基于PLC的太阳能制冷系统设计
发布时间：2021-08-12 19:11
太阳能制冷系统是将太阳能收集装置与制冷机组相结合,利用太阳能集热器产生的热量驱动制冷系统。该文设计了一个基于PLC的太阳能制冷系统,系统由集热和制冷两部分组成,控制采用西门子S7-300PLC作为主站,两个S7-200PLC作为从站,采用MCGS作为人机交互界面,利用以太网通信,通过控制伺服电机、步进电机、变频器来实现对太阳方位和仰角的跟踪以及各种泵的控制,达到太阳能制冷的目的。
【文章来源】：电脑知识与技术. 2018,14(36)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
集热系统：太阳能追踪仪
⑽?绞?制冷、除湿空调、喷射制冷、朗肯循环制冷和化学反应方式制冷等技术方案。以往在我国太阳能制冷空调工程中应用最广泛、技术最成熟的方案是真空管或平板集热器+溴化锂单效吸收式冷水机组方案[1]。本文设计了一个自动化的太阳能空调，通过利用PLC技术控制电机自动跟踪太阳方位和仰角，收集太阳能来驱动制冷机组制冷，实现太阳能制冷。1系统分析太阳能制冷系统分为集热系统和制冷系统两部分。集热系统是对太阳能进行收集，并且将收集的太阳能用来驱动吸收式制冷。集热系统图如图1，制冷系统图如图2所示。图1集热系统：太阳能追踪仪图2吸收式制冷机基本组成及工作原理1-发生器；2-冷凝器；3-蒸发器；4-吸收器；5-冷剂泵；6-溶液泵；7-热交换器；8-节流阀；9-减压阀集热系统采用太阳能追踪仪，根据纬度、太阳赤纬角和太阳时角不同计算太阳轨迹，通过控制步进电机和伺服电机来实现方向和仰角的调整。同时在方位步进电机装置末端安装编码器，用来检测实际角度是否达到要求。制冷系统采用溴化锂制冷(循环制冷系统)，该装置除发生器是高压环境，其他容器内均是低压环境。由图2可知，通过集热系统将光能转换成热能，被加热的冷水在发生器里作为热媒，使吸收器里合成的溴化锂、水混合液分解，分别成为高压气态水和液态溴化锂；液态溴化锂由溶液泵被抽回吸收器，高压气态水进入冷凝器冷凝成低压液态水(该过程模拟空调制冷吸收外界高温湿气)；通过冷凝产生的低压液态水在进入管道和蒸发器之前开始吸收热量，并且还吸收蒸发器中具有一定温度的工业冷却水，使低压液态水转换成低压气态水(此过程循环泵不停地使低压液态水转换产出低压气态水)；最
诵辛街止ぷ?模式。设备上电后触摸屏进入调试模式，用于调试系统中所有电机的状态是否正常，是否按照要求运行。待所有电机调试完成后，方可进入到自动运行模式，开始运行集热系统和制冷系统，利用太阳能进行制冷。3.1调试模式设备上电后，触摸屏进入调试模式，出现如下调试画面，通过下拉框选择需要调试的电机，按下启动按钮可依次对循环泵电机、溶液泵电机、清洗电机、太阳能板仰角转动(伺服)电机、太阳能板方向转动(步进)电机的功能进行调试。待所有电机调试完成，功能都正常后，进入运行模式。图3调试模式触摸屏界面3.2自动运行模式切换到自动运行模式后，触摸屏自动进入运行模式画面，在触摸屏上按下启动按钮，集热系统和制冷系统分别运行。运行模式界面如图4所示。1)集热系统：根据系统所处地域纬度φ不同、每天的太阳赤纬角δ不同以及不同时刻的太阳时角不同，可通过下列公式计算出每时每刻的太阳方位角(方向)β和高度角α。然后控制太阳能板仰角转动(伺服)电机和太阳能板方向转动(步进)电机分别转动相应的角度，以最大程度利用太阳能。方位角(方向):β=arcsin(sint*cosδ/cosα)高度角(仰角):α=arcsin(sinφ*sinδ+sinφ*cosδ*cost)式中φ：当地纬度;δ：太阳赤纬角;以9月21日，该天赤纬角是0°t：太阳时角;t=15*(当地时间-12)。以十二点为例，该点太阳仰角为0°，(t值为每小时应转动的角度，为了让伺服和步进电机更加精准地跟踪太阳的方位角和高度角，我们通常要求伺服和步进电机每6秒就转动一次该角度)。图5太阳方位、高度示意图2)制冷系统制冷系统运行流程：通过温度传感?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PLC的太阳能板自动跟踪控制系统的设计[J]. 何燕阳. 智能计算机与应用. 2015(04)
[2]太阳能制冷空调技术工程应用的一些问题分析[J]. 李兆坚,杨晓静,张晓萍,张传农. 暖通空调. 2015(06)
[3]基于PLC的太阳能热水工程水位测控系统[J]. 寇志伟,徐明娜,李文军,苏曦,马德智. 国外电子测量技术. 2015(01)
[4]基于PLC的播种机开沟器力学性能测试装置[J]. 赵金辉,杨学军,刘立晶,刘忠军,周军平,靳晨. 农业机械学报. 2014(S1)
[5]基于PLC的步进电机控制系统设计[J]. 毛昀,杨峰. 工业仪表与自动化装置. 2014(04)
[6]基于PLC和触摸屏的食品包装自动化生产线控制系统设计[J]. 李本红,陈小军. 机电工程技术. 2014(01)
[7]基于PLC的太阳能聚光伺服跟踪系统的设计[J]. 汤世松,舒志兵. 机床与液压. 2009(08)
本文编号：3338905
【文章来源】：电脑知识与技术. 2018,14(36)
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
集热系统：太阳能追踪仪
⑽?绞?制冷、除湿空调、喷射制冷、朗肯循环制冷和化学反应方式制冷等技术方案。以往在我国太阳能制冷空调工程中应用最广泛、技术最成熟的方案是真空管或平板集热器+溴化锂单效吸收式冷水机组方案[1]。本文设计了一个自动化的太阳能空调，通过利用PLC技术控制电机自动跟踪太阳方位和仰角，收集太阳能来驱动制冷机组制冷，实现太阳能制冷。1系统分析太阳能制冷系统分为集热系统和制冷系统两部分。集热系统是对太阳能进行收集，并且将收集的太阳能用来驱动吸收式制冷。集热系统图如图1，制冷系统图如图2所示。图1集热系统：太阳能追踪仪图2吸收式制冷机基本组成及工作原理1-发生器；2-冷凝器；3-蒸发器；4-吸收器；5-冷剂泵；6-溶液泵；7-热交换器；8-节流阀；9-减压阀集热系统采用太阳能追踪仪，根据纬度、太阳赤纬角和太阳时角不同计算太阳轨迹，通过控制步进电机和伺服电机来实现方向和仰角的调整。同时在方位步进电机装置末端安装编码器，用来检测实际角度是否达到要求。制冷系统采用溴化锂制冷(循环制冷系统)，该装置除发生器是高压环境，其他容器内均是低压环境。由图2可知，通过集热系统将光能转换成热能，被加热的冷水在发生器里作为热媒，使吸收器里合成的溴化锂、水混合液分解，分别成为高压气态水和液态溴化锂；液态溴化锂由溶液泵被抽回吸收器，高压气态水进入冷凝器冷凝成低压液态水(该过程模拟空调制冷吸收外界高温湿气)；通过冷凝产生的低压液态水在进入管道和蒸发器之前开始吸收热量，并且还吸收蒸发器中具有一定温度的工业冷却水，使低压液态水转换成低压气态水(此过程循环泵不停地使低压液态水转换产出低压气态水)；最
诵辛街止ぷ?模式。设备上电后触摸屏进入调试模式，用于调试系统中所有电机的状态是否正常，是否按照要求运行。待所有电机调试完成后，方可进入到自动运行模式，开始运行集热系统和制冷系统，利用太阳能进行制冷。3.1调试模式设备上电后，触摸屏进入调试模式，出现如下调试画面，通过下拉框选择需要调试的电机，按下启动按钮可依次对循环泵电机、溶液泵电机、清洗电机、太阳能板仰角转动(伺服)电机、太阳能板方向转动(步进)电机的功能进行调试。待所有电机调试完成，功能都正常后，进入运行模式。图3调试模式触摸屏界面3.2自动运行模式切换到自动运行模式后，触摸屏自动进入运行模式画面，在触摸屏上按下启动按钮，集热系统和制冷系统分别运行。运行模式界面如图4所示。1)集热系统：根据系统所处地域纬度φ不同、每天的太阳赤纬角δ不同以及不同时刻的太阳时角不同，可通过下列公式计算出每时每刻的太阳方位角(方向)β和高度角α。然后控制太阳能板仰角转动(伺服)电机和太阳能板方向转动(步进)电机分别转动相应的角度，以最大程度利用太阳能。方位角(方向):β=arcsin(sint*cosδ/cosα)高度角(仰角):α=arcsin(sinφ*sinδ+sinφ*cosδ*cost)式中φ：当地纬度;δ：太阳赤纬角;以9月21日，该天赤纬角是0°t：太阳时角;t=15*(当地时间-12)。以十二点为例，该点太阳仰角为0°，(t值为每小时应转动的角度，为了让伺服和步进电机更加精准地跟踪太阳的方位角和高度角，我们通常要求伺服和步进电机每6秒就转动一次该角度)。图5太阳方位、高度示意图2)制冷系统制冷系统运行流程：通过温度传感?
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PLC的太阳能板自动跟踪控制系统的设计[J]. 何燕阳. 智能计算机与应用. 2015(04)
[2]太阳能制冷空调技术工程应用的一些问题分析[J]. 李兆坚,杨晓静,张晓萍,张传农. 暖通空调. 2015(06)
[3]基于PLC的太阳能热水工程水位测控系统[J]. 寇志伟,徐明娜,李文军,苏曦,马德智. 国外电子测量技术. 2015(01)
[4]基于PLC的播种机开沟器力学性能测试装置[J]. 赵金辉,杨学军,刘立晶,刘忠军,周军平,靳晨. 农业机械学报. 2014(S1)
[5]基于PLC的步进电机控制系统设计[J]. 毛昀,杨峰. 工业仪表与自动化装置. 2014(04)
[6]基于PLC和触摸屏的食品包装自动化生产线控制系统设计[J]. 李本红,陈小军. 机电工程技术. 2014(01)
[7]基于PLC的太阳能聚光伺服跟踪系统的设计[J]. 汤世松,舒志兵. 机床与液压. 2009(08)
本文编号：3338905
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/xnylw/3338905.html
