之后就可以选择存储设备的容量。存储设备的容量一般情况下都是由PLC 的操控规模大小来指定的。但是同样也可以按照以下的方式进行运算，再次上升百分之二十五到百分之三十作为备用量，用来可以随时随便地的添加用户所需要的系统程序。依据编写程序时所使用的节点数量的计算方式是另一种方式，在编程完成以后，其实际使用量是由节点数量的运算得到的。而估算法是最后一种方式，单单只给出了开关量时，开关量(输出/入)总数乘以十得到了所要求的内存总的数量；只有模拟量输入时,所需内存总数=模拟量路数120在模拟量输入、输出同时存在时，所需内存总数=模拟量路数250；同时,应考虑PLC提供的内部继电器和寄存器的数量,以便节省资源11。3.1.1 PLC硬件控制框图本系统的我所使用的上位机是PC端，下位机是采用的国外某公司所生茶的GX型号的操控器，完成针对于太阳能热水设备的操控，并且由PLC控制实现对太阳能热水器的温度控制和液位稳定等操控性能。为了使PLC控制系统的稳定性能够有所提高，这就要求系统有危险故障警告功能而且能够让人们很容易的看到或者听到警告信，这样就能使使用者再第一时间察觉到危险。当发生故障以后，警告声会迅速响起并且伴随着持续闪烁着的信号指示灯，要想解除警报声音这就要使用者点击关闭声音的按钮，但是故障指示灯会一直闪烁直到但故障修复完毕故障灯才会关闭。图3.1系统控制框图3.1.2各单元功能作用介绍（1）电机类型的选择我们依据下面的原则进行选择的电机类型：一些工作用的机械对于要求比较严格，所以我们一定要第一时间选择电机。对于工作环境的不同我们可以选择不同的电机比如船用电机比较适合在一些潮湿、盐雾的环境工作；如果对于电机的工作功率的要求比较高的话我们要优先选择纺织电机，纺织电机可以提供较大的功率；而安装在震动传输机上的震动异步电机和在农业中粮食加工机械中的振动筛都有激振动力源。然而软机械特点的电机与调速范围比较宽的电机一般会在应用在化学工业、橡胶行业、衣物纺织行业、制造纸张的行业，如果太多的机械设备接在电机上，电机的出轴转速回越来越低并且输送的力矩也会变大。通常目前市场比较普遍的生产机械，在实现了生产设备的目标的要求下，一般都会选择一些构造简洁、性能稳定、性价比比较高的、容易修理的电动机。一般针对一些使用时间比较长的、连接设备所消耗的功率比较固定的、针对其没有额外目标的设备，我们应该第一时间选择鼠笼异步电动机，鼠笼异步电动机普遍应用于各式各样的机械设备、大型抽水水泵和大写风力发电的风机等。超大功率型的发电机和履带输送机等工业生产设备要对于电机的功率要求比较严格，对于电机的使用同样有很多注意事项所以应该使用深槽式或者双鼠笼式异步电动机12。因为本系统所使用的电机对于连接设备产生的功率比较稳定，对于其他方面也没有额外的要求所以把这些因素都考虑进来应该选择由Y系列三相异步电动机。电机所要求的电压是二百二十伏。频率是五十赫兹。功率是十万瓦。（2）交流接触器的选择我所选择的接触器是正泰公司制造的的CJX1系列交流接触器，这种接触器触头采用的双断点的直接运动的构造，接触器的行为构造特别灵敏，当我们亲自用双手检查时候也非常简单，构造也是格外的紧密。触头，磁系统利用的完全密闭的构造，可以使接触器的寿命延长。连接线的那一个端口都被防护罩完全覆盖覆盖可以避免意外发生，提高安全性能。安装接触器的时候可以利用钉子定住，同样可以使其装在45mm的安装轨道上面，这样可以极大程度的方便安装和拆除。安CJX1型号的交流接触器一般用在交流55赫兹（或者65赫兹），额定电压达到550伏，当AC-3利用的分类下运行时电压是330伏，可以提供距离比较远的与分开和断开比较多的电路及开关次数较多的控制交流电动机，而且可以与比较合适的热继电器构成一个电磁起动器，这样可以用来避免电路出现负载而引起的危险。（3）热继电器的选择我们现在所利用的热继电器为正泰公司生产为的NR4(JRS2)系列，NR4(JRS2)系列热过载继电器普遍应用在交流五十五赫兹/六十赫兹、额定电压六百九十伏、一千伏，电流的使用范围是0.22-160安的长时间运行或者长期间断的工作的交流电动机的超过负载与相应的保护措施。这个热继电器拥有断相维护、温度弥补、动作令、自动与手动切换，这个产品的性能比较可靠。同时，这产品同样适用于：GM13048.5、GK12048.5、ILD011947-5-2的要求，拥有较高的可靠性能。这个热继电器可以和CKSLE型号的交流接触器连接使用。（4）电磁阀的选择目前生活着使用范围最广的电磁阀是GGWS-D315型电磁阀，电磁阀的生产地区是: 温州阀控有限公司，这类电磁阀一般用在太阳能热水器等一类生活设备上，运行电压的选择就为宽泛、交直流二百二十伏，性能稳定、可靠，基本符合安全生活设备的标准。（5）发光指示灯的选择二极管普遍使用两种颜色的二极管，如果设备处于运行状态，二极管一直发散绿色光线提示人们，如果设备处于没有运行的状态，二极管一直发散红色光线提示人们，这就必须选择一些性能稳定可靠的二极管。所以根据要求，我们使用的是TLL0501HMC类型的二极管。（6）隔离变压器的选择隔离变压器我们选择的是性能稳定可靠，十分安全的BK-100类型的隔离变压器，这种类型的隔离变压器变化比例是1：1，电压220伏。（7）水箱的选择一般来说我们要根据各自的实际情况来选择水箱。水箱为各类太阳能热水器不可缺少的重要原件。一般包含循环水箱和补给水箱，循环水箱是为了方便热水进行反复循环加温。补给水箱一般来说是和循环水箱接通的，如果循环水箱内的水低于水位线的话，这时补给水箱就可以给循环水箱提供备用水。循环水箱我们通常依据太阳能热水器集热器每天吸收热量所加热的水然后制定循环水箱的体积大小。然而为了方便生活，目前已经给循环水箱制定了一些固有标准，用来提高适用范围和通用能力。然而仙子循环水箱的体积一般有300L、550L、1000L三种，他们的外部形状一般都是长方形。体积是500升的水箱型号尺寸是: 500 X 100 X 1000mm。体积是1000升的水箱型号是 :10 X 1000 X 1000mm。上部安装着涨水管道与透气孔的是循环水箱，涨水管和透气孔的位置一般都要比水位要高一些。溢水管与透气孔一般会做成一个，这样不仅能省材料也能方便使用。溢水管体育有着保证最高的水位线的重要作用，还可以让水中的各种各样的气体从这里溢出，从而防止将气体带入管道系统中，从而造成很多不必要的损失。每个循环谁想的下方都会安装一个凉水进水挡板。这是为了在循环水箱注入冷水时，避免将冷水和温水混合从而使温水的温度降低影响水温。两种型号的循环水箱的构造大致一样，唯一区别是体积大的水箱的强度必须有所增加。补给水箱当水箱的水不足时必须提供补给，所以这个任务当然是由补给水箱来完成的。补给水不会立刻进入循环水箱，会经过补给水箱来进行中转，这样能够让温度不同的水分开，避免使水温发生变化。补给水箱的形状不能够太大所以必须选择合适的型号。补给水箱里面一般会有一个浮球来确定最高的水位线从而控制水位。（8）传感器的选型一般可以使用各种各样的高精度传感器进行环境气候的检测和一些必要数据的收集，收集之后会将收集的数据输送进PLC里并，之后PLC会依据系统的要求对整体的系统进行全面的操控。因为是由传感器输送的仿真信号针对系统对周围环境进行采样值，另外PLC和传感器之间的长度特别远，因此在传感器的利用上基本都选的3-20毫安的电流输出型，这样做能时信号干扰再输送过程的从而减小传输过程中降到最低的，从而确保传感器的采集的数值准确无误。在电子电路中过着系统软件中，我们可以做一些弥补工作，例如对系统温度误差做一些补偿。但是对于各种各样的补偿对于整个系统温度的差别比较大，但是普遍和零件自身的特定有关联，人们普遍会把特别灵敏的零件和系统电路的温度值在一起分析论证。跟其他气象传感器来说普通的温度传感器的比他们拥有着更加显著的基点飘逸效果，所以我们单单可以使用多次检测的方式进行检查改正。温度传感器技术指标:温度范围：0-70(可根据用户要求扩展)湿度范围：10%/RH-99%RH电源： AV220V士10%温度误差：一般士0.2、最大士0.5数据分辨率：0.1数据更新周期：约1秒数据线：3类双绞线数据传输距离 小于1200m我一句上面论文中硬件设施选择利用的状况，制作了下表3.1 表3.1原理总图的元器件目录表序号代号名称数量规格型号备注0PLC可编程控制器1FX_2n-32MR-ES/UL继电器输出型1HL-HL3指示灯4AD16-22GLED显示,220V2KM1-KM2交流接触器2DJX-9线圈电压：220V3SB1-SB5按钮5LAY37绿色4SB启动按钮1LAY37绿色5S自动/手动开关1SR26封闭式6SL1-SL2温度检测开关2TH22接通与断开的最小温差1.17TC隔离变压器1BK-100电压：220V8FU1-FU8熔断器8RL1-15熔体2-10A9FR热继电器2JR16-20/3参照电机电流10M微型电动机1YYHS45电压220V频率50HZ11YA报警器1SWP-X100交流220V12YV2排水阀1SSFK-C014交流12-220V13YV1供水阀1SSFK-C024交直流3-220V 14YC除尘阀1SSFK-C017交流220V3.1.3 PLC的端口分配根据以上硬件选型设计，编制I/O接口功能表，如表3.2和3.3。表 3.2 PLC的输入端口分配输入点代号工程名称X0SB启动按钮X1SB1总停按钮X2SL1温度开关（常开）X3SL2温度开关（常闭）X4SB2手动上水开关X5SB3手动排水开关X6SB4手动消音开关X7SB5手动加热开关表 3.3 PLC的输出端口分配输出点代号工程名称Y0HL启动指示灯Y1HL1总停指示灯Y2HL2除尘指示灯Y3HA报警蜂鸣器Y4HL3故障指示灯Y5YV1供水电磁阀Y6YV2排水电磁阀Y