我國太陽能熱水器行業(yè)近年來發(fā)展迅猛,已進入一個技術化、規(guī);、高質(zhì)量和高性能的新時期,控制技術水平的高低已成為衡量一個企業(yè)實力的重要標志。中國科學院廣州能源研究所、廣州科凌新技術有限公司組織了強大的技術力量,采用單片微機控制技術,短期內(nèi)研制開發(fā)了一種具有特色的、適應強迫循環(huán)系統(tǒng)和輔助加熱要求的綜合型全自動太陽能熱水系統(tǒng)智能控制器。

    該控制器功能強大,綜合了目前太陽能熱水系統(tǒng)控制部分所要求的所有功能,參數(shù)設定靈活,伸縮的空間大,可根據(jù)用戶的要求來任意定義控制輸出功能,現(xiàn)已在太陽能工程項目中實際應用。
 
1.設計要求
    (1)電腦控制,技術先進,全自動運行。
    (2)功能齊全、穩(wěn)定可靠,抗干擾能力強,維護方便。
    (3)液晶顯示,測量準確,傳感器的封裝可靠。
    (4)性價比高。
    根據(jù)以上的基本要求,同時為了尋求更高的性價比,溫度測量選用了便宜、不銹鋼封裝的熱電阻傳感器;輸出采用隔離繼電器控制輸出,顯示器采用美觀大方的字符點陣液晶顯示;鍵盤采用2×6的薄膜立體鍵盤,手感好;時鐘的產(chǎn)生由專用的時鐘芯片提供,保證時鐘的準確可靠。
 
2.控制器的組成及原理
    本項目所研制的控制器,其基本功能主要包括:多路溫度測量、水位測量,多路溫差控制輸出、多路定時控制輸出和水位控制輸出,控制參數(shù)的設定及修改。用戶可以根據(jù)具體的使用要求,靈活地控制參數(shù)設定,通過執(zhí)行機構(gòu),按照設定的參數(shù)控制系統(tǒng)的運行。
    該控制器由主板,開關電源,測量及繼電器輸出板組成?刂破魍ㄟ^六支溫度傳感器和兩個液位開關來檢測溫度和容器的上下限液位,再根據(jù)設定的控制參數(shù)決定什么時候通過繼電器輸出開關量:進水、循環(huán)、混水、加熱、回水、用水。另外設定參數(shù)存儲在flash memony中掉電不丟失,大字符液晶界面顯示。
    控制器系統(tǒng)原理框圖如下:
5.png
     該控制器軟件結(jié)構(gòu)流程圖由系統(tǒng)初始化模塊,測量模塊,按鍵處理模塊,顯示模塊,報警處理模塊,計算與控制模塊等幾個主要模塊組成。
    初始化模塊主要對定時器、中斷使能、外部口等的初始化;測量模塊負責對A/D轉(zhuǎn)換器進行讀寫,采集八個通道的數(shù)據(jù),每間隔2秒采集一遍,啟用外部時鐘定時中斷采集;鍵處理模塊由內(nèi)部定時器每隔15毫秒掃描一次;顯示模塊主要是將實時采集的測量數(shù)據(jù)寫入緩沖區(qū),實時顯示時鐘,控制參數(shù)的設定與修改以及存儲等;報警處理模塊,負責對超溫、缺水狀態(tài)的報警提示;計算與控制模塊,根據(jù)測量值與設定值的計算分析發(fā)出控制信號。
    另外,還增加軟件抗干處理措施。
 
4.主要功能及技術指標
    (1)主要功能
     通過鍵盤靈活設定兩路定時時間輸出, 24小時內(nèi)每路可設置3個控制段。
     通過鍵盤靈活設定循環(huán)、混水兩個溫差的控制上下限。
     通過鍵盤靈活設定加熱、回水兩個溫度的控制上下限。
     通過該控制器的鍵盤可以了解各測溫點的溫度值,LED指示液位高度。
     可按照人工設定的參數(shù)自動控制整個系統(tǒng)正常工作,且掉電參數(shù)不丟失。
     高亮數(shù)碼管指示控制輸出。
     在運行狀態(tài),面板時鐘可作為標準時鐘使用。
 
    (2)技術指標
    控制溫度:±1℃(熱電阻CU50)。
    時間輸出設定值:以1分鐘為單位。
    工作電壓;交流220V±10%,50HZ。
    環(huán)境工作溫度范圍:10-45℃。
    環(huán)境工作濕度范圍:≤85%。