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太阳能浴室水温水位控制系统设计摘要:由于对于含量丰富且清洁环保的太阳能的开发，以及太阳能热水器的广泛使用和对其性能及设计的标准提高，特提出了太阳能浴室水温水位的控制系统设计。
本设计是针对太阳能水箱内的温度恒温控制目标，基于PLC控制设计PID 算法实现对出水口的水温的恒温调节及储水箱的水位调节。
本设计的主要内容有：控制原理和控制系统流程图；水位的确定及实验曲线分析；水温恒定的控制及合适的温度偏差分析；西门子S7-200可编程控制器件的硬件掌握；PID参数的整定及各个参数的控制性能的比较；应用PID控制算法所得到的实验曲线分析；整定各个系统各个部分的介绍和应用PLC语句编程来控制水箱水位和出水口水温。
关键词：恒温调节、水位调节、PLC控制、PID算法Solar bathroom water temperature water level control system designAbstract:Because of rich content and clean environmental protection for the solar energy development, and the wide use of solar energy water heater and the performance and design of measures to improve, especially puts forward the solar bathroom water temperature water level control system design. This design is aimed at solar tank temperature thermostatic control target, based on PLC control design PID algorithm for the outlet water temperature thermostat and store water tank water levelcontrol. The design of the main contents are: control principle and control system flow chart, The determination of water level and the experimental curve analysis; Water temperature constant control and suitable temperature deviation analysis; Siemens S7-200 programmable control device hardware control, PID parameter setting and various parameters of the control performance comparison; Application of PID control algorithm the experimental curve analysis.Key words: thermostat、Water level control、PLC、PID一、设计目的和意义太阳能是21世纪人类最看重的环保清洁能源之一，晕含量相当的大并且易于开发，是人类未来环保能源的重点发展对象。
太阳能热水器水位水温外置传感测量方法及装置技术领域本发明涉及一种太阳能热水器水温水位传感测量技术，尤其是一种水温水位外置的传感测量方法及装置。
背景技术：太阳能水温水位的测量装置及仪表是关系到太阳能热水器全自动运行的重要部件，通过此部件，消费者可以清晰明白的了解并看到太阳能热水器所指示的水量水温，以及控制和指挥与其相关联的辅助设备（如电加热，水泵，电磁阀等），而其中用于水温水位测量最关键的传感工具就是测量探头。
探头的组成和使用是由热敏电阻及相关的电子元件和防水,感应材料等部件组成，放入太阳能热水器水箱内部用于探测水温水位；由于太阳能热水器水箱内部的特定环境；从正常水温最冷时的5度左右，到形成沸水的温度99度，温差非常大，传感器长时间是在高温高湿的环境中工作；容易导致传感器失灵，使用寿命短，因此售后服务过于频繁，给厂家和经销商以及消费者带来相当的不便和麻烦。
其中最主要的原因;其一是：传感器元器件的组成除电子元件以外，还配套使用了多种不同成份的用于包裹密封电线和电子元件的材料；如不锈钢管/铜管，硅胶及塑料等；由于其各自的膨胀系数完全不同，在高低温伸缩作用下非常容易进水从而使传感器失灵。
其二是：传感探头在高温作用下及易形成水垢，由于传感探头有一定的弱电解电极磁力作用，被热水分解的矿物成份非常容易吸附到传感器的金属部位上来，而使传感器的测量作用产生误差或失灵。
综上所述，国内众多电子仪表配件厂家进行了多种方法的改良，不乏从材料，结构，防水，耐高温等关键方面的开发和应用。
其产品对于耐高温,防水,耐用的问题都有不小的进步；比如硅胶水温传感探头，浮球式传感探头，还有其它式样比如葡萄串式传感探头或电子元件外置传感头等等。
但是从根本上不能解决高温高湿和结水垢等方面的问题，而总体的来讲传感探头的灵敏度和使用寿命只有几个月到一年时间。
其原因是：1：硅胶传感探头由于解决了防水及水垢的问题，但是由于硅胶的导电性能比金属材料差，在灵敏度上有一定的欠缺。
太阳能热水器储水箱的水温智能控制系统太阳能热水器储水箱的水温智能控制系统是一种先进的技术，在现代化生活中得到广泛应用。
太阳能热水器是一种以太阳能为能源，利用热水器热的原理来加热水，节省了用于热水的能源和费用。
储水箱是太阳能热水器的核心部件，是太阳能热水器将能量转化为热能的地方，储水箱的温度对热水器的运行和翻新有很大的影响，因此储水箱的水温智能控制系统是不可或缺的。
太阳能热水器储水箱的水温智能控制系统可以通过检测储水箱中水的温度来自动调整水温，这样可以使得热水器的能耗降低，使得热水器的效率更高。
太阳能热水器储水箱的水温智能控制系统还可以根据不同的季节、不同的气象条件来调整水温，以保证热水器的性能最佳。
太阳能热水器储水箱的水温智能控制系统的关键部分是传感器，传感器是实时检测水温的模块，其测温精度和稳定性对整个系统的运行效率影响很大。
因此，在设计太阳能热水器储水箱的水温智能控制系统时，需要采用高精度的传感器，以确保系统的准确性与稳定性。
此外，太阳能热水器储水箱的水温智能控制系统还需要采用先进的控制算法，以确保系统的适应性和可靠性。
在实际应用中，可以将控制算法与人工智能技术相结合，从而实现系统自我学习和自我优化，提高系统的性能。
在使用太阳能热水器储水箱的水温智能控制系统时，还需要注意一些事项。
首先，需要定期检查系统的设备，确保其正常运转。
其次，需要根据不同的季节条件，调整系统的参数以充分发挥热水器的性能。
最后，需要定期进行维护和保养，保证系统的长期稳定运行。
综上所述，太阳能热水器储水箱的水温智能控制系统是一种非常有用的技术，在节约能源和保护环境方面有显著的作用。
通过优化系统结构、采用先进的控制算法和传感技术，可以进一步提高系统的性能和稳定性。
因此，在今后的实践中，我们应该不断探索、研究并推广太阳能热水器储水箱的水温智能控制系统，使其成为智慧城市建设与可持续发展的重要组成部分。
从设计水温控制系统浅谈传感器的相关运用摘要：温度是表征物体冷热程度的一个物理量，对许多生产过程都具有重要意义，是生产生活中非常重要的参数，它对人们的生产生活都会产生重要的影响，温度传感器系统的设计是许多生产过程不可缺少的技术手段，因而设计一种较为理想的温度传感器系统是非常有价值的，本文就笔者的一个实验，从设计水温控制系统浅谈传感器的相关运用。
关键词：传感器水温控制运用一、传感器相关背景在现代化的工业生产中，温度是常用的主要被控参数。
例如：在冶金工业、化工生产、电力工程、造纸行业、机械制造和食品加工等诸多领域中，人们都需要对各类加热炉、热处理炉、反应炉和锅炉中的温度进行检测和控制。
随着嵌入式系统开发技术的快速发展及其在各个领域的广泛应用，人们对电子产品的小型化和智能化要求越来越高，作为高新技术之一的单片机以其体积小、价格低、可靠性高、适用范围大以及本身的指令系统等诸多优势，在各个领域、各个行业应用广泛。
二、水温控制系统中传感器的设计1、系统设计要求设计一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动调整，以保持设定的温度基本不变，系统设计具体要求：温度设定范围为40℃，目标温度的±5℃；加热棒功率2KW，控制器为继电器；用十进制数码管显示水的实际温度。
2、水温控制系统部分水温控制系统是一个过程控制系统，组成框图如图1所示，由控制器、执行器、被控对象其反馈作用的测量变送组成。
测变量是通过温度传感器Pt1000来传送的，控制器是通过单片机来完成。
系统算法控制采用工业上常用的位置型PID数字控制，并且结合特定的系统加以算法的改进，形成了变速积分PID—积分分离PID控制相结合的自动识别的控制算法。
该方法不仅大大减小了超调量，而且有效地克服了积分饱和的影响，使控制精度大大提高。
3、水温控制方式该控制系统是把输出量检测出来，经过物理量的转换，再反馈到输入端去与给定量进行比较（综合），并利用控制器形成的控制信号通过执行机构SSR对控制对象进行控制，抑制内部或外部扰动对输出量的影响，减小输出量的误差，达到控制目的。
OCCUPATION1352011 12太阳能热水器水温水位控制设计文/沈建汉太阳能是一种低密度、间歇性、空间分布不断变化的能源，与常规能源有很大的区别，这就对太阳能的收集和利用提出了较高的要求。
在太阳能的利用中，有效控制水温和水位是需要解决的关键技术。
一、智能仪工作原理１．基本工作原理利用热敏电阻和液位传感器检测水温和水位，并加以显示。
根据水温水位情况进行控制。
当水位从高到低，出现缺水状态时，蜂鸣报警，缺水指示灯亮，延时15分钟，以免空晒后上水造成炸管，若温度不超过990℃，自动上水至预置水位；若温度高于1000℃，不上水。
太阳晒后，水温上升，当温度超过600℃且水未满时，打开电池阀上水至500℃，防止出现低水量、高水温的不合理现象。
晚上，若热水已用完，延时15分，进行缺水上水；若热水未用完，不上水，以保证热水充分利用；第二天太阳出来后，利用温控上水。
在上水的过程中，水压过低或停水，智能仪会自动进入低水压上水模式，低水压声光报警，间隔30分钟启动上水；若30分钟内不能使水位上升一挡，则停止30分钟，然后再启动，反复循环，以免电池阀长时间通电而烧毁。
２．原理实现方案通过“水位设置”键可进行水位设置，可设置加水水位20%、50%、80%、100%（本仪预置水位50%）。
通过“上水”键，可实现手动上水。
若水位低于预置水位，可上水至预置水位；若水位已达到预置水位，则在原水位基础上再加一挡；若水位已加满，则停止手动加水。
在上水过程中，按“上水”键，可停止上水（见图1）。
二、仪器中的硬件配置１．仪器直流电源可采用集成三端稳压器，只要加上一些外围元件即可实现，如图2所示。
２．输入接口电路的连接接口电路是一组电路，是中央处理器与存储器、输入/输出设备等外设之间协调动作的控制电路。
接口电路的作用就是将来自外部设备的数据信号传送给微处理器，微处理器对数据进行适当加工，再通过接口电路传回外部设备。
所以，接口电路的基本功能就是对数据传送实现控制，具体包括5种功能：地址译码、数据缓冲、信息转换、提供命令译码和状态信息、定时和控制。
对于太阳能热水器，控制系统是十分重要的，在我们所遇到的太阳能热水器故障中，90%以上是由于控制系统的故障引起的，其中由于水位水温传感器引起的故障率又占50%，所以深入地了解控制系统的作用，了解控制部件的原理，是掌握太阳能热水器安装和维修所必须的。
说实在话，太阳能控制器目前完全过关的可以说没有，为此，笔者只能根据自己在长期实践中认为比较好的西子牌自尊太阳能控制仪为基本元件来解说这一章的内容。
当然，市面上还有许多太阳能控制仪，质量也可能不错，无法一一介绍。
可以负责地说，你只要掌握了本书介绍的控制仪和系统，已经可以解决绝大部分太阳能的问题了。
第一节水位水温传感器目前探测水位的方法很多，但最常用的是导电式方法和浮子式方法，这两种方法也是太阳能热水器中使用面最广的探测方法，所以本书将专门介绍这两种探测法。
（常用的太阳能的水位水温传感器如图7-1-1，图7-1-2所示）图7-1-2浮子式传感器图7-1-1导电式传感器太阳能热水器的水位水温传感器是太阳能的眼睛，它将太阳能大部分的信息传给控制仪，控制仪通过对这些信息的处理来管理太阳能热水器，同时将热水器的运行情况告诉用户，让用户合理正确的利用太阳能。
传感器是太阳能热水器的重要部件，也是故障经常发生的地方，在太阳能普及的初期，太阳能90%以上的故障来自传感器。
随着人们不断总结、改进，太阳能传感器的质量不断提高，传感期的寿命也逐步达到1年以上。
一、太阳能水位的控制原理1、导电式探测原理导电式水位传感器的原理就是利用水的导电性来探测水面的高度，如图7-1-3，在图中的水位情况下，0极（公共极）与1、2、3是导通的，与4是不导通的，因此控制系统就可以判断水面在3、4之间。
图7-1-3导电式探测水位原理图实际使用中的家用太阳能导电式传感器的结构如图7-1-8。
2、浮子式探测原理浮子式的原理就是通过不同高度的干簧管通断的情况来探测水面的高度的。
干簧管是一种电子元件，当它遇到强烈的磁场时，内部的开关闭合，电流从干簧管两端流过，给出位置和温度的信号。
对于太阳能热水器，控制系统是十分重要，在我们所遇到太阳能热水器故障中，90%以上是由于控制系统故障引起，其中由于水位水温传感器引起故障率又占50%，所以深入地了解控制系统作用，了解控制部件原理，是掌握太阳能热水器安装与维修所必须。
说实在话，太阳能控制器目前完全过关可以说没有，为此，笔者只能根据自己在长期实践中认为比拟好西子牌自尊太阳能控制仪为根本元件来讲解这一章内容。
当然，市面上还有许多太阳能控制仪，质量也可能不错，无法一一介绍。
可以负责地说，你只要掌握了本书介绍控制仪与系统，已经可以解决绝大局部太阳能问题了。
第一节水位水温传感器目前探测水位方法很多，但最常用是导电式方法与浮子式方法，这两种方法也是太阳能热水器中使用面最广探测方法，所以本书将专门介绍这两种探测法。
〔常用太阳能水位水温传感器如图7-1-1，图7-1-2所示〕图7-1-2浮子式传感器图7-1-1导电式传感器太阳能热水器水位水温传感器是太阳能眼睛，它将太阳能大局部信息传给控制仪，控制仪通过对这些信息处理来管理太阳能热水器，同时将热水器运行情况告诉用户，让用户合理正确利用太阳能。
传感器是太阳能热水器重要部件，也是故障经常发生地方，在太阳能普及初期，太阳能90%以上故障来自传感器。
随着人们不断总结、改良，太阳能传感器质量不断提高，传感期寿命也逐步到达1年以上。
一、太阳能水位控制原理1、导电式探测原理导电式水位传感器原理就是利用水导电性来探测水面高度，如图7-1-3，在图中水位情况下，0极〔公共极〕与1、2、3是导通，与4是不导通，因此控制系统就可以判断水面在3、4之间。
图7-1-3导电式探测水位原理图实际使用中家用太阳能导电式传感器构造如图7-1-8。
2、浮子式探测原理浮子式原理就是通过不同高度干簧管通断情况来探测水面高度。
干簧管是一种电子元件，当它遇到强烈磁场时，内部开关闭合，电流从干簧管两端流过，给出位置与温度信号。
如图7-1-4所示。
摘要在太阳能的热利用中，用于产生热水的太阳能热水器应用广泛，它充分利用了环保型能源—太阳能，这对于当今资源紧张的时代，具有重要的意义。
太阳能热水器己成为中国可再生能源市场上需求量最大、发展最为迅速的产品之一。
然而，目前市场上太阳能热水器的控制系统大多存在功能单一、操作复杂、控制不方便等问题,很多控制器只具有温度和水位显示功能,且误差较大。
主要存在的问题有以下两个方面：(1）不具备温度控制功能。
当由于天气或气候原因而光强不足时，太阳能热水器就会温度达不到洗浴要求，给热水器热水器用户带来不便。
即使部分太阳能热水器具有辅助加热功能,通常采用的是电加热方式。
而传统电加热温度控制具有升温单向性、大惯性、大滞后性和时变性的特点，应用传统的模拟电路控制方法，很难达到理想的控制效果。
也可能由于加热时间不能控制而产生过烧，从而浪费电能。
(2）上水控制通常采用手动控制，水满不容易发觉，造成水资源的浪费。
或者有所谓水位控制,是通过设定来实现太阳能热水器水箱里缺水时自动补水、水满时自动停水的功能。
现有的控制方案多由水位传感器根据缺水或满水时发出的不同信号控制半导体器件的通断,从而进一步控制继电器、电磁阀的开合状态,来进行补水与否。
这种方案容易造成用户在使用过程中水位下降进行补水，出现混水问题。
对于家庭用户来说，一天热水的使用量相差不会很大，若使用时随时补水，混水后又需要电辅热进行加。
因此针对手动控制等中低端太阳能热水器，我们旨在利用水位传感器开发一种控制更加智能，而且更加经济的太阳能热水器自动上水控制系统。
这套系统具有以下优点：可以自定上水时间、外部扩展能力强、使用方便、开发周期短、开发费用低。
满足经济性、实用性、科学性的要求。
关键词：太阳能热水器；水位传感器；自动上水控制；经济ABSTRACTIn solar thermal utilization, is widely used to produce hot water of solar energy water heater, it makes full use of the environmentally friendly energy sources - solar, this tense time for today's resources, has the vital significance. The solar water heater has become China's renewable energy market demand is one of the largest and most rapid product development. However, most of the solar energy water heater control system on the market at present is single function, complex operation, it is not convenient to control the problem, a lot of controller with functions of temperature and water level show, only and the error is bigger. The main existing problems are the following two aspects:(1) does not have temperature control function. When due to weather or climate and light intensity is insufficient, the solar energy water heater will reach bath temperature requirements, to inconvenience water heater water heater users. Even if part of the solar water heater with auxiliary heating function, and is usually used in electric heating mode. And traditional electric heating temperature control heating unipolarity, big inertia, big lag and time-varying characteristics, application of the traditional analog control method, it is difficult to achieve ideal control effect. May also be the result of the heating time cannot control burnt, thus wasting electricity.(2) water control usually USES the manual control, water is not easy to find, cause the waste of water resources. Or a so-called water level control, is done by setting the solar water heater tank water when the function of automatic filling water, the water is full automatic water supply. Current control scheme is much by water level sensor based on lack of water or with water of different signal control on-off of semiconductor devices, thus further control the opening and closing state of the relay, solenoid valve, or not to water. This scheme is easy to cause the loss of the user in the process of using water filling water, mix water problems. For home users, a day in the use of hot water is not a great difference, if at any time when using filling water, mix water and then need to add complementary heat. So for manual control and mid-range solar water heater, we aim to use the control of water level sensor to develop a more intelligent, more economic and automatic water control system of the solarwater heater.The system has the following advantages: you can set up time, external extension ability strong, easy to use, short development cycle, lower development costs. Meet the requirements of economy, practicality, scientific.Key words: solar energy water heater; Water level sensor; Automatic water control; economic目录摘要 ............................................................................................................ 错误!未定义书签。
水温水位传感器原理
水温水位传感器是一种用于测量水的温度和水位的装置。
其工作原理如下：
1. 水温测量原理：水温传感器根据热电效应测量水的温度。
它通常由一个热敏电阻或热电偶组成，这些元件会受到水温的影响而产生电阻或电势变化。
通过测量这种变化，就可以确定水的温度。
2. 水位测量原理：水位传感器通常采用压力传感器原理来测量水的高度。
它由一个压力传感器和一个压力隔离膜组成。
当水位上升时，水的压力会施加到传感器上的压力隔离膜上，使得压力传感器产生输出信号。
通过测量这个信号，就可以确定水的高度。
这两种传感器可以单独使用，也可以组合在一起使用。
当它们一起使用时，可以通过一个控制系统来测量水的温度和水位，从而监测和控制水的状态。
总结起来，水温水位传感器通过测量热电效应和压力传感器原理来测量水的温度和水位。
这些传感器可以独立使用或组合在一起使用，通过控制系统可以实时监测和控制水的状态。
一种新型太阳能水温水位传感器王国华;程化喜;杜大伟;许全宝;郭家勇;张晓东;邓蕾;乔展【摘要】太阳能水温水位传感器是现在太阳能生产制造商都在争相研究的课题,但是,现在市面上销售的太阳能水温水位传感器大都是接触式的,在各个地方还存在很多使用腐蚀性水质的用户,对太阳能水温水位传感器的使用寿命大打折扣.我们对此设计了一款新型的感应式水温水位传感器.它是基于芯片C8051设计的一款把模拟量的水温水位转换成可识别电压信号的装置[1,2].共有四个利用感应原理制作的监测点,用来代表不同的水位,不仅具有很好的抗干扰性能而且还存在体积小、安装简单的优势.【期刊名称】《全面腐蚀控制》【年(卷),期】2012(026)004【总页数】3页(P39-40,51)【关键词】传感器;感应;抗干扰【作者】王国华;程化喜;杜大伟;许全宝;郭家勇;张晓东;邓蕾;乔展【作者单位】皇明太阳能股份有限公司技术研发中心,山东德州253000;皇明太阳能股份有限公司技术研发中心,山东德州253000;皇明太阳能股份有限公司技术研发中心,山东德州253000;皇明太阳能股份有限公司技术研发中心,山东德州253000;皇明太阳能股份有限公司技术研发中心,山东德州253000;皇明太阳能股份有限公司技术研发中心,山东德州253000;皇明太阳能股份有限公司技术研发中心,山东德州253000;皇明太阳能股份有限公司技术研发中心,山东德州253000【正文语种】中文【中图分类】TP2121 设计背景随着太阳能走进千家万户，人们对太阳能的要求也随着提出一些新的使用需求。
现在的太阳能热水器越来越偏向自动化、智能化，而实现自动化和智能化的基础是工作在环境最恶劣的太阳能热水器的水箱内的水温水位传感器。
传感器的性能是反映自动控制系统稳定性的重要指标。
例如，高温高湿、较宽的室外工作温度范围、水垢问题等都影响温度及水位感测的稳定性。
目前的水温水位传感器主要是靠电阻／电压输出信号，在太阳能水箱这种高温高湿以及硬水结垢容易造成的信号显示不稳定，导致使用寿命短、工作不稳定、水位测量分辨率低等缺点，因此，需要提供一种在恶劣环境下能够保持稳定性的温度及水位测量装置。
