基于plc太阳能热水器水位控制系统设计

基于plc太阳能热水器水位控制系统设计内容摘要：

器，控制器输出信号启动循环泵实现循环，同时在管道上探测水流，当无水时将信号送入 PLC控制器并报警。 水位控制 将水位传感器检测到的电信号（ 0~20mA）输入 PLC控制器，到水位低于设定水位时控制器输出信号启动补水泵补水。 压力控制 将供水管网压力传感器检测到的电信 号（ 0~20mA）输入 PLC控制器，利用变频器对末端压力实现定压控制。 加热控制 根据需求端的实际用水情况，采用出水温度控制的方式控制锅炉的启停。 当白天太阳辐射不足，储水箱温度达不到设定值时，控制器自动启动锅炉加热，否则加热停止。 第二节 PLC 的选择 S7200 的概述 : S7200 是一种小型的 可编程序控制器 ，适用于各行各业，各种场合中的检测、监测及控制的自动化。 S7200 系列的强大功能使其无论在独立运行中，或相连成网络皆能实现复杂控制功能。 因此 S7200 系列具有极高的性能 /价格比。 S7200 系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。 使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。 应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。 如：冲压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制， 运动系统。 S7200 系列出色表现在以下几个方面： 第一， 极高的可靠性。 第二， 极丰富的指令集。 第三， 易于掌握。 第四， 便捷的操作。 第五， 丰富的内置集成功能。 第六， 实时特性。 第七， 强劲的通讯能。 第八， 丰富的扩展模块。 S7200 系列 6 在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。 使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。 应用领域极为广泛，覆盖所有与自动检测，自动化控制有关的工业及民用领域，包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。 如：冲 压机床，磨床，印刷机械，橡胶化工机械，中央空调，电梯控制，运动系统。 S7200 系列 PLC 可提供 4 个不同的基本型号的 8 种 CPU 以供使用。 CPU 单元设计集成的 24V 负载电源：可直接连接到传感器和变送器（执行器）， CPU 221， 222 具有 180mA 输出， CPU 224， CPU 226 分别输出 280，400mA。 可用作负载电源。 不同的设备类型 CPU221~226 各有 2 种类型 CPU，具有不同的电源电压和控制电压。 CPU 221具 6个输入点和 4个输出点， CPU 222具有 8 个输入点和 6 个输出点， CPU 224 具有 14 个输入点和 10 个输出点。 CPU 226 具有 24 个输入点和 16 个输出点。 中断输入允许以极快的速度对过程信号的上升沿作出响应。 CPU224 的概述 : 根据控制系统要求 ,首先确定 PLC 的控制规模 ,估算出所需要的 I/O 点数(数字输入 /输出量、模拟输入 /输出量 ) ,再增加 10%～ 20%的备用量 ， 以便随时增加控制功能 ， 保证系统投入运行后能够替换个别故障点或弥补遗漏的点数。 统计出 I/O 总点数后即可以确定 PLC 的控制规模从而确定存储器 (用于存储用户程序和数据 )的容量。 存储器容量除了根据 PLC 的控制规模确定。 也可以按照如下方法计算 ， 再增加 25%～ 30 %的备用量 ， 以便随时增加用户程序。 一种方法是根据编程实际使用的节点数计算 ， 即编完程序之后 ， 根据节点数计算出实际使用容量。 另一种方法是估算法 ， 只有开关量时 ， 所需内存总数 =开关量 (输入 /输出 )总数 10； 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。 鉴于设计共需要补水泵急停开关、循环泵急停开关、水泵变频接触器动作信号、水泵工频接触器动作信号、锅炉急停开关、靶流开关、报警器急停开关、水泵手动开关、报警器手动开关、循环泵手动开关、补水泵手动开关、锅炉手动开关共 12 个开关量输入，水泵变频交流接触器、水泵工频交流接触器、报警器、循环泵、补水泵、当光强不足时循环泵控制、锅炉 7 个开关量输出，光合辐射有效传感器， 3 个 PT100 高温型铂电阻传感器、飞思卡尔 MPX5700AP 压电传感器、RG2 液位传感器共 6 个模拟量输入及变频器一个模拟量输出。 因此考虑使用CPU224 并扩展两个 EM235 扩展单元。 下面将分别介绍 CPU224 及 EM235。 CPU 224 CPU224 集成 14 输入 /10 输出共 24 个数字量 I/O 点。 可连接 7 个扩展模块， 7 最大扩展至 168 路数字量 I/O 点或 35 路模拟量 I/O 点。 13K 字节程序和数据存储空间。 6 个独立的 30kHz 高速计数器， 2 路独立的 20kHz 高速脉冲输出，具有PID 控制器。 1 个 RS485 通讯 /编程口，具有 PPI 通讯协议、 MPI 通讯协议和自由方式通讯能力。 I/O 端子排可很容易地整体拆卸。 是具有较强控制能力的控制器。 图 21 CPU224 EM235 的概述 ： 在工业控制中，压力、温度、流量和转速等输入量是模拟量，变频器、电动调节阀和晶闸管调速装置等设备要求输出模拟量信号进行控制。 CPU 主机一般只有数字量 I/O 接口，或者是仅具有少量的模拟量接 口，所以就要进行模拟量输入和输出模块的扩展才能满足控制要求。 模拟量扩展模块的主。