太阳能热水系统智能控制器的研究分析

　　我国太阳能热水器行业近年来发展迅猛，已进进一个技术化、规模化、高质量和高性能的新时期，控制技术水平的高低已成为衡量一个企业实力的重要标志。中国科学院广州能源研究所、广州科凌新技术有限公司组织了强大的技术气力，采用单片微机控制技术，短期内研制开发了一种具有特色的、适应强迫循环系统和辅助加热要求的综合型全自动太阳能热水系统智能控制器.
　　该控制器功能强大，综合了目前太阳能热水系统控制部分所要求的所有功能，参数设定灵活，伸缩的空间大，可根据用户的要求来任意定义控制输出功能，现已在太阳能工程项目中实际应用。
　　1.设计要求
　　(1)电脑控制，技术先进，全自动运行。
　　(2)功能齐全、稳定可靠，抗干扰能力强，维护方便。
　　(3)液晶显示，丈量正确，传感器的封装可靠。
　　(4)性价比高。
　　根据以上的基本要求，同时为了寻求更高的性价比，温度丈量选用了便宜、不锈钢封装的热电阻传感器;输出采用隔离继电器控制输出，显示器采用美观大方的字符点阵液晶显示;键盘采用2×6的薄膜立体键盘，手感好;时钟的产生由专用的时钟芯片提供，保证时钟的正确可靠。
　　2.控制器的组成及原理
　　本项目所研制的控制器，其基本功能主要包括：多路温度丈量、水位丈量，多路温差控制输出、多路定时控制输出和水位控制输出，控制参数的设定及修改。用户可以根据具体的使用要求，灵活地控制参数设定，通过执行机构，按照设定的参数控制系统的运行。
　　该控制器由主板，开关电源，丈量及继电器输出板组成。控制器通过六支温度传感器和两个液位开关来检测温度和容器的上下限液位，再根据设定的控制参数决定什么时候通过继电器输出开关量：进水、循环、混水、加热、回水、用水。另外设定参数存储在flash memony中掉电不丢失，大字符液晶界面显示。
　　控制器系统原理框图如下：


　　3.结构流程图：


　　该控制器软件结构流程图由系统初始化模块，丈量模块，按键处理模块，显示模块，报警处理模块，计算与控制模块等几个主要模块组成。
　　初始化模块主要对定时器、中断使能、外部口等的初始化;丈量模块负责对A/D转换器进行读写，采集八个通道的数据，每间隔2秒采集一遍，启用外部时钟定时中断采集;键处理模块由内部定时器每隔15毫秒扫描一次;显示模块主要是将实时采集的丈量数据写进缓冲区，实时显示时钟，控制参数的设定与修改以及存储等;报警处理模块，负责对超温、缺水状态的报警提示;计算与控制模块，根据丈量值与设定值的计算分析发出控制信号。
　　另外，还增加软件抗干处理措施。
　　4.主要功能及技术指标
　　(1)主要功能
　　通过键盘灵活设定两路定时时间输出， 24小时内每路可设置3个控制段。
　　通过键盘灵活设定循环、混水两个温差的控制上下限。
　　通过键盘灵活设定加热、回水两个温度的控制上下限。
　　通过该控制器的键盘可以了解各测温点的温度值，LED指示液位高度。
　　可按照人工设定的参数自动控制整个系统正常工作，且掉电参数不丢失。
　　高亮数码管指示控制输出。
　　在运行状态，面板时钟可作为标准时钟使用。
　　(2)技术指标
　　控制温度：±1℃(热电阻CU50)。
　　时间输出设定值：以1分钟为单位。
　　工作电压;交流220V±10%，50HZ。
　　环境工作温度范围：10-45℃。
　　环境工作湿度范围：≤85%。