太陽能供暖系統(tǒng)開發(fā)及其液位控制方法研究

【摘要】：隨著科技的不斷進步,社會的快速發(fā)展,人們生活水平的穩(wěn)步提高,越來越多的人們開始關注全球資源問題。可再生能源的利用逐漸成為當今社會關注的熱點,而對清潔能源太陽能的利用絕對可以稱得上是重中之重。在對太陽能利用的方式中,光伏熱電聯(lián)供技術是目前研究的重點。本文以大連市中山區(qū)青云林海社區(qū)為背景,設計了一套太陽能光伏熱電聯(lián)供系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中,一部分的太陽能被轉(zhuǎn)換為電能為生產(chǎn)生活提供電力保障,另一部分太陽能被轉(zhuǎn)換成熱能對小區(qū)用戶進行供暖。這樣做不僅能夠避免多余熱量對太陽能板造成的損害,而且能夠更加高效的利用太陽能。本文分析了太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng)的工藝流程,給出了熱電聯(lián)供系統(tǒng)的控制方案,該供暖控制系統(tǒng)分為兩個部分：下位機PLC控制系統(tǒng)和上位機組態(tài)王實時監(jiān)控系統(tǒng)。此外,本文完成了系統(tǒng)控制與監(jiān)控程序的開發(fā)與調(diào)試工作,實現(xiàn)了循環(huán)泵機組控制、系統(tǒng)溫度控制及供暖系統(tǒng)過程狀態(tài)監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、報警等功能。目前,該系統(tǒng)現(xiàn)已投入使用,運行可靠,效果良好,達到了設計要求。考慮到該社區(qū)未來會對更多的用戶進行大面積供暖,因此定會對蓄水箱的液位進行控制。本文利用PID控制器來對水箱液位進行反饋控制,并提出了一種新的基于阻尼最優(yōu)準則的微分先行PID控制器參數(shù)整定方法來確定PID參數(shù),從而得到更好的控制效果。與傳統(tǒng)的基于Ziegler-Nichols的PID參數(shù)整定方法做了對比試驗,進一步證明了本文所提出的PID參數(shù)整定方法的有效性。 【關鍵詞】：太陽能熱電聯(lián)供系統(tǒng) 大工計控PEC3000 組態(tài)王 微分先行PID 阻尼最優(yōu)準則
【學位授予單位】：大連理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU832.17
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-11
• 1.1 項目背景及意義8
• 1.2 國內(nèi)外技術現(xiàn)狀8-10
• 1.2.1 高效太陽能光伏熱電聯(lián)供技術及原理8-9
• 1.2.2 水箱液位控制技術9-10
• 1.3 本文主要內(nèi)容10-11
• 2 青云社區(qū)太陽能供暖系統(tǒng)設計11-21
• 2.1 青云社區(qū)太陽能供暖系統(tǒng)概況11-12
• 2.1.1 光伏熱電聯(lián)供系統(tǒng)的環(huán)保節(jié)能效果11
• 2.1.2 青云社區(qū)供暖系統(tǒng)設計理念及工程概況11-12
• 2.2 青云社區(qū)太陽能光伏熱電聯(lián)產(chǎn)系統(tǒng)運行方案12-15
• 2.2.1 系統(tǒng)組成及原理圖12-13
• 2.2.2 青云社區(qū)熱電聯(lián)供系統(tǒng)可觀的收益13
• 2.2.3 青云社區(qū)供暖系統(tǒng)運行工作原理介紹13-14
• 2.2.4 系統(tǒng)設計計算及產(chǎn)品選型14-15
• 2.3 青云社區(qū)供暖系統(tǒng)溫度控制設計方案15-20
• 2.3.1 PLC控制系統(tǒng)設計的前提16-17
• 2.3.2 電氣系統(tǒng)的原件選型17
• 2.3.3 電氣系統(tǒng)原理圖17-18
• 2.3.4 青云社區(qū)供暖系統(tǒng)的組成18-19
• 2.3.5 溫度控制系統(tǒng)的原理19-20
• 2.4 本章小結20-21
• 3 青云社區(qū)供暖系統(tǒng)溫度控制程序開發(fā)21-30
• 3.1 PLC及其開發(fā)軟件PLC_Config介紹21
• 3.2 PLC控制程序開發(fā)21-29
• 3.2.1 創(chuàng)建PLC項目21-22
• 3.2.2 硬件配置組態(tài)和參數(shù)設置22
• 3.2.3 溫度控制程序開發(fā)22-27
• 3.2.4 程序下載與在線監(jiān)控27-29
• 3.3 本章小結29-30
• 4 青云社區(qū)供暖系統(tǒng)監(jiān)控界面開發(fā)30-40
• 4.1 組態(tài)軟件及組態(tài)王介紹30
• 4.2 監(jiān)控界面開發(fā)30-39
• 4.2.1 在線監(jiān)控工程項目的創(chuàng)建及系統(tǒng)參數(shù)的配置30-31
• 4.2.2 通訊配置和變量連接31-33
• 4.2.3 主流程畫面33-36
• 4.2.4 參數(shù)設置和操作設置36-37
• 4.2.5 實時曲線、歷史曲線和報警曲線37-39
• 4.3 本章小結39-40
• 5 青云社區(qū)供暖系統(tǒng)液位控制設計40-57
• 5.1 常見的液位控制方法40
• 5.2 基于阻尼最優(yōu)準則的微分先行PID控制系統(tǒng)設計40-49
• 5.2.1 控制系統(tǒng)結構40-42
• 5.2.2 PID參數(shù)整定42-43
• 5.2.3 阻尼最優(yōu)特征比Di的延伸43-44
• 5.2.4 仿真結果44-49
• 5.3 太陽能供暖系統(tǒng)水箱建模49-56
• 5.3.1 雙容水箱系統(tǒng)建模50-51
• 5.3.2 雙容水箱液位控制仿真51-56
• 5.4 本章小結56-57
• 結論57-58
• 參考文獻58-60
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表學術論文情況60-61
• 致謝61-62

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