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太阳能集热洗浴控制系统的设计及其故障检测

作　者: 白雪
导　师: 齐世清
学　校: 东北大学
专　业: 检测技术与自动化装置
关键词: 太阳能集热器 PIC16F877 故障检测与保护触摸屏网络控制器
分类号: TP273
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 9次
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内容摘要

随着科学技术和经济水平的快速发展,太阳能这种清洁能源已经被全世界越来越多的国家所应用。在对太阳能的应用中,太阳能热水器是人们使用较为普遍的。本文设计了一种大型的太阳能集热洗浴控制系统,适用于企事业工厂和大型的洗浴中心使用。该系统利用下位PIC16F877单片机定时采集水位和水位信息,与上位单片机串行通信,上位机人机接口与触摸屏连接,在触摸屏上显示采集到的信息。用水时,若日晒温度达不到设定值,单片机控制电加热器自动补温至设定温度,无需人为控制自动加热时间。缺水时会声光报警,并且自动上水到设定值。系统还具有检测和保护功能,对集热器的爆管、水箱干烧等故障状态进行检测,同时声光报警提示。本文还设计了远程通信的硬件电路,上位机连接了以太网控制器,使该设备接入Internet网络中,为以后能通过生产商服务端及时监控该系统铺垫了硬件平台。本文所设计的太阳能集热器具有水温、水位自动显示,太阳能、电加热互补,自动、手动互补,故障检测,各参数灵活设置等功能,比较以往的同类产品,该系统具有使用更方便、操作更简单、功能较为齐全等特点。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-15
  1.1 研究背景  11
  1.2 工作原理  11-12
  1.3 发展状况  12
  1.4 本文研究的内容  12-15
第2章系统的总体构成与控制原理  15-25
  2.1 太阳能集热控制系统的组成  15-16
  2.2 控制系统的组成  16-17
  2.3 控制系统的工作原理  17-18
  2.4 控制装置的选型与参数计算  18-23
    2.4.1 水箱的选型  18
    2.4.2 集热器选型  18
    2.4.3 微处理器的选型  18-20
    2.4.4 太阳辐射强度的计算  20-22
    2.4.5 水温的计算  22-23
  2.5 本章小结  23-25
第3章控制系统硬件总体设计  25-57
  3.1 下位机硬件电路设计  25-42
    3.1.1 温度采集电路设计  26-34
      3.1.1.1 温度传感器的选择  27-28
      3.1.1.2 温度测量中的误差分析  28-33
      3.1.1.3 放大倍数的计算及可变电阻的选择  33-34
    3.1.2 水位测量电路设计  34-35
    3.1.4 输出控制电路设计  35-39
      3.1.4.1 输出控制电路原理  35-36
      3.1.4.2 强电控制  36-37
      3.1.4.3 执行机构运行原理  37-39
    3.1.5 电源电路设计  39-40
    3.1.6 串行通信电路设计  40-42
  3.2 上位机硬件电路设计  42-56
    3.2.1 时钟接口电路设计  43-44
    3.2.2 串行通信电路设计  44
    3.2.3 人机接口电路的设计  44-56
      3.2.3.1 触摸屏简介  44-45
      3.2.3.2 触摸屏系统的基本组成  45-46
      3.2.3.3 电阻式触摸屏的工作原理  46-49
      3.2.3.4 触摸屏的参数和功能的设置  49-56
  3.3 本章小结  56-57
第4章控制系统的故障检测和保护  57-63
  4.1 爆管检测电路设计  57-59
    4.1.1 爆管检测的硬件设计  57-58
    4.1.2 爆管检测的软件流程图  58-59
  4.2 防干烧检测电路设计  59-60
  4.3 漏电检测电路设计  60-61
  4.4 辅助电加热器烧毁的检测方法  61-62
  4.5 系统的防冻措施  62
  4.6 本章小结  62-63
第5章远程监控系统的硬件设计  63-67
  5.1 引言  63
  5.2 RTL8019AS以太网控制器  63-65
    5.2.1 RTL8019AS的性能特点  63-64
    5.2.2 RTL8019AS的内部结构和工作原理  64-65
  5.3 RTL8019AS与单片机的硬件连接  65-66
  5.4 本章小结  66-67
第6章系统的调试结果与分析  67-73
  6.1 温度采集电路的调试结果  67-68
  6.2 时钟电路的显示结果  68
  6.3 通信功能的实现  68-69
  6.4 触摸屏显示界面  69-71
  6.5 本章小结  71-73
第7章结论与展望  73-75
  7.1 结论  73
  7.2 展望  73-75
参考文献  75-77
致谢  77-79
攻读硕士期间发表的论文  79-81
附录  81-83
  A 电路原理图  81-83

太阳能集热洗浴控制系统的设计及其故障检测

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