人机界面 HMI B07S515。本系统工作性能稳定,自动化程度高,尤其是恒温出水的设计节约了大量水资源,集热循环的设计使得
台达系列人机界面,台达ES2系列CPU、台达PT-E2系列温度控制模块,台达AD-E2系列模拟量转数字量模块、太阳能集热器、电热丝(或空气源热泵等辅助热源)、保温水箱、控制泵、集热循环泵、电磁阀、温度传感器、液位传感器、功率变送器等,如图1所示。
水箱内装液位传感器p,水箱内水低于一定值时(20%),自动补水阀上电,水箱自动补水,水位达到设定值时(90%),自动补水阀断电,自动补水停止。
当集热器出水口水温(出水口安装温度传感器)高于水箱内水温,达到PLC设定启动温差(6-10摄氏度)时,集热循环泵启动;集热水箱中的低温水进入到真空管集热器组中,集热器中的相对高温水循环到集热水箱中,使水箱中的水温升高。当温差值降低到系统设定停止温差时(1-3摄氏度),循环泵停止,集热循环停止。如此反复进行,逐渐将热量传递到水箱,使水箱中的水温度逐渐提升,直到达到要求的温度。
恒温回水管路循环主要是针对室内的热水管道而言,为了保证时一开喷头阀门即有热水,同时减少无效冷水的浪费,必须安装热水回水管路,采取管路循环措施。管路循环采用定温循环方式,在室内热水回水管路中适当位置安装温度检测传感器和循环泵,设置一个温度范围来控制泵的运行。当管道内水温低于设定值时,启动管道循环泵,将管路中的低温热水打入保温水箱,当水温达到设定值时,管道循环泵停止运行。
当水箱内水温低于一定值时,集热器不能达到热水的温度要气,此时开启水箱内电加热或辅助热源(空气源热泵),以实现任何天气条件下都能保证有热水供应的要气。
室外管道(保温水箱和集热器之间)在寒冷的冬天可能被冻,因此必须有防冻循环功能;当集热器温度(检测传感器测温)低于一定值(2-5摄氏度)时,启动集热循环泵,将保温水箱中的热水打进集热器,防止管路结冻。
系统上位机选用HMI b7s515型号触摸屏以实现系统运行的可视化监测与控制,下位机选用台达系列PLC,主机CPU选用DVP40ES2,温度模块选用04PT-E2,AD模块选用04AD-E2。扩展模块还可加入功率变送器,监测电磁阀,循环泵以及辅助热源的功率,如图2所示。
(1)温度传感器所测得温度相关信号经PT模块转化为数字量后传回PLC的CPU,PLC的状态反应到触摸屏上,实现数据的实时监控,如图3所示。
图3 温度传感器PT100与DVP04PT模块的外部接线)水箱液位传感器测得电信号后,经液位变送器将电信号转化为4-20mA的标准电流信号后,经AD模块转换为数字量信号传回PLC,PLC根据设定值做出判断,控制水箱电磁阀的开启与断开,如图4所示。
另外,各温度传感器的测量温度直接代表各个组成部分的温度,以此来控制系统的运行,因此,温度传感器的安装位置极其重要。温度传感器安装处的水温必须能代表所测部分的平均温度。
WPL Soft为台达电子可编程DVP系列在Windows存在系统环境下所使用的程序编程软件,台达PLC采用可以编制程序的存储器,用来在其内部执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令,并能通过数字式或模拟式的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
各扩展模块读取参数的频率、精度是本控制系统的关键,台达PLC提供的温度控制模块、AD转换模块可以轻松的实现系统的自动化精确控制。
触摸屏替代鼠标及键盘部分功能,安装在显示屏前端的输入设备,是人与控制系统之间传递、交换信息的媒介和对话接口,包括远距离的信息传递与控制,是控制系统的重要组成部分。在PLC控制程序中加入开关量,与HMI的寄存器相关联,实现HMI与PLC的关联,如图5所示。
控制系统上,加入了温度、液位、功率等多个参数,反映到触摸屏上实现了运行系统的重要参数可视化监控。使用户对水箱内水温度,热水温度、水箱内水量,系统耗电量等多项参数有明确的掌握。实际系统运行稳定,维护保养方便,可推广性极强,尤其适合宾馆、办公大楼等场合的热水供应。此外,还可根据冬季室内取暖的要求,自动控制适宜温度的热水进入暖气管道,实现、采暖兼容的热水控制系统,如附表所示。