太阳能光热传导系统的设计
目录
引言 1
一、国内太阳能能源使用现状及课题意义 2
（一）国内太阳能供热现状及不足 2
（二）槽式太阳能自动化的必要性 2
（三）本课题研究意义 2
二、槽式太阳能系统设计要求和初步方案 3
（一）槽式太阳能系统设计要求 3
（二）方案设计 3
（三）方案总结 3
（四）槽式太阳能系统控制方案确定 3
三、槽式太阳能系统具体方案设计 5
（一）槽式太阳能系统外部结构设计 5
(二)槽式太阳能系统电路 7
1.主电路 7
2.控制电路 7
3.plc程序设计 11
四、触摸屏界面设计 17
（一）触摸屏界面设计 17
总结 18
致 谢 19
引言
本课题通过分析传统太阳能的不足，结合当下的供热要求，对槽式太阳能的集热原理以及操作界面进行了设计，使之运行稳定、操作方便。课题有效解决了槽式太阳能控制系统的自动化控制问题，可提高供热效率以及系统的稳定性。
1、课题对槽式太阳能集热原理和整个系统的原理图进行了设计；
2、对PLC程序进行了详细的分析设计；
3、对槽式太阳能安装过程中的问题进行了深入分析，并提出了解决的方法；
4、对自控系统进行了调试以及设备真正安装进行了总结与展望。
本课题通过设计槽式太阳能控制系统，可以系统的掌握机电设备的自动化控制原理、控制方法和系统的设计步骤，掌握机电设备自动化控制的重点和难点等，对于SolidWorks和plc的使用有着促进和巩固的作用。
一、国内太阳能能源使用现状及课题意义
（一）国内太阳能供热现状及不足
能源是人们生活当中必不可少的一个重要组成部分，随着生活条件的逐步提高，对于能源的需求越来越大，中国处于高速发展期对于能源的需求也是十分巨大，对于现在越来越恶劣的环境，使用清洁能源已刻不容缓。
为了满足高速发展的要求，我国大量使用煤
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
rks和plc的使用有着促进和巩固的作用。
一、国内太阳能能源使用现状及课题意义
（一）国内太阳能供热现状及不足
能源是人们生活当中必不可少的一个重要组成部分，随着生活条件的逐步提高，对于能源的需求越来越大，中国处于高速发展期对于能源的需求也是十分巨大，对于现在越来越恶劣的环境，使用清洁能源已刻不容缓。
为了满足高速发展的要求，我国大量使用煤、石油等有污染的能源，这种能源使用过后产生大量的污染，对环境造成巨大的伤害，同时受污染的环境治理起来也需要无数的精力。再者对于煤、石油等能源应该作为储备能源。对于当前的主题应是环保的清洁能源，而太阳能能源正是清洁无污染的能源应当大力推广。
（二）槽式太阳能自动化的必要性
对于上述问题，槽式太阳能供热系统的重要性已不言而喻，本文将运用SolidWorks来设计槽式太阳能的整体结构并将plc设计使用进整个供热系统中。该plc自动化控制系统是根据太阳的位置来运转设备，根据系统中循环的介质的温度来实现系统中泵的运转情况，从而达到自动控制系统的目的。当系统中的介质达到某个设定的温度时，plc控制系统将泵开始运行，从而使系统中的介质在系统中循环起来，来保证整个系统的稳定运行。从而根据用户的需求给客户提供相对应的热能。
本课题主要设计槽式太阳能系统的主体框架结构部分。以槽式太阳能系统为核心，利用plc来实现系统的自动化，以及使用SolidWorks来设计槽式太阳能整个框架系统。
（三）本课题研究意义
通过采用PLC控制技术来实现槽式太阳能系统运转自动化，系统根据探测实时太阳高度来对槽式太阳能进行自动化处理，大大的提高了槽式太阳能的实时性和使用效率。本次使用了plc、触摸屏等进行自动化控制，具有很大的现实意义，具体如下：
1.提高了太阳能资源的使用效率
槽式太阳能自动化系统根据实时太阳高度状况，调整太阳能集热玻璃的角度，减少太阳能因太阳角度的变化而产生的阴影从而提高了光照面积达到更高的吸收效率。
2.实现了槽式太阳能系统的自动化
槽式太阳能系统，能够实时监控系统，避免因系统某个环节温度过高而产生不必要的损坏。
3.简化了操作步骤
采用触摸屏作为操作界面，简单明了，易学易作，界面美观。
4.减少了设备维护与管理
槽式太阳能设备可以让用户自己选择系统的自动开启与停止，使得对设备的必要维护和必要维修提供了很大的便利
二、槽式太阳能系统设计要求和初步方案
（一）槽式太阳能系统设计要求
本论文主要针对槽式太阳能的主体部分结构设计，仅对槽式太阳能的主结构进行设计。系统主体结构要求能够很好的符合槽式太阳能的集热原理，并且能够保证系统能够用最小的功率来完成整个系统外部结构的运行稳定。并保证控制操作界面的完善，报警装置及时全面，具体如下：
1. 结构美观，安装便利；
2. 系统能够最大化的使系统吸收光热效率达到最大；
3. 外部系统结构的需要运行的功率要尽量小；
4. 系统整体运行要稳定；
5. 系统的自我保护能力要力求完善；
6. 操作界面友好，通俗易懂、易学；
7. 普通用户和技术用户操作权限要有所区别。
（二）方案设计
槽式太阳能系统自动化的核心就是plc的选择，以下为两种plc的优缺点。
方案一：三菱plc FX系列
方案分析：三菱plc编程直观易懂，使用简单。三菱的优势在于离散控制和运动控制，容易实现伺服和步进的控制的优点，但是三菱的模拟量模块价格昂贵，程序复杂，指令较多，通讯较弱。
方案二：西门子plc s7系列
方案分析：西门子plc编程指令比较抽象，使用较难。西门子的优势在于通讯控制与过程控制，并且西门子模拟量模块价格便宜，程序简单。
（三）方案总结
根据以上两种方案的比较在结合本系统的实际情况，选择了西门子plc S7系列的s7-200。此款plc是西门子系列微型plc。体积小，速度快，标准化，功能更强，可靠性高。能够实现复杂的控制功能，更支持与触摸屏MT6100IV5 直接相连。对于本次槽式太阳能的系统控制，
引言 1
一、国内太阳能能源使用现状及课题意义 2
（一）国内太阳能供热现状及不足 2
（二）槽式太阳能自动化的必要性 2
（三）本课题研究意义 2
二、槽式太阳能系统设计要求和初步方案 3
（一）槽式太阳能系统设计要求 3
（二）方案设计 3
（三）方案总结 3
（四）槽式太阳能系统控制方案确定 3
三、槽式太阳能系统具体方案设计 5
（一）槽式太阳能系统外部结构设计 5
(二)槽式太阳能系统电路 7
1.主电路 7
2.控制电路 7
3.plc程序设计 11
四、触摸屏界面设计 17
（一）触摸屏界面设计 17
总结 18
致 谢 19
引言
本课题通过分析传统太阳能的不足，结合当下的供热要求，对槽式太阳能的集热原理以及操作界面进行了设计，使之运行稳定、操作方便。课题有效解决了槽式太阳能控制系统的自动化控制问题，可提高供热效率以及系统的稳定性。
1、课题对槽式太阳能集热原理和整个系统的原理图进行了设计；
2、对PLC程序进行了详细的分析设计；
3、对槽式太阳能安装过程中的问题进行了深入分析，并提出了解决的方法；
4、对自控系统进行了调试以及设备真正安装进行了总结与展望。
本课题通过设计槽式太阳能控制系统，可以系统的掌握机电设备的自动化控制原理、控制方法和系统的设计步骤，掌握机电设备自动化控制的重点和难点等，对于SolidWorks和plc的使用有着促进和巩固的作用。
一、国内太阳能能源使用现状及课题意义
（一）国内太阳能供热现状及不足
能源是人们生活当中必不可少的一个重要组成部分，随着生活条件的逐步提高，对于能源的需求越来越大，中国处于高速发展期对于能源的需求也是十分巨大，对于现在越来越恶劣的环境，使用清洁能源已刻不容缓。
为了满足高速发展的要求，我国大量使用煤
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
rks和plc的使用有着促进和巩固的作用。
一、国内太阳能能源使用现状及课题意义
（一）国内太阳能供热现状及不足
能源是人们生活当中必不可少的一个重要组成部分，随着生活条件的逐步提高，对于能源的需求越来越大，中国处于高速发展期对于能源的需求也是十分巨大，对于现在越来越恶劣的环境，使用清洁能源已刻不容缓。
为了满足高速发展的要求，我国大量使用煤、石油等有污染的能源，这种能源使用过后产生大量的污染，对环境造成巨大的伤害，同时受污染的环境治理起来也需要无数的精力。再者对于煤、石油等能源应该作为储备能源。对于当前的主题应是环保的清洁能源，而太阳能能源正是清洁无污染的能源应当大力推广。
（二）槽式太阳能自动化的必要性
对于上述问题，槽式太阳能供热系统的重要性已不言而喻，本文将运用SolidWorks来设计槽式太阳能的整体结构并将plc设计使用进整个供热系统中。该plc自动化控制系统是根据太阳的位置来运转设备，根据系统中循环的介质的温度来实现系统中泵的运转情况，从而达到自动控制系统的目的。当系统中的介质达到某个设定的温度时，plc控制系统将泵开始运行，从而使系统中的介质在系统中循环起来，来保证整个系统的稳定运行。从而根据用户的需求给客户提供相对应的热能。
本课题主要设计槽式太阳能系统的主体框架结构部分。以槽式太阳能系统为核心，利用plc来实现系统的自动化，以及使用SolidWorks来设计槽式太阳能整个框架系统。
（三）本课题研究意义
通过采用PLC控制技术来实现槽式太阳能系统运转自动化，系统根据探测实时太阳高度来对槽式太阳能进行自动化处理，大大的提高了槽式太阳能的实时性和使用效率。本次使用了plc、触摸屏等进行自动化控制，具有很大的现实意义，具体如下：
1.提高了太阳能资源的使用效率
槽式太阳能自动化系统根据实时太阳高度状况，调整太阳能集热玻璃的角度，减少太阳能因太阳角度的变化而产生的阴影从而提高了光照面积达到更高的吸收效率。
2.实现了槽式太阳能系统的自动化
槽式太阳能系统，能够实时监控系统，避免因系统某个环节温度过高而产生不必要的损坏。
3.简化了操作步骤
采用触摸屏作为操作界面，简单明了，易学易作，界面美观。
4.减少了设备维护与管理
槽式太阳能设备可以让用户自己选择系统的自动开启与停止，使得对设备的必要维护和必要维修提供了很大的便利
二、槽式太阳能系统设计要求和初步方案
（一）槽式太阳能系统设计要求
本论文主要针对槽式太阳能的主体部分结构设计，仅对槽式太阳能的主结构进行设计。系统主体结构要求能够很好的符合槽式太阳能的集热原理，并且能够保证系统能够用最小的功率来完成整个系统外部结构的运行稳定。并保证控制操作界面的完善，报警装置及时全面，具体如下：
1. 结构美观，安装便利；
2. 系统能够最大化的使系统吸收光热效率达到最大；
3. 外部系统结构的需要运行的功率要尽量小；
4. 系统整体运行要稳定；
5. 系统的自我保护能力要力求完善；
6. 操作界面友好，通俗易懂、易学；
7. 普通用户和技术用户操作权限要有所区别。
（二）方案设计
槽式太阳能系统自动化的核心就是plc的选择，以下为两种plc的优缺点。
方案一：三菱plc FX系列
方案分析：三菱plc编程直观易懂，使用简单。三菱的优势在于离散控制和运动控制，容易实现伺服和步进的控制的优点，但是三菱的模拟量模块价格昂贵，程序复杂，指令较多，通讯较弱。
方案二：西门子plc s7系列
方案分析：西门子plc编程指令比较抽象，使用较难。西门子的优势在于通讯控制与过程控制，并且西门子模拟量模块价格便宜，程序简单。
（三）方案总结
根据以上两种方案的比较在结合本系统的实际情况，选择了西门子plc S7系列的s7-200。此款plc是西门子系列微型plc。体积小，速度快，标准化，功能更强，可靠性高。能够实现复杂的控制功能，更支持与触摸屏MT6100IV5 直接相连。对于本次槽式太阳能的系统控制，
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